بررسي ايمني زائي نانوژل كايتوسان واجد پروتئين نوتركيب IpaC از شيگلا در خوكچه هندي

Immunogenicity of Chitosan Nanogel Containing IpaC Recombinant Protein from Shigella in Guinea Pig

سابقه و هدف: گونه‌هاي شيگلا عامل بيماري شيگلوز در انسان مي‌باشد. با توجه به فراواني بيماري و شيوع مقاومت آنتي بيوتيكي، ساخت ايمونوژن موثر عليه باكتري هدف مهمي است. آنتي‌ژن‌هاي تهاجمي پلاسميد از جمله IpaC و IpaD از مهم‌ترين عوامل بيماري زاي شيگلا هستند. بارگذاري آنتي‌ژن‌ها در حامل‌هاي ويژه از قبيل نانوژل‌هاي كيتوساني، نه تنها آن ها را در برابر عوامل محيطي محفاظت كرده بلكه غلظت‌هاي مناسب از آنتي‌ژن را در محيط فراهم كرده و فعاليت زيستي را افزايش مي دهد. هدف از اين تحقيق، بررسي ايمني زائي پروتئين IpaC بارگذاري شده نانوژل هاي كيتوسان بود. مواد و روش‌ها: پروتئين نوتركيب در E.coli بيان و با گرموتوگرافي ميل تركيب تخليص شد. نانوژل هاي كيتوساني به روش ژلاسيون يوني و از طريق ميانكنش كيتوسان با اتصال دهنده تري پلي فسفات (TPP) تهيه شدند. نانوژل ها با IpaC بارگذاري و خصوصيات ساختاري آن ها با SEM و DLS بررسي گرديد. پروتئين بارگذاري شده از مسير خوراكي و تزريقي به خوكچه هندي انتقال يافتند. تيتر آنتي‌بادي‌ها با روش الايزا تعيين شد. حيوان ها از طريق روش سرني و با استفاده از باكتري شيگلا فلكسنري چالش شدند. يافته‌ها: بيان پروتئين نوتركيب E.coli منجر به توليد IpaC با وزن 60 كيلودالتون شد. ظرفيت بارگذاري نانوژل ها پس از 48 ساعت انكوباسيون، 98 درصد بود. متوسط اندازه نانوذرات 418 نانومتر بود. ايمن سازي موش‌ها پاسخ آنتي‌بادي سرمي را القا كرد. استنتاج: حفاظت بخشي پروتئين بارگذاري شده از مسير خوراكي بهتر از مسير تزريقي بود.

Background and purpose: Shigella species cause shigellosis in humans. Considering the high frequency of illness and antibiotic resistance, development of an effective immunogen against bacteria is a major goal. Invasion Plasmid Antigen such as IpaD and IpaC are the major bacterial virulence agents of Shigella. Encapsulation of antigens in particular carriers such as chitosanic nanogels, not only protects them from degradation in environmental elements but also provides the effective concentrations of antigens in targets, hence increasing bioactivity. The aim of this study was to investigate the immunogenic properties of IpaC protein encapsulated in chitosanic nanogels. Materials and methods: The protein was expressed in E.coli and purified by affinity chromatography. Chitosan nanogels were prepared by ionic gelation method using tripolyphosphate (TPP) as a crosslinking agent. The nanogels were loaded with IpaC and their structures were characterized by SEM and DLS. Encapsulated protein was introduced in guinea pigs by oral and parenteral routes. Antibody titers were determined by ELISA. Animals were challenged By Sereny test with wild-type S. flexneri. Results: Expression of recombinant protein in E.coli led to the production of IpaC with 60 kDa molecular weight. Loading efficiency of nanogel was 98% after 48h of incubation. The average particle size was 418 nm. Immunization of mice induced serum antibody response. Conclusion: The productivity of encapsulated protein via oral route was better than parenteral route.