توليد پروتيين دوگانه Tir-اينتيمين از باكتري اشريشيا كلي O157:H7 در گياه توتون (Nicotiana tobbacum) و بررسي ايمني‏زايي آن در موش آزمايشگاهي

Production of Chimeric Tir-intimin Protein from E. coli O157:H7 in the Tobacco (Nicotiana tobbacum) Plant and its Immunological Evaluation in an Animal Model

هدف: اشريشيا كلي سويه O157:H7 يكي از مهم‏ترين بيماري‏زاهاي توليد كننده بيماري كوليت خونريزي دهنده در انسان است. دام‏هاي اهلي اصلي‏ترين مخزن اين باكتري هستند. پروتيين‏هاي اينتيمين، Tir و EspA از مهم‏ترين عوامل بيماري‏زايي اين باكتري محسوب مي‏شوند. پروتيين EspA در ساخت كانال ارتباطي نقش داشته و مانند يك رابط سبب انتقال پروتيين Tir به سلول ميزبان مي‏شود و پروتيين اينتيمين كه در غشاي باكتري جاي گرفته است با متصل شدن به پروتيين Tir به غشاي ميزبان منتقل و منشا اصلي آن نيز باكتري مهاجم است، سبب اتصال محكم و اختصاصي باكتري به سلول ميزبان مي‏شود. اين اتصال باعث ايجاد ضايعه تخريب ديواره سلول ميزبان مي‏شود. انجام تحقيق بر اين اصل است كه توليد دو عامل اصلي بيماري‏زايي كه باعث اتصال باكتري به ميزبان مي‏شود به صورت دوگانه و تجويز آن به عنوان يك ايمني‏زاي خوراكي مي‏تواند با تحريك مناسب سيستم ايمني هومورال و به‏ويژه مخاطي ميزبان مانع كلونيزاسيون باكتري اشريشيا كلي O157:H7 در مدل حيواني شود. مواد و روش‏ها: ابتدا به صورت تيوري يك سازه ژني حاوي قسمت‏هايي از اينتيمين (I) و Tir (t) با استفاده از يك رابط جدا كننده پپتيدي به يكديگر متصل و ژن آن به طور مصنوعي ساخته شد. اين ژن مصنوعي براساس كدون‏هاي گياه توتون بهينه‏سازي و سپس تحت كنترل پروموتر CaMV35S در ناقل بياني گياه كلون و پس از آن تراريختي و باز‏زايي گياه توتون با آن انجام گرفت. سپس حيوان مدل با برگ‏هاي گياه تراريخت تغذيه شد. نتايج: ايمن‏سازي حيوان با استفاده از بافت گياه تراريخت حاوي اين ايمني‏زاي دو‏گانه موجب تحريك و توليد IgG سرمي بر عليه باكتري فوق شد. نتيجه‏گيري: روش تغذيه و ايمن‏سازي با ايمني‏زاهاي خوراكي مي‏تواند به عنوان يك ابزار مناسب براي ايجاد ايمني و احتمالاً محافظت حيوانات در برابر حضور و بيماري‏زايي باكتري اشريشيا كلي O157:H7 عمل نمايد.

Objective: Escherichia coli (E.coli) O157:H7 is one of the most important pathogenic causes of hemorrhagic colitis in humans. Cattle are the main reservoirs of this bacteria and vaccination is a key mechanism for its control. The intimin, translocated intimin receptor (tir), and EspA proteins are virulence factors expressed by the LEE locus of enterohemorrhagic E. coli. EspA protein is a member of the type III secretion system (TTSS) needle complexes that delivers the tir protein into the host cell. Surface arrayed intimin docks the bacterium to the translocated intimin receptor (Tir). This intimate linkage is the starting point for attachment and effacing lesions. We hypothesize that the chimeric recombinant forms of two of these three effectors, as edible-based immunogens, would reduce colonization of E. coli O157:H7 in the mice model. Methods: We constructed a synthetic gene (it) composed of eae (i) and tir (t) attached together by a peptide linker. The synthetic gene (it) was codon optimized based on the tobacco (Nicotiana tobbacum) plant and cloned into plant expression vectors adjacent to CaMV35S promoters for expression in transgenic tobacco plants. The antigen produced in this plant was orally fed to mice. Results: Immunization of the mice model by the transgenic plant that contained the divalent immunogen showed the presence of IgG antibodies against E. coli O157:H7. Conclusion: This method could be an effective tool for protecting against E. coli O157:H7 hemorrhagic colitis.