تعداد نشریات | 418 |
تعداد شمارهها | 9,997 |
تعداد مقالات | 83,557 |
تعداد مشاهده مقاله | 77,699,509 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 54,754,430 |
ارزیابی ایمنی زایی حاملین نانوذرات PLGA حاوی آنتی ژن لیپوپلی ساکارید دتوکسیفیه شده کلبسیلاپنومونیه K2O1 در مدل عفونت ریوی موش BALB/C | ||||||||||||||||||||||||||||||||
مجله پلاسما و نشانگرهای زیستی | ||||||||||||||||||||||||||||||||
دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 58، اسفند 1400، صفحه 59-75 اصل مقاله (627.25 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||
پریوش قادری نیا1؛ رضا شاپوری* 2؛ کبری رستمی زاده3؛ علیرضا خداوندی4؛ مهدی مهدوی5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
1گروه میکروب شناسی، دانشکده علوم، کشاورزی و فناوریهای نوین، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز | ||||||||||||||||||||||||||||||||
2گروه میکروبیولوژی دانشکده علوم پایه واحد زنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، زنجان، ایران | ||||||||||||||||||||||||||||||||
3مرکز تحقیقات نانوفناوری دارویی، گروه شیمی دارویی، دانشکده داروسازی،دانشگاه علوم پزشکی زنجان | ||||||||||||||||||||||||||||||||
4گروه زیست شناسی، واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایران | ||||||||||||||||||||||||||||||||
5گروه ایمونولوژی، انستیتوپاستور ایران، تهران، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | ||||||||||||||||||||||||||||||||
زمینه و هدف: کلبسیلاپنومونیه شایعترین باکتری بیماریزا در جنس کلبسیلاها است. سالیانه مرگ حدود 2 میلیون کودک کمتر از 5 سال از پنومونی گزارش میگردد. هم چنین کلبسیلاپنومونیه عامل ایجاد پنومونی و عفونتهای مجاری ادراری، در بیماران با اختلال در سیستم ایمنی و جزء عفونتهای بیمارستانی است. به دلیل مقاومت اکتسابی و ذاتی کلبسیلاپنومونیه جداشده در برابر طیف گستردهای از آنتیبیوتیکها، به نظر میرسد کنترل و درمان آن حیاتی است. هدف مطالعه حاضر استفاده از نانو ذرات Poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) در طراحی واکسن با آنتیژن دتوکسیفیه شده لیپوپلیساکارید کلبسیلاپنومونیه K2O1 در مدل عفونت ریوی موش BALB/C است. روش کار: در مطالعه حاضر آنتیژن لیپوپلیساکارید از سویه کلبسیلاپنومونیه به روش سانتریفیوژ با دور بالا استخراج و توسط فنل داغ سمزدایی گردید. سپس آنتیژن لیپوپلیساکارید با نانو ذرات پلی لاکتیک کو گلیکولیک اسید کونژوگه شدند. از روش طیفسنجی(FT-IR) مادونقرمز و(AFM) میکروسکوپ نیروی اتمی برای تائید انجام کونژوگاسیون با نانو ذرات استفاده شده است. برای بررسی اندوتوکسین واکسن طراحیشده از روش بررسی کیت(L.A.L) لیمولوس آمیبوسیت لیسیت تست و برای کنترل تب بر روی خرگوش و میزان مرگومیر بر روی موشها بررسی گردید. موفقیت کونژوگههای آنتیژن و نانو ذرات بر اساس اندازه و شارژ نانو ذرات حاوی آنتیژن تائید شد. یافته ها: نتایج FT-IR و شکل پیکهای مربوطه حضور گروههای عاملی آنتیژن در ساختار نانوذره و تشکیل پیوند استری را تائید کردند. تصاویر حاصل از میکروسکوپ نیرواتمی نانو ذرات حاوی آنتیژن لیپوپلیساکارید و نانو ذرات قبل از کونژوگاسیون ، افزایش سایتهای اتصالی نانو ذرات رانشان دادند. تغییر از حالت تیزی اولیه به پفکی پس از انجام کونژوگاسیون موفقیت حمل آنتیژن توسط نانو ذرات را اثبات کرد. مشاهده نشدن تب در خرگوش و مرگومیر در موشها اثبات گردید. نتیجهگیری: نتایج حاصل مؤثر بودن واکسن را در ایمنیزایی نشان دادند و بنابراین بهعنوان کاندیدای واکسنی مناسب علیه بیماریهای ناشی از کلبسیلاپنومونیه در مرحله اول کارآزمایی بالینی پیشنهاد میگردد. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | ||||||||||||||||||||||||||||||||
کلبسیلاپنومونیه؛ لیپوپلیساکارید؛ نانو ذرات پلی لاکتیک-کو–گلیکولیک اسید؛ K2O1؛ واکسن | ||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | ||||||||||||||||||||||||||||||||
