خصوصیات فیزیکوشیمیایی و ایمنی زایی پروتئین RiVax بارگزاری شده در نانوذرات آلژینات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زیست شناسی ، دانشکده علوم پایه ، دانشگاه امام حسین ، تهران، ایران

چکیده

ریسین یک گلیکوپروتئین سمی است، که از دو زیر واحد (RTA) وRTB) ) تشکیل شده است. دو کاندید واکسن بر اساس RTA شامل RiVax و RVEc وجود دارد. اگرچه مطالعات متفاوتی در مورد قدرت ایمن سازی RiVax، به تنهایی یا همراه با ادجوانت انجام شده است، اما سیستم تحویل جدید مانند نانوذرات برای بهبود ایمن سازی این پروتئین تا به امروز مورد استفاده قرار نگرفته است. هدف از این مطالعه، سنتز نانوذراتNPs) ) آلژینات حاوی RiVax و ارزیابی پارامترهای فیزیکوشیمیایی و پتانسیل ایمن­سازی این سیستم در مقایسه با RiVax خالص بود. در این پژوهش، پس از تخلیص RiVax، از روش ژلاسیون یونی برای تهیه نانوذرات آلژینات استفاده شد که روشی ساده و مناسب برای مواد حساس به گرما است. سپس، نانوذرات حاوی RiVax و پروتئین خالص در گروه‌های متفاوت موش تجویز شد. 8 هفته پس از آخرین واکسیناسیون، موش ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اندازه نانوذرات تقریبا 190نانومتر بوده و الگوی آزاد سازی پروتئین از نانوذره آهسته است (12٪ پروتئین در طول 40 روز). همچنین، نتایج ایمن­سازی نشان داد که نانوذرات حاوی RiVax در مقایسه با RiVax خالص نمی‌توانند سیستم ایمنی بدن موجود زنده را به طور محسوسی تحریک کنند. نتیجه گرفته شد که نانوذرات آلژینات به دلیل آزاد شدن آهسته RiVax از آن‌ها نمی‌توانند پاسخ ایمنی قابل توجهی نسبت به پروتئین به تنهایی ایجاد کنند.

