سنتز نانوسفر كوپليمري دوبلوكۀ PEG-PLA حاوي مخلوط پروتئين‌هاي نوتركيب آنتي‌ژن محافظت‌كننده و فاكتور كشندۀ باسيلوس آنتراسيس

Synthesis of PEG-PLA Block Copolymer Nanospheres Containing Mixed Recombinant Proteins of Protective Antigen and Lethal Factor of Bacillus anthracis

سياه­زخم از بيماري‌هاي مشترك انسان و دام است و توليد واكسن يكي از راه­هاي محافظت افراد در برابر اين باكتري است. مطالعۀ حاضر كاربرد سامانه‌هاي نانوكپسول كوپليمري (PEG-PLA) با ويژگي رهايش كنترل‌شده براي پروتئين‌هاي نوتركيب آنتي‌ژن محافظت‌كننده و فاكتور كشنده باسيلوس آنتراسيس را با هدف ارائۀ كانديد واكسن بررسي مي‌كند. مواد و روش ها: در اين مطالعۀ تجربي، براي توليد نانوكپسول­ها از روش امولسيون دوگانۀ تبخير حلال استفاده شد و اندازه و پتانسيل زتاي نانوذرات، بازده بارگذاري نانوذرات، الگوي رهايش پروتئين نوتركيب، تأثير احتمالي روش توليد نانوذره PLA-PEG‌ بر پايداري و ماندگاري پروتئين‌هاي نوتركيب بررسي گرديد. به‌منظور توليد آنتي‌بادي و بررسي پاسخ ايمني، از موش­هاي سوري به‌عنوان نمونۀ آزمايش و شاهد بهره گرفته شد. يافته‌ها: نتايج اين تحقيق نشان داد كه پروتئين‌هاي مخلوط (LFD1+PAD4) بارگذاري‌شده در كوپليمر دوبلوكۀ PEG-PLA اندازۀ ميانگين 109 نانومتر و پتانسيل زتا 7/27- ميلي ولت و 394/0=PDI دارند. در اين تحقيق نشان داده شد كه رهايش آنتي‌ژن‌هاي يادشده در دو مرحلۀ رهايش سريع و آهسته انجام مي‌شود كه آزادسازي پروتئين‌ها در روز اول حدود 20 درصد و پس از گذشت 49 روز، به ميزان 78 درصد محاسبه گرديد. ميزان آنتي‌بادي توليدشده در سرم گروه‌هاي موشي عليه اين آنتي‌ژن‌ها در فواصل زماني مشخص، با يكديگر اختلاف معنا‌داري داشتند. بحث و نتيجه‌گيري: نتايج به‌دست‌آمده در اين تحقيق، به‌كارگيري نانوكپسول كوپليمري دوبلوكۀ PEG-PLA حاوي مخلوط پروتئين‌هاي نوتركيب آنتي‌ژن محافظت‌كننده و فاكتور كشندۀ باسيلوس آنتراسيس را توصيه مي‌كند. با توجه به تخريب كمتر و حفاظت بيشتر فعاليت آنتي‌ژن در نانوذرات نسبت به استفاده از روش‌هاي سنتي و نيز تكرار تزريق كمتر، اختصاصيت ‌بالاتر، كاهش عوارض جانبي، هزينۀ كمتر و آهسته رهش بودن، استفاده از نانوذرات گزينۀ مناسبي براي جايگزين شدن با روش‌هاي سنتي است.

Anthrax is a zoonotic disease and vaccine production is one way to protect people against this bacterium. This study investigates the application of copolymer nanocapsule (PEG-PLA) systems with controlled release specificity for a recombinant protective antigen and lethal factor of Bacillus anthracis to provide a vaccine candidate. Material & Methods: In this experimental study, the dual solvent evaporation emulsion method was used to produce nanocapsules. Moreover, zeta potential and size of nanoparticles, loading efficiency of nanoparticles, recombinant protein release pattern, the probable effect of PLA-PEG nanoparticle production on the shelf life of recombinant proteins were investigated in this study. Mice were used as test and control samples for antibody production and immune response evaluation. (Ethic code: 9727250) Findings: The results of this study showed that mixed proteins (LFD1+PAD4) loaded on PEG-PLA block copolymer had an average size of 109 nm, the zeta potential of -27.7 mV, and PDI=0.394. In this study, it was shown that the release of these antigens was carried out in two stages of rapid and slow release. The release of the proteins was estimated at about 20% on the first day and 78% on the 49th day. The titers of antibodies produced in the serum of the mouse groups against these antigens at defined intervals were significantly different from each other. Discussion & Conclusion: The results of this study suggest the application of PEG-PLA block copolymer nanocapsules containing mixed recombinant proteins of protective antigen and lethal factor of Bacillus anthracis. Due to less degradation and more protection of antigen activity in nanoparticles, compared to traditional methods, as well as fewer repeat injections, higher specificity, reduced side effects, lower cost, and slower release rate, the use of nanoparticles is a good option to replace traditional methods.