مقدمه کلبسیلاپنومونیه یک باکتری گرم منفی، بیهوازی اختیاری، غیر متحرک، لاکتوز مثبت، میلهای کپسول دار میباشد(8). برای مطالعه عوامل باکتریولوژیک مرتبط با بیماری دستگاه تنفسی تحتانی ناشی از کلبسیلاپنومونیه به دلیل قیمت پایین و سهولت نگهداری از جوندگان کوچک آن ها را به حیواناتی جذاب برای این نوع مطالعات تبدیل کرده است. مطالعات گذشته حاکی از این مورد است که تلقیح داخل بینی کلبسیلا پنومونیه به داخل بینی جوندگان باعث پنومونی می شود(12).استفاده از واکسن برای مقابله با عفونت های ویروسی تاریخی طولانی دارد اما مطالعه در مورد ساخت واکسن بر علیه کلبسیلاپنومونیه چندان قدمتی ندارد تلاش های زیادی برای ساخت واکسن در دنیا بر علیه این باکتری انجام شده ولی نتایج رضایت بخشی مشاهده نشده است(7). استفاده از اپیتوپ های مختلف باکتری برای تولید واکسنی کارا مورد مطالعه قرار گرفته و هم چنان مطالعات مختلفی برای شناسایی قسمتی از باکتری که واکسنی کارا بشود از آن برای تولید واکسن استفاده کرد ه ادامه دارد(20). استفاده از لیپوپلی ساکارید(LPS) در زمینه تولید واکسن بر علیه کلبسیلا پنومونیه مورد مطالعه قرار نگرفته است. لیپوپلیساکارید LPS از سه قسمت تشکیلشده است. 1- بخش بسیار حفاظتشده و آبگریز لیپید A که به غشای خارجی لنگرانداخته است. 2- بخش بسیار متغیر آنتیژن O و خارجیترین بخش LPS و 3- بخش مرکزی پلیساکاریدی متصل به لیپید A و آنتیژن O. بخش آنتیژن O دارای 9 گروه آنتیژنی تا به امروز شناساییشده است(16,31). آنتیژن O1 در اکثر گروههای بیماریزا جداسازی شده و در بدن میزبان مانع از فعالسازی ترکیبات کمپلمان و بهواسطهی این عمل از کشته شدن بهواسطهی مسیر کمپلمان جلوگیری میکند(16,27). لیپید A موجود در LPS توسط آنزیمهای موجود در سیتوپلاسم سنتز و توسط سیستم ABC منتقل میشود(9). لیپید A یا اندوتوکسین خاصیت سمی داشته و روی مونوسیتها و ماکروفاژها اثر میگذارد. این توکسین موجب آزادسازی TNF، اینترلوکینها و فاکتور محرک کلنی می گردد(1). دیوارهی باکتریهای گرم منفی از LPS تشکیلشده که در ارتباط با بیماریزایی باکتری میباشد(13). لیپید اولیهی سطح باکتریهای گرم منفی و اصلیترین جزء دیوارهی آنها بوده و نام دیگر آن اندوتوکسین است و در ارتباط با بیماریهای مجاری ادراری می باشد. بخش لیپید A در میان تمامی باکتریهای گرم منفی یکسان است بخش مرکزی O نیز در میان باکتریهای گرم منفی مشابه بوده و از نواحی هپتوزی(هفت کربنه) تشکیلشده است. بخش بیرونی ناحیه O بهعنوان آنتیژن تلقی میشود و از یک یا چند واحد الیگوساکاریدی متغیر تشکیلشده که در سروتایپهای مختلف متفاوت است(8،31). LPS قادر به تحریک سلولهای دندریتیک میباشند آنتیژن O1 بیشترین بیماریزایی را در ایزولهها نشان داده است در تحقیقاتی نشان داده که واکسنسازی علیه آنتیژن O موجب ایمنسازی در برابر بسیاری از سروتایپهای کپسولی کلبسیلا میشود(2،9،16). آنتیژنیک بودن LPS دلیلی برای تحریک سیستم ایمنی بدن و استفاده از آن در ساخت واکسن میباشد(20). نانو ذرات پلیمری پلی لاکتیک کو–گلایکولیک اسید(PLGA)، با توجه به مزایایی نظیر زیست تجزیهپذیری، دارا بودن تائیدیه FDA(سازمان غذا و داروی آمریکا) و EMA(آژانس پزشکی اروپا)، ازلحاظ ایمن بودن در کاربردهای انسانی، روش تهیه نسبتاً آسان، قابلیت تطبیقپذیری و کنترل آسان بسیار مورداستفاده قرار میگیرد(7). استفاده از PLGA کمترین سمیّت را در کاربردهای دارویی دارد. این پلیمرها تجاری و با جرم مولکولی و ترکیبات کوپلیمری مختلف هستند، زمان تخریب آنها برحسب جرم مولکولی و کوپلیمریزاسیون بین چند ماه تا چند سال به طول میانجامد(24). نانو ذرات مزایای زیادی نسبت به میکرو ذرات دارند و جذب بالاتری در سلولها به نسبت میکرو ذرات دارند. نحوه توزیع آنها در بدن تحت تأثیر دو خاصیت فیزیکی و شیمیایی اندازه ذرات و بار سطحی ذرات میباشد. این فرمولاسیون در خون پایدار و غیرسمی میباشد و باعث لخته شدن خون نمیگردد(30). قابلیت هدفگیری نانو دارو با اندازه ذرات، بار سطحی، اصلاح سطح و آبگریزی، تحت تأثیر قرار میگیرد(18). از میان این موارد اندازه نانو ذرات و توزیع آنها، برای تعیین برهمکنش آنها با غشا سلولی و نفوذ آنها از میان موانع فیزیولوژیکی حائز اهمیتاند. مکانیسم رهاسازی با وزن مولکولی پلیمرهای استفادهشده تغییر میکند. از دیگر خواص منحصر بهفرد PLGA این است که معمولاً در چرخههای سلولی اختلالی ایجاد نمیکند و زمان قرارگیری دارو بر روی سلول و مسیر آندوسیتوزی را نیز کاهش می دهد که همین مسئله در بررسی های درمانی بسیار حائز اهمیت