سنتز نانوپارتيكل هاي پروتئين ESAT-6 و بررسي ايمني همورال بعد از تجويز آن از طريق بيني

Preparation of ESAT-6 Nanoparticles and Evaluation of Humoral Immunity after Intranasal Administration

كانديداهاي واكسني مختلفي براي جايگزيني تنها واكسن موجود برعليه مايكوباكتريوم توبركلوزيس (BCG) وجود دارد. در اين ميان پروتئين ESAT-6 نقش ويژه اي دارد. از روش هاي مناسب براي تجويز واكسن عليه اين باكتري مي توان به روش تجويز درون بيني اشاره كرد. يكي از سيستم هاي مناسب انتقال واكسن از طريق بيني، استفاده از نانوپارتيكل هاي زيست تخريب پذير مي باشد. در ميان پليمرهاي زيست تخريب پذير، پليمر كايتوزان داراي قابليتي فراوان در افزايش پاسخ سيستم ايمني است. هدف اين مطالعه افزايش پاسخ ايمني همورال از طريق احتباس آنتي ژن ESAT-6 درون نانوپارتيكل هاي كايتوزان مي باشد. روش بررسي: سنتز نانوپارتيكل هاي كيتوزان حاوي ESAT-6 از طريق روش ژلاسيون در محيط آبي انجام شد. خصوصيات نانوپارتيكل ها شامل مورفولوژي، توزيع اندازه ذرات، پتانسيل زتا، ميزان احتباس پروتئين و ميزان آزادسازي آن در محيط آزمايشگاهي اندازه گيري شد. سپس نانوپارتيكل حاوي آنتي ژن، آنتي ژن به تنهايي و كيتوزان به تنهايي از طريق بيني به موش در روزهاي 0 و 14 و 28 تجويز شد. دو هفته بعد از تجويز خونگيري انجام شده و ميزان تيتر IgG توسط تست اليزاي غيرمستقيم اندازه گيري شد. نتايج: پروتئين ESAT-6 با موفقيت درون نانوپارتيكل هاي كايتوزان احتباس شد و نانوپارتيكل هاي سنتز شده داراي خصوصيات مناسب بودند. به طوري كه هنگامي كه نسبت TMC/TPP برابر با 5/1 در غلظتmg/ml 1 ازTMC بود، متوسط سايز نانوپارتيكل ها 8/71±242/8 نانومتر به دست آمد و ميزان احتباس پروتئين 95/234% بود كه داراي ميزان رهايش 67/5% بعد از 200 ساعت بودند. ميزان آنتي بادي IgG در گروهي كه نانوپارتيكل هاي كيتوزان حاوي ESAT-6 را دريافت كرده بودند در مقايسه با ساير گروه ها افزايش معني داري را نشان داد. نتيجه گيري: تجويز نانوپارتيكل هاي حاوي آنتي ژن ESAT-6 و كايتوزان از طريق بيني مي تواند به عنوان يك روش مناسب جهت تجويز آنتي ژن هاي ايمني زاي مايكوباكتريوم توبركلوزيس براي القاي پاسخ ايمني هومورال باشد.

Among several tuberculosis vaccine candidates for replacement of BCG, ESAT-6 protein has a special role. Since mycobacterium tuberculosis infection most often attacks the lungs, intranasal rout can be regarded as appropriate methods for tuberculosis vaccines and drug delivery. One of the appropriate systems for intranasal vaccine delivery is using biodegradable nanoparticles. Among biodegradable polymers, chitosan polymer has great features to increase the response of immunity system. This study aimed to investigate the specific humoral immune response of mice model after encapsulation of recombinant ESAT-6 antigen in chitosan nanoparticles. Methods: The chitosan nanoparticles containing ESAT-6 antigen were synthesized by ionic gelation. Nanoparticle properties including morphology, particle size, zeta potential, encapsulation rates, and protein release were measured in vitro. The immunization was performed through the nose for 3 times on days 0 and 14 and 28. 2 weeks after last administration, blood samples were collected and specific IgG titers were measured by indirect ELISA. Results: The nanoparticles synthesized had appropriate properties. The mean size of resulting nanoparticles was 242.8 nm by excellent antigen loading capacity (95.23 %). The vitro release of antigen from nanoparticles after 200 hours was detected as 67.5%. The Level of IgG antibody showed significant increase in the group that had received chitosan nanoparticles containing ESAT-6 compared with other groups. Conclusion: ESAT-6 protein was encapsulated in chitosan nanoparticles successfully. Administration of chitosan nanoparticles can be a suitable method for administration of humoral immunity antigens of Mycobacterium tuberculosis through intranasal rout.