ایمنی‌زایی پروتئین کایمر نوترکیب STXB-Intimin- EscC علیه بیماری‌زایی باکتری Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7

نوع مقاله : زیست- میکروبیولوژی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای، گروه میکروبیولوژی، واحد جهرم، دانشگاه آزاد اسلامی، جهرم، ایران،

2 دانشیار، دانشکده علوم پایه، دانشگاه جامع امام حسین، تهران، ایران،

3 استاد، گروه میکروبیولوژی، واحد جهرم، دانشگاه آزاد اسلامی، جهرم، ایران،

4 استاد، گروه زیست‌شناسی، واحد جهرم، دانشگاه آزاد اسلامی، جهرم، ایران

چکیده

انتروهموراژیک اشریشیا کلی سروتیپ O157:H7 یک‌ عامل بیماری‌زای مهم در بین انسان و حیوانات است که باعث عارضه‌های گوارشی متعددی از جمله کولیت هموراژیک و در موارد حاد سندرم اورمی همولیتیک (HUS) می‌شود. با توجه به خطرات ناشی از درمان آنتی‌بیوتیک‌ها در عفونت E.coli O157:H7، واکسن‌ها روشی امیدبخش برای پیشگیر‌‌ی از این عفونت را ارائه می‌کنند. هدف از این تحقیق بررسی ایمنی‌زایی آنتی‌ژن کایمر (SEI) StxB-EscC-Intimin علیه باکتری E.coli O157:H7 بود. بیان پروتئین نوترکیب تحت تأثیر IPTG در E.coli BL21 DE3 القاء و توسط SDS-PAGE ارزیابی شد. پروتئین نوترکیب با ستون کروماتوگرافی تمایلی Ni-NTA خالص و به روش الایزا با استفاده از آنتی‌بادی اختصاصی ضد توکسین شیگا تأیید گردید. ایمنی‌زایی در موش با پروتئین خالص انجام و تیتر آنتی‌بادی به روش ELISA تعیین شد. ریزش باکتری و مرگ و میر در موش‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بررسی آماری با آزمون‌‌های دانکن و T-test با نرم‌افزار SPSS انجام شد. بیان پروتئین با وزن مولکولی 5/74 کیلو دالتون در SDS-PAGE مشاهده شد. حداقل مقدار آنتی‌ژن شناسایی شده با آنتی‌بادی مرغی ضد شبه شیگا با استفاده از روش ELISA 156نانوگرم بود. ریزش باکتری در موش ایمن تا cfu/ml 102 کاهش یافت و 80 درصد از موش‌های ایمن پس از تزریق LD5010 از باکتری زنده ماندند. نتایج نشان داد که پروتئین نوترکیب کایمر می‌‌تواند کاندید واکسن مناسبی علیه E.coli O157:H7 باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Immunogenicity of the Recombinant Chimeric Protein STXB-Intimin- Escc Against Pathogenicity of Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7

نویسندگان [English]

  • Zahra Sadri Najafabadi 1
  • shahram nazarian 2
  • Mohammad Kargar 3
  • Farshid Kafilzadeh 4
1 Department of Microbiology, Jahrom Branch, Islamic Azad University, Jahrom, Iran
2 Imam Hossein University
3 Department of Microbiology, Jahrom Branch, Islamic Azad University, Jahrom, Iran
4 Department of Microbiology, Jahrom Branch, Islamic Azad University, Jahrom, Iran
چکیده [English]

Enterohemorrhagic Escherichia coli serotype O157:H7 is an important pathogen in humans and animals that causes a number of gastrointestinal complications, including the hemorrhagic colitis and in acute cases, the hemolytic uremic syndrome (HUS). Considering the risks of antibiotic treatments, vaccines provide a promising way to prevent this infection. The aim of this study was to evaluate the immunogenicity of chimeric antigen STXB-EscC-Intimin (SEI) against E.coli O157: H7. A recombinant chimeric protein expression was induced by IPTG in E.coli BL21 DE3 and evaluated by SDS-PAGE. The recombinant protein was purified by Ni-NTA affinity chromatography. The purified protein was confirmed by ELISA using anti Shiga toxin specific antibodies. Immunization was performed in mice with pure protein and the antibody titer was determined by ELISA. Bacterial shedding and mortality in mice were examined. Statistical analysis was performed by Duncan tests and t-test with SPSS software. Expression of a protein with a molecular weight of 74/5 kDa was observed in SDS-PAGE. The minimum amount of detected antigen with anti Shiga-like poultry antibody using ELISA method was 0.156 μg. Bacterial shedding in immunized mice was reduced to 102 cfu/ml, and 80% of the immunized mice survived the bacterial injection of 10LD50. The results showed that the recombinant chimeric protein could be a suitable vaccine candidate against E. coli O157: H7.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Enterohemorrhagic Escherichia coli
  • Chimeric Protein
  • Recombinant Vaccine
  • Intimin
  • STX