میباشد. دارو در مرکز PLGA قرار میگیرد و توسط لیگاندهای اتصالی PLGA می تواند در مولکول های هدف، به نوعی اتصال و انتشارتسهیل یافته ایجاد کند(30). این موضوع در ردیابی های خاص ضد توموری و در مبحث ایمونولوژی بهعنوان پیشنهادی در جهت افزایش ورود آنتیژن های میکروبی و در راستای اندوسیتوز آن توسط سلولهای بیگانه خوار و افزایش تولید آنتی بادی های ضد آن و تولید واکسنی موثرتر مطرح میشود(7). سیستم واکسن رسانی مخاطی یکی از مسیرهای مهم و جای گزین به خاطر ایجاد هر دو پاسخ ایمنی سلولی و هومورال می باشد. استفاده از نانو ذرات به عنوان سیستم های نوین واکسن رسانی نه تنها باعث افزایش پایداری آنتیژن و پاسخ ایمنی می شود بلکه باعث آزادسازی آهسته آنتیژن و توانایی هدفمند کردن این سیستم به منظور ایجاد پاسخ ایمنی اختصاصی وجود دارد(3). هدف از تحقیق حاضر ارزیابی ایمنیزایی حاملین نانو ذرات PLGA حاوی آنتیژن لیپوپلیساکارید دتوکسیفای شده کلبسیلاپنومونیه K2O1 در مدل عفونت ریوی موش BALB/C است. مواد و روشها باکتری کلبسیلاپنومونیه K2O1، ATCC10031 /PTCC1053 از مرکز منطقه ای کلکسیون قارچ ها و باکتریهای صنعتی ایران در محیط مولر هینتون آگار خریداری و کشت انبوه در ارلن های 1 لیتری با حجم 250cc محیط کشت سنتیک صورت گرفت. ترکیبات محیط کشت: گلیسرول 10/1، دکستروز 5/0،L-گلوتامین 37/0، Na 2HPO4 06/0 ، 0/12K2HPO4 ،0 /13MgSO4 ، محلول یک نرمال NaOH ، محلول یک نرمال HCl؛ و گرماگذاری 35 واحد سلسیوس برای 7-5 روزو شیکر 100rmp ، سپس غیرفعال سازی باکتری با کمک فنل 90%، 0.05 سی سی) انجام شد(8). از بیومس جمع آوری شده کشت انبوه، سوسپانسیون میکروب در آب مقطر تهیه و تا 68 واحد سلسیوس تحت حرارت بن ماری قرارداده شد. سپس فنل 90 درصد به محلول فوق اضافه کرده و در حرارت بن ماری 68 سلسیوس به مدت 45 دقیقه قرار داده و بعد در آب یخ عمل سرد کردن سریع را انجام گردید. سپس در گرادیان 2000 به مدت 45 دقیقه سانتریفوژ و پس از جداسازی فاز آبی اتانول خالص برابر نصف حجم محلول اضافه و در همان گرادیان 2000 به مدت 45 دقیقه سانتریفوژ شد و محلول رویی جدا شده و سه برابر حجم محلول اتانول خالص اضافه گردید و بعد از سانتریفوژ رسوب LPS تهیه شد(2).LPS به دست آمده در حداقل محلول NaOH 2/0 حل گردید و به مدت 3 ساعت در بن ماری بادمای جوش قرار داده شد و pH با NaOH و HCl 1 نرمال در 7 تنظیم و با کیسه دیالیز 10 کیلو دالتون در برابر بافر آب مقطر با حداقل سه بار تعویض روزانه برای 2 روز دیالیز و سپس D-LPS با سه برابر اتانول خالص استخراج گردید(19). برای تهیه نانوذره های PLGA حاوی D-LPS ابتدا درون دو بالن ژوژه ی 100 میلی لیتری یک مگنت قرار داده شد و تقریباً 5 میلی لیتر از حلال DMF ریخته شد و سپس 200 میلی گرم PLGA به درون حلال اضافه شد.10 دقیقه برای حل شدن PLGA در حلال زمان داده شد. سپس EDC 200 میلی گرم و NHS 50 میلی گرم همزمان به داخل ظرف ریخته میشود و بعد از 5 دقیقه گذر زمان، آنتیژن های کپسول و LPS جداگانه به مقدار 400 میلی گرم به داخل ظروف و بر روی بقیه مواد اضافه گردید و به مدت یک هفته در دمای آزمایشگاهی به منظور انجام واکنش استریفیکاسیون و تشکیل کونژوگه ی PLGA با لیپوپلیساکارید وتشکیل این پیوند استری روی شیکر نگهداری شد. بعد از یک هفته فرمولاسیون آماده نگهداری در یخچال میگردد به منظور تخلیص و جداسازی ماکرومولکول کونژوگه بعد از انجام کونژوگاسیون ، با استفاده از ژل فیلتراسیون و سفادکس G-75 و بافر رقیق کننده PBS با سرعت 40 میلی لیتر در ساعت برقرار گردید وتا زمان عبور مایع ، معادل یک حجم بستر از ستون ادامه یافت. سپس با قرائت جذب فرکشن ها در طول موج 210 نانومتر، فرکشن های مربوطه جدا گردید(7). برای اندازه گیری سایز مولکول PLGA و فرمولاسیون LPS - PLGA از دستگاه Zetasizer ، میکروسکوپ الکترونی AFM و FT-IR برای اندازه گیری و شارژ مولکول PLGA، LPS-PLGA استفاده شد(3). ایمنسازی با آنتیژنهای تهیه شده با عمل واکسینه در موش BALB/C بهصورت مخاطی انجام گردید. دوره واکسیناسیون شامل 3 دوز با فاصله دو هفته ای بود. هر گروه شامل 10 سر موش بود که 5 سر موش برای انجام عمل چالش قرار گرفت و 5 سر موش دیگر بعد از خونگیری و جداسازی سرم برای بررسی تیتر آنتیبادی و سنجش فعالیت اپسینوفاگوسیتوز مورداستفاده قرار گرفت(27). برای بررسی