استفاده از نانو ذرات آركيوزوم به‌عنوان حامل DNA واكسن و بررسي اثر آن در مدل توموري پاپيلوما ويروس در موش C57BL/6

Application of Archaeosome Nanoparticles as a DNA Vaccine Delivery System and Evaluation of its Effect in a C57BL/6 Tumor Model

هدف: بيش از 99 درصد سرطان گردن رحم واجد ويروس پاپيلوماي انساني پر خطر 16 و 18 است. واكسن‌هاي DNA از جمله واكسن‌هاي نويدبخش هستند كه براي رفع مشكل رهايش آن از آركيوزوم استفاده شد كه در شرايط اكسيداتيو پايدار هستند. آركيوزوم خاصيت ادجوانت ذاتي دارد و براي ارايه واكسن به سلول‌هاي عرضه‌كننده آنتي‌ژن مهم است. در اين مطالعه نانوذرات آركيوزوم از ليپيدهاي قطبي هالوباكتريوم ساليناروم تهيه شد و با پلاسميد كايمريك E6/E7/L1 به‌عنوان كانديد DNA واكسن پاپيلوماويروس فرموله و استفاده شد. مواد و روش‌ها: DNAي پلاسميدي pIRES2-E6/E7/L1 در باكتري اشريشيا كولي سويه DH5? تكثير و با استفاده از كيت استخراج پلاسميد مگاپرپ استخراج و تخليص شد. براي تهيه آركيوزوم، هالوباكتريوم ساليناروم كشت داده شده و مجموعه ليپيدهاي آن با استفاده از روش Bligh & Dyer استخراج شد. فرمولاسيون DNAي پلاسميدي و آركيوزوم با افزودن پلاسميد و انكوباسيون چند ساعته انجام گرفت. پتانسيل زتا و اندازه نانو ذرات آركيوزوم با استفاده از دستگاه زتاسايزر تعيين شد. در نهايت با تزريق زير پوستي سلول‌هاي TC1 در موش C57BL/6 و ايجاد مدل توموري پاپيلوماويروس، كارآيي واكسن با تغيير اندازه تومور بررسي شد. نتايج: پتانسيل زتاي سطح آركيوزوم بدون پلاسميد 84/6- ميلي‌ولت و براي آركيوزوم فرموله‌شده با پلاسميد 29- ميلي‌ولت است. تغيير پتانسيل زتاي آركيوزوم پس از فرمولاسيون از مقدار 84/6- ميلي‌ولت به 29- ميلي‌ولت نشان‌دهنده جذب موفقيت‌آميز پلاسميد روي ذرات و افزايش پايداري آن‌ها است. نتايج حاصل از بررسي اندازه‌گيري حجم تومور نشان داد كه در گروه‌هاي واكسينه‌شده حجم تومور در مقايسه با گروه‌هاي كنترل كمتر است. نتيجه‌گيري: نانو ذرات آركيوزوم، به‌عنوان يك سيستم رهايشي مناسب و كارآمد با فرآيند آماده‌سازي آسان و مقرون به صرفه و پايداري زياد مي‌تواند به‌عنوان يك روش مناسب براي تحويل DNA واكسن باشد.

Objective: More than 99% of cervical cancers contain human papillomavirus (HPV), particularly the high-risk HPV type 16 (HPV-16). Among therapeutic HPV vaccines, DNA vaccines have emerged as a potentially promising approach. The main problem with DNA vaccination is the efficient delivery of the genes. A different delivery system has been used to bypass this problem. Archaeosomes have shown high stability during oxidative stress. In this study, we prepared the archaeosome Halobacterium salinarum polar lipid and used it as a delivery system and adjuvants for formulation with the E6/E7/L1 chimeric plasmid as an HPV vaccine candidate. Methods: The recombinant pIRES2-plasmid that contained an E6/E7/L1 chimeric gene of HPV were purified after extraction. Halobacterium salinarum total polar lipids were prepared according to a method by Bligh and Dyer. The archaeosome-pDNA complex was prepared by the addition of plasmid DNA to an archaeal lipid solution and the mixture kept at room temperature to allow for complex formation. Particle sizes and zeta potential of the samples were measured using dynamic light scattering. We measured the relative tumor volume after administration of TC-1 cells to C57BL/6 mice. Results: Zeta potential of the anionic archaeosomes was -6.84mV while archaeosome-pDNA complexes were -29 mV. The highly negative zeta potential of archaeosome-pDNA complexes demonstrated excellent loading of the plasmid on the nanoparticle surface and electrostatic stability. The results showed that the archaeosome-containing E6/E7/L1 chimeric gene significantly inhibited the rate of tumor growth in comparison with the control groups. Conclusion: Archaeosomes are easy and cost-economic to prepare and highly stable. They may hold tremendous promise as vaccine delivery vehicles.