کلیدواژه‌ها


[1]. S. Olsnes, The history of ricin, abrin and related toxins. Toxicon. 44, 361-370, 2004.
[2]. J. Audi, M. Belson, M. Patel, J. Schier, J. Osterloh, Ricin poisoning: A comprehensive review. J. Am. Med. Assoc. 294, 2342-2351,2005.
[3]. L.J. Schep, W.A. Temple, G.A. Butt, M.D. Beasley. Ricin as a weapon of mass terror-separating fact from fiction. Environ. Int. 35 1267–1271,2009.
[4]. A.M. Bramwell , J.E. Eyles, H.O. Alpar, Particulate delivery systems for biodefense subunit vaccines. Adv Drug Deliv Rev. 57, 1247-1265,2005.
[5]. J.E. Small, J.A. Richardson, S. Pincus, J. Schindler, E.S. Vitetta. Preclinical toxicity and efficacy testing of RiVax, a recombinant protein vaccine against ricin. Vaccine. 23, 4775-4784, 2005.
[6]. J.E. Smallshaw, J.A. Richardson, E.S .Vitetta, RiVax, a recombinant ricin subunit vaccine, protects mice against ricin delivered by gavage or aerosol. Vaccine. 25, 7459-7469, 2007
[[7]. P.S. Marconescu, J.E. Smallshaw, LM. Pop, S.L. Ruback, E.S. Vitetta. Intradermal administration of RiVax protects mice from mucosal and systemic ricin intoxication. Vaccine. 28 5315-5322, 2010.
[8]. P.M. Legler, R.N. Brey, J.E. Smallshaw, E.S. Vitetta, C.B..Millard, Structure of RiVax: a recombinant ricin vaccine. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 67 826-30, 2011.
[9]. L. Zhao, A. Seth, N. Wibowo, C.X. Zhao, N. Mitter, C. Yu, Nanoparticle vaccines. Vaccine. 32 327–337,2014.
[10]. F. Danhier, E. Ansorena, J.M. Silva, PLGA-based nanoparticles: An overview of biomedical applications. J Control Release. 161, 505–522,2012.
[11]. H.K. Makadia, J. Steven, S.J.Siegel, Poly Lactic-co-Glycolic Acid (PLGA) as Biodegradable Controlled Drug Delivery Carrier. Polymers (Basel). 3, 1377–1397,2011.
[12]. Kordbacheh E, Nazarian Sh, Sadeghi D, Hajizadeh A. An LTB-entrapped protein in PLGA nanoparticles preserves against enterotoxin of enterotoxigenic. Escherichia coli. Iran J Basic Med Sci. 21, 1-8, 2018.
[13]. E. Kordbacheh, S. Nazarian, A . Hajizadeh, D. Sadeghi, Entrapment of LTB protein in alginate nanoparticles protects against Enterotoxigenic Escherichia coli. APMIS. 12, 320-328, 2018.
[14]. T.E. Rajapaksa, M. Stover-Hamer, X. Fernandez, , H.A. Eckelhoefer, D.D. Lo. Claudin 4-targeted protein incorporated into PLGA nanoparticles can mediate M cell targeted delivery. J Control Release. 142, 196–205,2010.
[15]. M.L. Houchin, E.M. Topp, Chemical degradation of peptides and proteins in PLGA: a review of reactions and mechanisms, J. Pharm. Sci. 97, 2395–2404, 2008.
[16]. D. Cun, D.K. Jensen, M.J. Maltesen, M. Bunker, High loading efficiency and sustained release of siRNA encapsulated in PLGA nanoparticles: quality by design optimization and characterization, Eur. J. Pharm. Biopharm. 77, 26–35,2010.
[17]. S. Freitas, H.P. Merkle, B. Gander  Microencapsulation by solvent extraction/evaporation: reviewing the state of the art of microsphere preparation process technology, J. Control. Release. 102, 313–332,2005.
[18]. J.U. Menon, S.Kona A.S. Wadajkar, F. Desai, A .Vadla, K.T. Nguyen. Effects of surfactants on the properties of PLGA nanoparticles. J Biomed Mater Res A. 100, 1998-2005,2012.
[19]. N. Tamilselvan, C.V. Raghavan, K. Balakumar, S. Karthik. Preparation of PLGA nanoparticles for encapsulating hydrophilic drug: modifications of standard methods and it’s in vitro biological evaluation. AJRBPS. 2, 121-132, 2014.
 
[20]. F. Alexis, E. Pridgen, L.K. Molnar, O.C. Farokhzad. Factors affecting the clearance and biodistribution of polymeric nanoparticles. Mol Pharm. 5 505-15,2008.
 
[21]. L. Hu, H. Zhong, Zh. He. Alleviating the toxicity of quantum dots to Phanerochaete chrysosporium by sodium hydrosulfide and cysteine. Environmental Science and Pollution Research 27 (10), 11116-11126,2020.
 
[22]. M. Halayqa, U. Domańska, PLGA Biodegradable Nanoparticles Containing Perphenazine or Chlorpromazine Hydrochloride: Effect of Formulation and Release. Int. J. Mol. Sci. 15, 23909-23923, 2014.
 
[23]. S. Prabha, W.Z .Zhou, J. Panyam, V..Labhasetwar, Size  dependency of nanoparticle-mediated gene  transfection: studies with fractionated nanoparticles. Int J Pharm 244,105–15, 2004.
[24]. S.G Yang, J.E. Chang, Shin B, Park S, Na K, Shim CK. 99mTch-ematoporphyrin linked albumin nanoparticles for lung cancer targeted photodynamic therapy and imaging. J Mater Chem 2010;20:9042–6.
 
[25]. Zeta Potential: An Introduction in 30 Minutes.https://caliscc.org/images/presentations/Morante_Zeta_Potential.pdf. Accessed on March 31, 2014
 
[26]. H. Thai, C. Thuy Nguyen, L. Thi Thach et al., “Characterization of chitosan/alginate/lovastatin nanoparticles and investigation of their toxic effects in vitro and in vivo,” Scientific Reports, vol. 10, 12-25, 2020.