قدرت اپسینوفاگوسیتوزی آنتی بادی های القا شده(OPS) ابتدا سرم حیوانات ایمن شده رادر دمای 56 واحد سلسیوس به مدت 30 دقیقه غیرفعال شد در مرحله بعد سریال رقت در پلیت 96 خانه ای آماده گردید و با ساخت بافر هنکس که شامل یک درصد ژلاتین میباشد با باکتری کلبسیلاپنومونیه در 37 واحد سلسیوس و شیکر 220 انکوبه شد. سپس به محلول فوق کمپلمان بچه خرگوش اضافه گردید(با غلظت نهایی 5/12 درصد). و در مرحله اوپسینه شدن در دمای 37 واحد سلسیوس و شیکر rpm 220 به مدت 30 دقیقه انجام شد. حجم نهایی هر چاهک 40 میلی لیتر بود که با اضافه کردن ماکروفاژ تازه جداشده از موش ، به 80 میلی لیتر رسانده شد. سپس در مرحله بعد انکوبه 37 واحد سلسیوس با 250 rpm به مدت 45 دقیقه انجام گردید. در مرحله آخر رقیق سازی با محلول NaCl سرد 9% با حجم یکسان اضافه شد و از سوسپانسیون چاهک ها بر روی پلیت نوترینت آگار کشت داده شد وبعد از گرماگذاری در 37 واحد سلسیوس به مدت 48 ساعت تعداد کلونی باکتریهای رشد کرده شمارش و محاسبه شدند(15). سنجش انفجارتنفسی NO نیتریک اکساید با افزودن 50 میلی لیتر محلول سولفانیلامید (2×25ml) به نمونه سرم و اضافه کردن 50 میلی لیتر محلول N-1-ناپتیلینیدیامین دی هیدروکلراید (2×25ml). به مدت 5 تا 10 دقیقه در دمای اتاق به دور از نور انکوبه نموده و توسط پیپت مولتی کانال ترکیب را داخل چاهک های میکروپلیت 96 خانه ای ریخته و توسط پیپت 1 میلی لیتر نیتریت استاندارد (1/0 نیتریت سدیم) اضافه شد و بادستگاه پلیت ریدر درمدت 30 دقیقه پیلیت هارا قرائت شد. بعدازاین زمان ممکن است رنگ بنفش محو شود ودیگررنگی دیده نشود(27). برای تعیین تیتر IgG و IgM و IgA علیه LPS از تست الیزا از نوع غیر مستقیم به روش تریپلیکیت استفاده شد. در ابتدا LPS را در بافر فسفات 1X با 3/7pH: با غلظت نهایی 2 میکروگرم بر میلی لیتر تهیه و به مقدار 200 میکرو لیتر به هر چاهک افزوده و پلیت به مدت یک شب در دمای 4 واحد سیلسیوس قرار داده شد. پلیت با بافر شستشو سه بار شستشو داده شد (هر بار 50 میکرو لیتر). محلول بلوکه کننده به مقدار 300 میکرو لیتر به چاهک ها افزوده و برای 60 دقیقه پلیت در دمای اتاق انکوبه شد و پلیت با بافر شستشوسه بار شستشو داده شد(هر بار 100 میکرو لیتر)(19). به چاهک های ردیف اول، 200 میکرو لیتر سرم رقیق شده در بافر PBS با رقت 1:10 اضافه کرده و به سایر چاهک ها 160 میکرو لیتر بافر PBS افزودیم. سپس از چاهک های ردیف اول 40 میکرولیتر به چاهکهای ردیف دوم افزوده و به همین ترتیب تا آخر ادامه داده ودر نهایت 40 میکرولیتر را دور ریختیم به این صورت رقت سازی به نسبت 1:5 انجام شد پس از انجام رقت سازی از همه چاهک ها 60 میکرولیتر را برداشته تا حجم سرم رقیق شده در هر چـاهک به 100 میکرولیتر رسید. سپس پلیت برای 2 ساعت در دمای اتاق انکوبه شد. پلیت با بافر شستشوسه بار شستشو داده شد (هر بار 100 میکرو لیتر). آنتی بادی Anti Mouse IgA کونژوگه با آنزیم هورس رادیش پراکسیداز با رقت 1:1000 در بافر PBS به مقدار 100 میکرو لیتر به چاهکها اضافه شد و پلیت برای 1 ساعت در دمای اتاق انکوبه شد. آنتی بادی Anti Mouse IgG کونژوگه با آنزیم هورس رادیش پراکسیداز با رقت 1:1000 در بافر PBS به مقدار 100 میکرو لیتر به چاهکها اضافه شد و پلیت برای 1 ساعت در دمای اتاق انکوبه شد. آنتی بادی Anti Mouse IgM کونژوگه با آنزیم هورس رادیش پراکسیداز با رقت 1:1000 در بافر PBS به مقدار 100 میکرو لیتر به چاهکها اضافه شد و پلیت برای 1 ساعت در دمای اتاق انکوبه شد. پلیت با بافر شستشوسه بار شستشو داده شد(هر بار 100 میکرو لیتر). محلول سوبسترا به مقدار 100 میکرو لیتر به هر چاهک اضافه و پلیت برای 10 تا 15 دقیقه در 37 واحد سلسیوس انکوبه شد. به هر چاهک 50 میکرو لیتر محلول متوقف کننده اضافه شد. میزان جذب نوری پلیت در طول موج 450 نانومتر با دستگاه الایزا ریدر قرائت شد(28).