comparison of two different methods for the extraction of outer membrane vesicles from the bordetella pertussis as a vaccine candidate

Despite the availability of a vaccine, pertussis is still a worldwide health problem. outer membrane vesicles (omvs) in gram-negative bacteria can stimulate the immune system due to several outer membrane proteins and are very good candidates in vaccine development. omvs obtained from bordetella pertussis contain several antigens, which are considered immunogenic, and could make them a potential candidate for vaccine production. the current study aimed to compare the current omv extraction method (with ultracentrifuge) and a modified extraction method (without ultracentrifuge) and to evaluate the physicochemical properties as well as the expression of their main virulence factors. vaccinal strain bp134 grown on bordet gengo agar were inoculated in modified stainer-scholte medium for mass cultivation. omvs were prepared using two different methods. they were then stained and examined with a transmission electron microscope. protein contents were measured by the bradford method, and then the protein profile was evaluated by sds-page. the presence of immunogenic antigens was detected by western blotting. the size and shape of the omvs obtained from the modified method without the use of ultracentrifuge were similar to the current method and had a size between 40 and 200 nm. the total protein yields of the omv isolated using the current and modified methods were 800 and 600 μg/ml, respectively. evaluating the protein profile of extracted omvs showed the presence of different proteins. finally, the presence of ptx, prn, and fha was observed in omvs extracted from both methods. comparison of the two omv extraction methods showed that the obtained vesicles have a suitable and similar shape and size as well as the expression of three important pathogenic factors as immunogens. despite the relatively low reduction in protein yield as the modified method does not require ultracentrifuge, this extraction method can be used as a suitable alternative for extracting the outer membrane vesicles from b. pertussis, especially in developing countries. it should be noted that further experiments including immunogenicity determination of omvs obtained as vaccine candidates in animal models are required.

مقایسه دو روش جداسازی وزیکول‌های غشاء خارجی بردتلا پرتوسیس به عنوان کاندیدای واکسن

زمینه و هدف: علیرغم واکسیناسیون، پرتوسیس هم چنان یک معضل بهداشتی در سراسر جهان است. وزیکول‌های غشاء خارجی (OMVs) باکتری‌های گرم منفی با داشتن پروتئین‌های غشاء خارجی می توانند باعث تحریک سیستم ایمنی شده و جهت تهیه واکسن کاندیداهای بسیار مناسبی هستند. OMV‌های بردتلا پرتوسیس نیز حاوی آنتی ژن هایی می‌باشد که به عنوان ایمونوژن مطرح هستند و می‌توان آنها را به عنوان کاندیدای بالقوه برای تولید واکسن در نظر گرفت. هدف این مطالعه مقایسه جداسازی OMV‌ها با روش رایج (با اولتراسانتریفیوژ) و روش تغییر یافته (بدون اولتراسانتریفیوژ) و ارزیابی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و بیان فاکتورهای اصلی بیماری‌زایی آن‌ها بود.مواد و روش‌کار: سویه واکسینال BP134 در محیطBordet Gengo آگار کشت داده شد و برای کشت انبوه در محیطModified StainerScholte تلقیح شدند. وزیکول‌ها با استفاده از دو روش استخراج شدند. وزیکول‌های بدست آمده رنگ‌آمیزی و توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری بررسی شدند. غلظت پروتئین با استفاده از روش برادفورد اندازه‌گیری شد و سپس پروفایل پروتئینی توسطSDSPAGE ارزیابی گردید. حضور آنتی ژن‌های ایمونوژن با وسترن بلات تشخیص داده شد.یافته‌ها: اندازه و شکل OMVهای بدست آمده از هر دو روش مشابه و با اندازه بین 40 تا 200 نانومتر بود. بازده میزان محصول و غلظت پروتئین OMV‌‌های به دست آمده روش رایج و تغییر یافته به ترتیب µg/ml 800 و 600 بود. ارزیابی پروفایل پروتئین OMV‌های استخراج شده، وجود پروتئین‌های مختلف را نشان داد. در نهایت حضورPTX ، PRN و FHA در OMV‌های استخراج شده از هر دو روش مشاهده گردید.نتیجه‌گیری: نتایج مقایسه دو روش جداسازی OMV، نشان داد که وزیکول های بدست آمده دارای شکل و اندازه مناسب و مشابه می‌باشند، همچنین بیان سه فاکتور بیماری زای مهم به عنوان ایمونوژن در هر دو روش مشاهده شد. علی رغم کاهش نسبی کم میزان بازدهی محصول در روش تغییر یافته با توجه به این که در روش تغییر یافته نیاز به اولتراسانتریفیوژ نیست، از این روش جداسازی میتوان به عنوان جایگزینی مناسب برای استخراج وزیکول های غشای خارجی بردتلا پرتوسیس به خصوص در کشورهای در حال توسعه استفاده نمود. لازم به ذکر است آزمایشات بیشتر شامل تعیین ایمنوژنسیتی OMVهای بدست آمده به عنوان کاندیدای واکسن در مدل های حیوانی مورد نیاز است.