بيان آنتي ژن HA1 ويروس آنفلوانزاي پرندگان (H5N1) به عنوان كانديداي مهم توليد واكسن در سيستم باكتريايي

پاندمي قريب‌الوقوع ويروس آنفلوانزا نيازمند واكسيناسيون جهاني است تا از بروز بيماري و مرگ و مير گسترده ممانعت به عمل آيد، اما توليد واكسن‌هاي سنتي بر عليه اين بيماري پروسه‌اي زمانگير مي‌باشد. در اين تحقيق، سيستم باكتريايي به منظور بيان و تخليص پروتئين هماگلوتنين با تاخوردگي مناسب، به عنوان پاسخي سريع در برابر استرين‌هاي عامل بروز پاندمي توسعه يافت. بنابراين دامين كروي هماگلوتنين نو تركيب (HA1) ويروس آنفلوانزاي H5N1 استرين (A/Indonesia/05/05) كه پروتئيني سنتزي با طول 3201 اسيد آمينه است درون وكتور بياني باكتريايي pET28a تكثير و كلون گرديد. سپس پروتئين HA1 متصل به تگ هيستيدين در باكتري اشريشيا كولاي سويه BL21 تحت القاي IPTG با غلظت 1 ميلي مولار بيان شد. بيان پروتئين با مطالعه مدت زمان‌هاي مختلف جهت القاي IPTG بهينه سازي گرديد و با كاربرد ستون نيكل مورد تخليص قرار گرفت. وزن مولكولي پروتئين با استفاده از تكنيك وسترن بلات و كاربرد آنتي بادي مونوكلونال بر عليه تگ هيستيدين 40 كيلو دالتون تخمين زده شد و وزن حاصله هيچ تفاوتي با وزن مولكولي محاسبه شده نشان نداد. از اين نظر كه اكثر سايت‌هاي آنتي ژني در دامين HA1 پروتئين HA قرار دارند، استفاده از اين دامين ويروس آنفلوانزا جهت توليد واكسن داراي اهميت قابل توجهي است. قابليت القاي توليد آنتي بادي بر عليه HA1 بيان شده در سلول‌هاي باكتري همچنين توسط آناليز اليزا مورد بررسي قرار گرفت. پس از پروسه ايمني‌زايي خرگوش‌ها، HA1 اليگومريك توانست آنتي بادي‌هاي خنثي كننده قابل توجه و سطوح بالايي از پاسخ‌هاي ايمني را القا نمايد. نتايج اين تحقيق پيشنهاد مي‌كند كه واكسن‌هاي مبتني بر HA1 به طور موثري در سيستم‌هاي باكتريايي توليد مي‌شوند و مي‌توانند به آساني در شرايط بروز پاندمي‌هاي ويروس آنفلوانزا مورد استفاده قرار گيرند.

The impending influenza virus pandemic requires global vaccination to prevent large-scale mortality and morbidity, but traditional influenza virus vaccine production is too slow for rapid responses. In this study, bacterial system has been developed for expression and purification of properly folded HA1 antigen as a rapid response to emerging pandemic strains. Here, a recombinant H5N1 (A/Indonesia/05/05) hemagglutinin globular domain, the synthesized HA1 (1-320 amino acids), was amplified and cloned into pET-28a bacterial expression vector. Then, his-tagged HA1 protein was expressed in Escherichia coli BL21 under 1 mM IPTG induction. The protein expression was optimized under a time-course induction study and further purified using Ni-NTA chromatography. Migration size of protein was detected at 40 KDa by Western blot using anti-His tag monoclonal antibody and demonstrated no discrepancy compared to its calculated molecular weight. Since most antigenic sites are in the HA1 domain of HA, using this domain of influenza virus as antigen is of great importance in vaccine development. The ability of the antibody stimulation against HA1 expressed in bacterial cells is also examined using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) analysis. Upon immunization of rabbits, oligomeric HA1 elicited potent neutralizing antibodies and high levels of serum antibody binding to HA1. Our findings suggest that HA1-based vaccines can be produced efficiently in bacterial systems and can be easily upscaled in response to a pandemic influenza virus threat.