چالش با سویه ی ویرولان از مسیر تنفسی در موش انجام یافت به این صورت که در ابتدا موش را با xylazine (mg kg-10 10) و کتامین (50 mg kg -1) بیهوش کرده و موشها با دوز عفونی کننده باکتری از طریق اسپری ریوی آلوده شدند. بعد از سه الی پنج روز مواجه شدن موشها با سویه بیماریزا بافت های ریه ، کبد ، طحال ازلحاظ وجود علایم عفونی و پاتولوژیک بررسی گردید. همچنین از بافت های مذکور بعد از هموژنیزه کردن در PBS pH:7.5 بر روی محیط نوترینت آگار کشت داده و شمارش کلونی ها بعداز گرما گذاری (سی و هفت درجه به مدت هفتاد و دو ساعت) انجام گرفت (31). برای بررسی و آنالیز آماری از نرم افزار SPSS ورژن 18 به روش واریانس یک طرفه ANOVA ONE WAY با آزمون آماری TUKEY با انحراف معیار P<0.05 بررسی و نتیجهگیری و گزارش گردید. نتایج نتایج استخراج آنتیژن و بارگذاری در حامل نانو ذرات PLGA نشان داد که بعد از استخراج آنتیژن لیپوپلیساکارید کلبسیلاپنومونیه مطابق روشی که شرح داده شد محلول 1 میلی گرم برمیلی لیتر از آنتیژن استخراج شده توسط دستگاه اسپکتروفتومتر UV-VIS مورد اندازه گیری قرارگرفته شده بودکه بیشترین جذب برای این آنتیژن 270 nm = OD گزارش گردید. فرکشن های جمع آوری شده بعد از انجام ژل فیلتراسیون لوله های 98 و 99 در کونژوگه های PLGA -D-LPS وطول موج 270 نانومتر مربوط به آنتیژن لیپوپلیساکارید قرائت شد و لوله هایی که بیشترین جذب را در این طول موج داشتند بهعنوان فرکشن های حاوی مولکول کونژوگه جمع آوری و با هم ادغام شدند. نتایج اندازه گیری سایز ذرات و شارژ نشان داد که پتانسیل زتای نانو ذرات PLGA برابر با mv 00/21- و کونژوگه PLGA-LPS برابر با d nm 7/18- و پتانسیل زتای آنتیژن لیپوپلیساکارید دتوکسیفیه شده mv2/26- بدست آمد (نمودارهای 1-2-3). طبق نمودار 4 اندازه نانو ذره PLGA،d nm 8/176 نانومتروسایز مولکول کونژوگه PLGA+LPS، d nm3/145 بدست آمد (نمودار 5). نتایج نمودار (1 الی 5) حاکی از آن است که مولکول کونژوگه علی رغم افزایش سایز نسبت به PLGA، باز هم در حد نانومتراست که موفقیت آمیز بودن بارگذاری آنتیژن به نانو ذرات PLGA وحفظ سایز نانو را نشان می دهد. نتایج نمودار های به دست آمده از تست FT-IR گروههای PLGA، PLGA-LPS نشان داد، پیکهای شاخص به ترتیب برای گراف پلی اتیلن گلیکولیک اسید PLGA جذب cm-1 41/3415 مربوط به مولکول های آب، جذب cm-1 07/2358 مربوط به کشش ارتعاشی گروه کربن واکسیژن C-O، جذب cm-1 95/1759 مربوط به گروه استری پلیمر پلی اتیلن گلیکولیک اسید، جذب cm-1 96/1626 مربوط به گروه کربونیل C=O، جذب cm-115/1388 مربوط به گروه CH3 متیل، جذب های cm-127/1187 و cm-1 47/1092 مربوط به CH گروه اتری میباشد.در پیک مربوط به آنتیژن های لیپوپلیساکارید LPS باکتری کلبسیلاپنومونیه K2O1 و نانو ذرات پلی اتیلن گلایکولیک اسید PLGA-LPS پیکهای شاخص مشاهده شده به ترتیب، جذب cm-132/3459 مربوط به مولکول های آب، جذب cm-182/1758 مربوط به گروه استری که هم در ساختار نانوذره و هم در ساختار آنتیژن میباشد، جذب cm-168/1575 مربوط به گروه کربونیل، جذب cm-11/1422 مربوط به گروه متیل آنتیژن لیپوپلیساکارید، جذب cm-1 69/1094 مربوط به پیوند اتری ʹR-O-R موجود در آنتیژن لیپوپلیساکارید و PLGA و جذب cm-1 03/650 مربوط به اکسپین ساختار فسفات PO4-3 میباشد. نتایج تصویربرداری AFM نیز نشان داد که تغییر شکل سایتهای اتصالی قبل و بعد از انجام بارگذاری آنتیژن LPS درنانوذرات PLGA جذب سطحی آنتیژن را در سایتهای اتصالی نانوذره تائید می نماید و گویای این مطلب است که اتصال با موفقیت انجام شده است. تغییر سایز سایتهای اتصالی نانوذره PLGA از ارتفاع nm5/148 نانومتر قبل از کونژوگاسیون به ارتفاع nm7/179 نانومتر در PLGA-LPS و تغییر شکل سایتهای اتصالی قبل و بعد از انجام این اتصال جذب سطحی آنتیژن را در سایتهای اتصالی نانوذره تائید می نماید و گویای این مطلب است که کونژوگاسیون با موفقیت انجام شده است. نتایج بررسی قدرت اپسینوفاگوسیتوزی آنتی بادی های القا شده نشان داد که 4 گروه موش BALAB/C ماده 6-5 هفته ای مورد بررسی قرار گرفتند بیشترین میزان میانگین مربوط به گروه کنترل بود. در تست آماری آنالیز واریانس یک طرفه با انحراف معیار (P<0/5) تفاوت معنی داری بین تمام گروههای مورد آزمایش مشاهده شد. با استفاده ازآزمون تعقیبی TUKEY مشخص شد بین تمامی گروه ها در مقایسه با گروه کنترل و نانو ذرات پلی لاکتید کو گلیکولیک اسید تفاوت معناداری وجود دارد. میانگین نتایج اپسینو فاگوسیتوزی در گروه کنترل به طور معناداری از همه گروههای دیگر بیشتر بود. درگروههای کنترل و نانو ذرات پلی لاکتید کو گلیکولیک اسید با توجه به این که از واکسن استفاده نشده بود تفاوت معناداری با توجه به نتایج درمقایسه با سایر گروه ها مشاهده شد که بیانگر این میباشد که درگروههای واکسینه شده با ترکیب های نانو ذرات و آنتیژن LPS مقاومت و ایمنیزایی مناسبی نسبت به گروههای کنترل و نانو ذرات پلی لاکتید کو گلیکولیک اسید داشته است.