بررسي ايمني‌زايي نانوذرات كيتوسان حاوي پروتئين نوتركيب ناحيه اتصال‌دهنده نوروتوكسين بوتولينوم تيپ E در موش

Evaluation of the Immunogenicity Effect of Chitosan Nanoparticles Containing Botulinum Neurotoxin E binding Domain Recombinant Protein in Mice

سابقه و هدف: نوروتوكسين‌هاي باكتري كلستريديوم بوتولينوم از قوي‌ترين سموم شناخته شده مي‌باشند كه سبب بروز سندروم خطرناك بوتوليسم در انسان و حيوان مي‌شوند. تحقيقات نشان داده است كه زير واحد اتصالي اين سم داراي خاصيت ايمني‌زايي بوده و ميتواند در تهيه واكسن نوتركيب مورد استفاده قرار گيرد. از آن‌جا كه واكسن‌هاي نوتركيب به تنهايي قادر به برانگيختن موثر پاسخ‌هاي ايمني نيستند، استفاده از ادجوانت‌هاي زيست‌سازگار و ايمن از اهميت زيادي برخوردار است. در سال‌هاي اخير مطالعات زيادي جهت استفاده از نانوذرات به عنوان ادجوانت و نيز بستري جهت رسانش واكسن صورت گرفته است. هدف از اين تحقيق، بررسي اثر نانوذرات كيتوسان بر روي رسانش موثر يك كانديد واكسن نوتركيب عليه نوروتوكسين بوتولينوم تيپ E بود. مواد و روش‌ها: بيان و تخليص پروتئين نوتركيب ناحيه اتصالي BoNT/E در باكتري E. coli BL21 (DE3) صورت پذيرفت. نانوذرات كيتوسان حاوي پروتئين مذكور با روش ژلاسيون يوني ساخته شد و به صورت زيرجلدي به موش تزريق گرديد. همزمان، آنتي‌ژن مورد نظر همراه با ادجوانت فروند نيز به گروه موشي جداگانه، تزريق شد و در نهايت ميزان تيتر آنتي‌بادي IgG با روش الايزاي غيرمستقيم مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: پروتئين نوتركيب ناحيه اتصالي BoNT/E، بيان و تخليص شد و سپس به وسيله وسترن بلات مورد تاييد قرار گرفت. ميزان بارگذاري پروتئين در نانوذرات بيش از 90 درصد بود. نتايج الايزا نشان داد كه ميزان توليد آنتي‌بادي IgG پس از هربار تزريق افزايش يافته است. استنتاج: نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد نانوذرات كيتوسان توانايي تحريك موثر سيستم ايمني هومورال را دارد.

Background and purpose: Clostridium botulinum neurotoxins are the most potent toxins that cause the life-threatening botulism syndrome in humans and animals. Researches have shown that the binding domain of the botulinum neurotoxin type E has a high immunogenicity effect that could be used as an efficient recombinant vaccine. The recombinant vaccines are not potent enough to stimulate the immune responses, therefore, the use of biocompatible and safe adjuvants is inevitable. In recent years, there have been many studies on the adjuvanticity effect of nanoparticles and their role as delivery vehicles of recombinant vaccines. This study investigated the vaccine delivery effect of chitosan nanoparticles for administration of a recombinant candidate vaccine against Clostridium botulinum type E. Materials and methods: The expression and purification of botulinum neurotoxin type E was done in E. coli BL21 (DE3). Chitosan nanoparticles were synthesized by ionic gelation method. The protein containing nanoparticles were administered to mice subcutaneously. At the same time, a control group received the candidate vaccine in combination with the Freund adjuvant. Finally, the IgG titers of immunized mice were assayed by ELISA. Results: The recombinant protein was successfully expressed and purified and was subsequently confirmed by western blot analysis. The loading capacity of the recombinant antigen into nanocapsules was calculated as 90%. ELISA results showed an increase in the IgG titer after each administration. Conclusion: The present study shows that the chitosan nanoparticles containing a recombinant vaccine could efficiently stimulate the humoral immune responses.