بیان و تخلیص پروتئین نوترکیب tolc از باکتری شیگلا فلکسنری و بررسی ایمنی زایی آن در موش آزمایشگاهی

باکتری شیگلا عامل نوعی اسهال خونی است که شیگلوز نامییده می‌شود. شیگلوز سالانه باعث 160000 مورد مرگ و میر در سطح جهان و عمدتا کودکان زیر 5 سال است. تاکنون هیچ واکسن مجازی علیه آن در دسترس نیست. واکسن‌شناسی معکوس یک استراتژی جدید است که ژنوم یا پروتئوم ارگانیسم را برای یافتن یک نامزد جدید واکسن امیدوارکننده ارزیابی می‌کند. در این مطالعه، با استفاده از واکسن‌شناسی معکوس و تست‌های آزمایشگاهی، ایمنی‌زایی یک آنتی‌ژن نوترکیب برای پیش بینی یک کاندید جدید ایمنی‌زا به عنوان واکسن علیه باکتری شیگلا ارزیابی شد. در مرحله اول، پروتئوم shigella flexneri از uniprotkb تهیه و سپس با استفاده از ارزیابی بیوانفورماتیکی، پروتئین tolc به عنوان کاندید مناسب انتخاب و تایید شد. در مرحله بعد، توالی ژن tolc به درون پلاسمید ادغام شد و جهت بیان پروتئین tolc به سویه بیانی انتقال یافت. سپس پروتئین تخلیص شده به دو فرم پروتئین تخلیص شده به تنهایی و به همراه ادجوانت به صورت زیرجلدی به موش‌ها تزریق شد. بعد از ایمن کردن حیوانات آزمایشگاهی و خونگیری، افزایش معنی داری در تیتر آنتی‌بادی مشاهده شد. چالش موش‌ها با دو دوز مختلف از سوش استاندارد شیگلا فلکسنری انجام شد. ددر مرحله آخر، میزان مرگ و میر موش‌ها طی 15 روز ردیابی شد که نتایج معنی‌داری از درصد زنده‌مانی موش‌های ایمن شده پس از تزریق شیکلا فلکسنری به دست امد. از این رو پروتئین tolc می‌تواند به عنوان یک پروتئین آیمنی‌زا به تنهایی و یا به صورت پپتید کایمر به عنوان کاندید واکسن علیه عفونت شیگلوز مطرح باشد.

expression and purification of tolc as a recombinant protein vaccine against shigella flexneri and evaluation of immunogenic response in mice

shigella is one of the major causes of dysenteric diarrhea named shigellosis. shigellosis infection causes 160,000 deaths annually of diarrheal disease in the global scale especially children less than 5 years old. no licensed vaccine is available against shigellosis. the reverse vaccinology (rv) is a novel strategy that evaluate genome or proteome of the organism to find a new promising vaccine candidate. in this study, immunogenicity of a designed-recombinant antigen is evaluated through the in-silico studies and animal experiments to predict a new immunogenic candidate against shigella. in the first step, proteome of shigella flexneri was obtained from uniprotkb and then the outer membrane and extracellular proteins were predicted. in this study tolc as an outer membrane protein was selected and confirmed among candidates. in next steps, pre-selected protein was evaluated for transmembrane domains, homology, conservation, antigenicity, solubility, and b- and t-cell prediction by different online servers. tolc as a conserved outer membrane protein, using different immune-informatics tools had acceptable scores and was selected as the immunogenic antigen for animal experiment studies. recombinant tolc protein after expression and purification, was administered to balb/c mice over three intraperitoneal routes. the sera of mice used to evaluate the igg1 production assay by indirect-elisa. the immunized mice depicted effective protection against 2ld50 of shigella flexneri atcc12022 (challenge study). therefore, the reverse vaccinology approach and experimental test results demonstrated that tolc as a novel effective and immunogenic antigen is capable for protection against shigellosis.