پاسخ های ایمنی حاصل از اسپری ریوی موشها ی تحت مطالعه در حذف باکتری ها از ریه بیماران مؤثر دیده شد. برای افزایش کارایی در تولید این واکسن ازنانوذره PLGA (پلی لاکتید کو گلیکولیک اسید) که دارای کمترین سمیت سیستماتیک در کاربردهای دارو رسانی میباشد استفاده شد. در این تحقیق پس از بررسی اپسینوفاگوسیتوز و چلنج در مدل موش BALB/C نتایج حاکی از این بود که موشهایی که نانو واکسن به همراه آنتیژن دریافت کرده بوده اند فعالیت اپسینوفاگوسیتوزی بهتری نسبت به موشهای گروه کنترل و نانو ذره و آنتیژن خالص داشتند، همین طور در تست چلنج موشهای دریافت کننده واکسن، باکتریهای کمتری در طحال رشد کرده بود که نشان دهنده بهبود سیستم ایمنی بدن میباشد (جدول 1).نتایج حاصل از تست سنجش انفجارتنفسی نیتریک اکساید نیز نشان داد که برای گروههای واکسینه شده ازطریق اسپری ریوی، گروههای LPS و PLGA-LPS نسبت به گروههایی که با نرمال سالین NS و نانو ذرات پلی لاکتیک کوگلیکولیک اسید اسپری ریوی شده بودند با بررسی آنالیز آماری یک طرفه با انحراف معیار 05/0 P <اختلاف معناداری داشتند (جدول 1). نتایج بررسی تیترآنتی بادی های IgG و IgM و SIgA در میکروپلیت کت شده با LPS به روش تست الیزا نوع غیر مستقیم نیز نشان داد که تیتر آنتی بادی IgG در شرایطی که موشها را با ترکیب نانوذره پلی لاکتیک گلایکولیک و لیپوپلیساکاریدکونژوگه شده بهصورت اسپری ریوی واکسینه کرده بودند بیشترین تیتر آنتی بادی IgG به میزان cfu/well321 و دربررسی تست الایزا آنتی بادی IgM واکسن نانو ذرات پلی لاکتیک گلایکولیک اسید و آنتیژن لیپوپلیساکارید میزان تیتر آنتی بادی درموشهای واکسینه با PLGA-LPS به مقدار 315 تیتر سرمی بوده و نتایج تست الایزا برای تیترآنتی بادی SIgA در گروه موشهای واکسینه شده با PLGA-LPS به میزان cfu/well 365 بود و کمترین تیترمشاهده شده مربوط به گروه کنترل نرمال سالین و نانو ذرات PLGA بدست آمد. نتایج تست چلنج وشمارش کلنیها بعد از واکسیناسیون و مواجههی موشها با باکتری نشان داد که بین تمامی گروهها در مقایسه با گروه کنترل و نانو ذرات پلی لاکتیک گلایکولیک اسید تفاوت معنی داری وجود دارد. میانگین تعداد کلنیهای شمارش شده در گروه کنترل به طور معنی داری از همه گروههای دیگر بیشتر بود. در بررسی عضو ریه بیشترین کلنی مشاهده شده مربوط به گروههای کنترل و نانو ذرات پلی لاکتیک گلایکولیک اسید به تعداد cfu/lung580000 کلنی و سپس گروههایی که فقط با آنتیژن های لیپوپلیساکارید بودکه ناحیه ی استنشاقی اسپری ریوی شده بودند و گروههای ترکیب نانو ذرات و آنتیژن ها PLGA-LPS به نسبت کاهش یافته و به cfu/lung100 کلنی رسیده است. در بررسی عضو کبد بیشترین کلنی مشاهده شده مربوط به گروههای کنترل و نانو ذرات پلی لاکتیک گلایکولیک اسید به تعداد cfu/liver50000 کلنی و گروههای واکسینه با نانو ذرات و آنتیژن ها لیپوپلیساکارید کلبسیلاپنومونیه PLGA-LPS تعدادکلنی ها cfu/liver10 عدد دیده شد. در بررسی عضو طحال بیشترین کلنی مشاهده شده مربوط به گروههای کنترل و نانو ذرات پلی لاکتیک گلایکولیک اسید به تعداد cfu/spleen 42000 عدد بود و در گروههای واکسینه شده با نانو ذرات و آنتیژن لیپوپلیساکارید تعدادکلنی ها صفر 0 cfu/spleen شده بود و در عضو طحال کاملاعاری از کلنی بود. بحث و نتیجهگیری طبق نتایج حاصل از این تحقیق می توان گفت روی هم رفته، کپسوله سازی نانوذره PLGA با آنتیژن های لیپوپلیساکارید (با NHS بهعنوان مولکول فاصله دهنده) به روش امولسیون W/O/W میتواند تحریک کننده ی پاسخ های ایمنی هومورال و سلولی را افزایش داده و بلع باکتری ها توسط ماکروفاژها در ریه، طحال، کبد صورت گیرد؛ بنابراین، از نانو واکسن PLGA-LPS بهعنوان نامزد واکسن می توان درفاز اول کارآزمایی بالینی استفاده کرد. همچنین نامزد واکسن پیشنهادی پتانسیل بالایی برای حفاظت طولانی و پایدار نسبت به LPS خالص داشته و سبب فعال شدن لنفوسیتهای T (T-helper) میگردد وبا تحریک سلولهای T خاطره ای ایمنی ایجاد میکند. در ضمن نانوپارتیکل تهیه شده اپی توپ های پایداری را ایجاد کرده که با به دام انداختن آنتیژن LPS دتوکسیفیه شده را به نحو بهتری به سیستم ایمنی بدن عرضه می نماید و نیز تیتر آنتی بادی های ترشح شده بر علیه PLGA-LPS را افزایش داد. واکسن طراحیشده با ترشح آنتی بادی ایمنیزایی را افزایش داده که همین موضوع واکسن تهیه شده را کاندید مناسبی علیه بیماری کلبسیلایی می نماید.
نمودار 2-مربوط به پتانسیل زتا آنتیژن کپسول PLGA
نمودار3- مربوط به پتانسیل زتا آنتیژن کپسول PLGA-LPS
نمودار4- مربوط به سایز نانو ذرات PLGA-LPS
نمودار 5- مربوط به سایز نانو ذرات PLGA نمودار 6- مربوط به طیفسنجی FTIR واکسن طراحیشده با نانوذره پلی اتیلن گلیکولیک اسید
شکل 2- AFM مربوط به نانو ذرات PLGA-LPS جدول1- میانگین نتایج به تفکیک گروههای واکسینه شده به روش اسپری ریوی در تست های اوپسینو فاگوسیتوز و. نیتریک اکساید.
نمودار 7- بررسی تست الایزا آنتی بادی های IgG و IgM و SIgA درمیکروپلیت کت شده با LPS
نمودار 8- بررسی چلنج اعضای ریه ، کبد و طحال در موشهایی که به روش اسپری از ناحیهی استنشاقی واکسینه شده بودند.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | ||||||||||||||||||||||||||||||||
1.Abboud, R., Charcosset, C., Greige-Gerges, H. (2017). Interaction of triterpenoids with human serum albumin: A review. Epub. 2.Aytenfisu, AH., Simon, R., MacKerell, AD. (2019). Impact of branching on the conformational heterogeneity of the lipopolysaccharide from Klebsiella pneumoniae: Implications for vaccine design. Epub. 3.Berti, F., Micoli, F.(2020). Improving efficacy of glycoconjugate vaccines: from chemical conjugates to next generation constructs. Epub. 4.Caroff, MG., Karibian, D. (1990). Several uses for isobutyric acid-ammonium hydroxide solvent in endotoxin analysis. Applied and Environmental Microbiology, 56(6);1957. 5.Chhibber, S., Bajaj, J. (1995). Polysaccharide-iron—regulated cell surface protein conjugate vaccine: its role in protection against Klebsiella pneumoniae-induced lobar pneumonia. Vaccine, 13(2); 179–184. 6.Chhibber, S., Rani, M., Yadav, V. (2005). Immunoprotective potential of polysaccharide-tetanus toxoid conjugate in Klebsiella pneumoniae induced lobar pneumonia in rats. Epub. 7.Choipang, C., Chuysinuan, P., Suwantong, O., Ekabutr, P., Supaphol, P. (2018). Hydrogel wound dressings loaded with PLGA/ciprofloxacin hydrochloride nanoparticles for use on pressure ulcers. Epub. 8.Clegg, S., Sebghati, TAS. (2002). 77 - Klebsiella pneumoniae. In: Sussman M, editor. Molecular Medical Microbiology. London: Academic Press; 1655–1680. 9.Clements, A., Tull, D., Jenney, AW. (2007). Secondary Acylation of Klebsiella pneumoniae Lipopolysaccharide Contributes to Sensitivity to antibacterial peptides. Journal of Biological Chemistry282(21); 15569–15577. 10.Cohen, D., Meron-Sudai, S., Bialik, A. (2019). Serum IgG antibodies to Shigella lipopolysaccharide antigens–a correlate of protection against shigellosis. Human Vaccines & Immunotherapeutics, 15(6); 1401–1408. 11.Fairley, SJ., Singh, SR., Yilma, AN. (2013). Chlamydia trachomatis recombinant MOMP encapsulated in PLGA nanoparticles triggers primarily T helper 1 cellular and antibody immune responses in mice: a desirable candidate nanovaccine. Epub. 12.Gentile, P., Chiono, V., Carmagnola, I., Hatton, PV. (2014). An overview of poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA)-based biomaterials for bone tissue engineering. International Journal of Molecular Sciences, 15(3); 3640–3659. 13.Gomelsky, M., Hoff, WD. (2011). Light helps bacteria make important lifestyle decisions. Trends in Microbiology, 19(9); 441–448. 14.Grilló, MJ., Manterola, L., De Miguel, MJ. (2006). Increases of efficacy as vaccine against Brucella abortus infection in mice by simultaneous inoculation with avirulent smooth bvrS/bvrR and rough wbkA mutants. Vaccine, 24(15); 2910–2916. 15.Hussein, KE., Bahey-El-Din, M., Sheweita, SA. (2018). Immunization with the outer membrane proteins OmpK17 and OmpK36 elicits protection against Klebsiella pneumoniae in the murine infection model. Epub. 16.Kelly, SD., Clarke, BR., Ovchinnikova, OG. (2019). Klebsiella pneumoniae O1 and O2ac antigens provide prototypes for an unusual strategy for polysaccharide antigen diversification. Journal of Biological Chemistry, 294(28); 10863–10876. 17.Konadu, EY., Lin, F-YC., Hó, VA. (2000). Phase 1 and phase 2 studies of Salmonella enterica serovar paratyphi A O-specific polysaccharide-tetanus toxoid conjugates in adults, teenagers, and 2-to 4-year-old children in Vietnam. Infection and Immunity, 68(3); 1529 –1534. 18.Martora, F., Pinto, F., Folliero, V. (2019). Isolation, characterization and analysis of pro-inflammatory potential of Klebsiella pneumoniae outer membrane vesicles. Epub. 19.Micoli, F., MacLennan, CA. (2020). Outer membrane vesicle vaccines. Epub. 20.Pallach,. M, Lorenzo, FD., Facchini, FA. (2018). Structure and inflammatory activity of the LPS isolated from Acetobacter pasteurianus CIP103108. Epub. 21.Peek, LJ., Middaugh, CR., Berkland, C. (2008). Nanotechnology in vaccine delivery. Advanced Drug Delivery Reviews, 60(8);915–928. 22.Rice-Ficht, AC., Arenas-Gamboa, AM., Kahl-McDonagh, MM., Ficht, TA. (2010). Polymeric particles in vaccine delivery. Current Opinion in Microbiology, 13(1); 106–112. 23.Safari Zanjani, L., Shapoury, R., Dezfulian, M., Mahdavi, M., Shafieeardestani, M. (2018). Preparation of PLGA (poly lactic-co-glycolic acid) nanoparticles Containing Pseudomonas aeruginosa Alginate, LPS and Exotoxin A as a Nano-vaccine. Biological Journal of Microorganism, 7(26); 11–27. 24.Schöll, I., Kopp, T., Bohle, B., Jensen-Jarolim, E. (2006). Biodegradable PLGA particles for improved systemic and mucosal treatment of type I allergy. Immunology and Allergy Clinics of North America, 26(2); 349–364. 25.Sekhon, BS., Saluja, V. (2011). Nanovaccines-an overview. Int J Pharm Front Res, 1(1); 101–109. 26.Shapouri, R. (2020). Evaluation of immunogenicity of PLGA - Proteus mirabilis detoxified lipopolysaccharide conjugate against urinary tract infection in mice, The Quartrely Journal of Animal Physiology and Development, 13 (4); 99-115. 27.Tomas, JM., Camprubi, S., Williams, P. (1988). Surface exposure of the O-antigen in Klebsiella pneumoniae O1:K1 serotype strains. Microbial Pathogenesis, 5(2);141–147. 28.Tomazi, T., Tomazi, ACCH., Silva, JCC. (2021). Immunization with a novel recombinant protein (YidR) reduced the risk of clinical mastitis caused by Klebsiella spp. and decreased milk losses and culling risk after Escherichia coli infections. Epub. 29.Wileman, B. (2010). Preharvest Escherichia coli o157: h7 vaccination of beef cattle: industry-wide acceptance through a beef production lifecycle approach. Epub. 30.Wu, G., Ji, H., Guo, X. (2020). Nanoparticle reinforced bacterial outer-membrane vesicles effectively prevent fatal infection of carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae. 2020 Epub. 31.Wu, M., Li, X. (2015). Chapter 87 - Klebsiella pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa. In: Tang Y-W, Sussman M, Liu D, Poxton I, Schwartzman J, editors. Molecular Medical Microbiology (Second Edition). Boston: Academic Press; 1547–1564. 32.Zigterman, J., van Dam, J., Snippe, H. (1985). Immunogenic properties of octasaccharide-protein conjugates derived from Klebsiella serotype 11 capsular polysaccharide. Infection and Immunity, 47(2); 421–428. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 552 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 135 |