توليد قطعات آنتي‌بادي نوتركيب انساني تك-زنجيره ضد مولكول 4-1BB در باكتري اشريشياكلي

Production of recombinant human single chain anti-4-1BB molecule antibody in Escherichia coli

مقدمه و هدف: آنتي ­بادي­هاي منوكلونال عليه 4-1BB در درمان بيماري­هاي اتوايميون، عفونت­هاي ويروسي و همچنين ايمونوتراپي سرطان­ها كاربرد دارند. آنتي بادي­هاي منوكلونال موشي به علت وجود مشكلاتي از قبيل ايمني­ زايي و اندازه بزرگ، كارايي محدودي در بالين دارند. قطعات آنتي­ بادي كاملاً انساني از قبيل قطعات scFv مي­توانند جايگزين خوبي براي كاربردهاي ايمني­ درماني باشند. هدف از اين مطالعه توليد قطعات آنتي ­بادي تك­زنجيره­اي انساني بر ضد 4-1BB به منظور استفاده از آن در ايمني‌درماني سرطان است. مواد و روش‌ها: در مطالعه­ي حاضر ژن scFv انساني عليه 4-1BB در وكتور pET-22(+) كلون شده و در باكتري E. coli TOP 10F بيان شد. تائيد اوليه scFv توليد شده توسط وسترن بلات و الايزا انجام شد. در ادامه عملكرد اين آنتي‌بادي در تحريك سلول­هاي بيان‌كننده 4-1BB با بررسي ميزان بيان CD69 در سطح سلول­ها، بيان mRNA و توليد پروتئينIL-2 مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج: نتايج اين پژوهش نشان دادند كه ژن scFv طراحي‌شده در ميزبان باكتريايي، بيان شده و قادر به شناسايي آنتي­ژن 4-1BB است. تيمار سلول­هاي CCRF-CEM با scFv ضد 4-1BB موجب القاي توليد سايتوكاين IL-2 شده و بيان CD69 را بر سطح سلول‌هاي هدف افزايش مي‌دهد. بحث و نتيجه­ گيري: آنتي­ بادي تك­ زنجيره اي انساني عليه 4-1BB به خوبي در سيستم بياني باكتري E. coli توليد شده و قادر به شناسايي آنتي­ ژن هدف و فعال­سازي سلول­هاي CCRF-CEM است. از اين آنتي­ بادي نوتركيب مي­توان در مطالعات بعدي جهت فعال­سازي سلول­هاي T در روش‌هاي سلول­ درماني سرطان استفاده نمود.

Background and Objective: Monoclonal antibodies against 4-1BB have been used in the treatment of autoimmune diseases, viral infections, as well as immunotherapy of cancers. Because of their foreign nature and the large size, the murine monoclonal antibodies have restricted efficacy in clinical use. Fully human antibody fragments such as scFv fragments can be an attractive alternative for immunotherapeutic applications. The aim of this study was the production of human scFv antibodies against 4-1BB in order to use it in cancer immunotherapy. Materials and Methods: In this study, anti-4-1BB scFv gene was cloned in pET-22(+) and expression in E. coli TOP 10F.The initial analysis of the gene product was performed by western blot and ELISA. Furthermore, its efficacy in stimulating 4-1BB expressing cells was evaluated by assessing the cell surface expression of CD69 and IL-2 mRNA and protein expression. Results: The results showed that the designed scFv gene was well expressed in E. coli and specifically reacts to the target antigen. The CCRF-CEM cell’ treatment with anti-4-1BB scFv induced IL-2 production and increased CD69 expression on the surface of target cells. Conclusion: The anti-4-1BB single-chain antibody was successfully expressed in E. coli expression system and is able to detect target antigen and activate CCRF-CEM cells. This recombinant antibody could be useful for T cell activation in cancer cell therapy approaches.