Smiley face

مراجع

  1. Nazarian, S.; Gargari, S. L. M.; Rasooli, I.; Amani, J.; Bagheri, S.; Alerasool, M. “An In Silico Chimeric Multi Subunit Vaccine Targeting Virulence Factors of Enterotoxigenic Escherichia Coli (ETEC) with Its Bacteria Inbuilt Adjuvant”; J. Microbiol. Methods, 2012, 90, 36-45.
  2. Vickers, N. J. “Animal Communication: When I’m Calling You, Will You Answer Too?”; Curr. Biol. 2017, 27, 713-715.
  3. Marks, H. M.; Tohamy, S. M.; Tsui, F. “Modeling Uncertainty of Estimated Illnesses Attributed to Non-O157: H7 Shiga Toxin–Producing Escherichia Coli and its Impact on Illness Cost”; J. Food Prot. 2013, 76, 945-952.
  4. Khan, A.; Datta, S.; Das, S. C.; Ramamurthy, T.; Khanam, J.; Takeda, Y.; Nair, G. B. “Shiga Toxin Producing Escherichia Coli Infection: Current Progress and Future Challenges”; Indian J. Med. Res. 2003, 118, 1-24.
  5. Aslani, M. M.; Bouzari, S. “An Epidemiological Study on Verotoxin-Producing Escherichia Coli (VTEC) Infection Among Population of Northern Region of Iran (Mazandaran and Golestan Provinces)”; Eur. J. Epidemiol. 2003, 18, 345-349.
  6. Karmali, M. A.; Gannon, V.; Sargeant, J. M. “Verocytotoxin-Producing Escherichia Coli (VTEC)”; Vet. Microbiol. 2010, 140, 360-370.
  7. Knutton, S.; Baldwin, T.; Williams, P. H.; McNeish, A. S. “Actin Accumulation at Sites of Bacterial Adhesion to Tissue Culture Cells: Basis of a New Diagnostic Test for Enteropathogenic and Enterohemorrhagic Escherichia Coli”; Infect. Immun. 1989, 57, 1290-1298.
  8. Wong, A. R.; Pearson, J. S.; Bright, M. D.; Munera, D.; Robinson, K. S.; Lee, S. F.; Hartland, E. L. “Enteropathogenic and Anterohaemorrhagic Escherichia Coli Even More Subversive Elements”; Mol. Microbiol. 2011, 80, 1420-1438.
  9. Schmidt, M. A. “LEE Ways: Tales Of EPEC, ATEC and EHEC”; Cell. Microbiol. 2010, 12, 1544-1552.
  10. Caetano, B. A.; Rocha, L. B.; Carvalho, E.; Piazza, R. M. F.; Luz, D. “Immunogenic Domains and Secondary Structure of Escherichia Coli Recombinant Secreted Protein Escherichia coli-Secreted Protein B”; Front. Immunol. 2017, 8, 477.
  11. Batchelor, M.; Prasannan, S.; Daniell, S.; Reece, S.; Connerton, I.; Bloomberg, G.; Matthews, S.  “Structural Basis for Recognition of The Translocated Intimin Receptor (Tir) by Intimin from Enteropathogenic Escherichia Coli”; EMBO J. 2000, 19, 2452-2464.
  12. Cai, K.; Gao, X.; Li, T.; Wang, Q.; Hou, X.; Tu, W.; Wang, H. “Enhanced Immunogenicity of a Novel Stx2Am-Stx1B Fusion Protein in a Mice Model of Enterohemorrhagic Escherichia Coli O157: H7 Infection”; Vaccine, 2011, 29, 946-952.
  13. Kordbacheh, E.; Nazarian, S.; Hajizadeh, A.; Fasihi-Ramandi, M.; Fathi, J. “Recombinant HcpA-EspA-Tir-Stx2B Chimeric Protein Induces Immunity Against Attachment and Toxicity of Escherichia Coli O157: H7”; Microb Pathog. 2019, 129, 176-182.
  14. Conrady, D. G.; Flagler, M. J.; Friedmann, D. R.; Vander Wielen, B. D.; Kovall, R. A.; Weiss, A. A.; Herr, A. B. “Molecular Basis of Differential B-Pentamer Stability of Shiga Toxins 1 and 2”; PloS One, 2010, 5, e15153.
  15. Draper, S. J.; Angov, E.; Horii, T.; Miller, L. H.; Srinivasan, P.; Theisen, M., & Biswas, S. “Recent Advances in Recombinant Protein-based Malaria Vaccines”; Vaccine 2015, 33,7433-7443.
  16. Amani, J.; Salmanian, A. H.; Rafati, S.; Mousavi, S. L. “Immunogenic Properties of Chimeric Protein from EspA, Eae and Tir Genes of Escherichia Coli O157:H7”; Vaccine 2010, 28, 6923-6929.
  17. Rad, H. ; Mousavi, S. L.; Rasooli, I.; Amani, J.; Nadooshan, M. R. “EspA-Intimin chimeric protein, a candidate vaccine against Escherichia Coli O157:H7”; Iran. J. Microbiol. 2013, 5,244-251.
  18. Najafabadi, Z. S.; Nazarian, S.; Kargar, M.; Kafilzadeh, F. “Designing of a Chimeric Protein Contains StxB, Intimin and EscC Against Toxicity and Adherence of Enterohemorrhagic Escherichia Coli O157:H7 and Evaluation of Serum Antibody Titers Against it”; Mol Immunol. 2021, 134, 218-227

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 09 آذر 1400
  • تاریخ بازنگری: 23 اسفند 1400
  • تاریخ پذیرش: 23 فروردین 1401
  • تاریخ انتشار: 31 خرداد 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار