مقایسه تیتر و خنثی سازی آنتی بادی , پروتیئن اسپایک SARS-CoV-2 بیان شده در سلول های یوکاریوت و پروکاریوت

نوع مقاله : پژوهشی کوتاه

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه زیست شناسی،دانشکده امام حسین تهران، ایران

3 مرکز تحقیقات ویروس شناسی کاربردی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله)عج(، تهران، ایران

4 مرکز تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله)عج(، تهران، ایران

چکیده
با توجه به همه گیری کووید19 به عنوان یک بحران جهانی طراحی واکسن به منظور پیشگیری حایز اهمیت است. این ویروس جز خانواده بتا کرونا ویروس بوده و بر سطح غشای ویروس گلیکوپروتئین اسپایک ساختارهای زائده مانندی را تشکیل می دهد . مطالعات روی SARS-CoV-1 و واکسن‌های MERS-CoV مربوطه نشان داد که پروتئین اسپایک روی سطح ویروس یک هدف مناسب برای واکسن است. در این پژوهش تجربی، ما قطعات پروتیئن اسپایک نوترکیب recombinant fragment of spike protein (rfsp)را که در میزبان یوکاریوتی سلول CHO-K1 و پروکاریوتی E. coli بیان شده است را از نظر قدرت ایمنی زایی, فعالیت خنثی سازی , توانایی شناسایی اپیتوپ های مشابه با سویه ویروس و توانایی اتصال به سرم بیماران بهبود یافته کووید 19 از دو نوع واریانت آلفا و دلتا مقایسه کردیم. نتایج نشان داد که هر دو پروتئین rfSP یک کاندید آنتی ژن بالقوه جدید برای توسعه واکسن کووید19 هستند. اما سلول CHO با انجام فرآیند تغییرات پس از ترجمه مانند گلیکولیزاسون سبب حفظ فعالیت بیولوژیکی پروتئین میشود. وهمین امر احتمال ایجاد اپی توپ های مشابه با سویه ویروس را بالا میبرد. و افزایش تیتر آنتی بادی های ویژه rfsp در سرم موش های ایمن شده را در سطح بالاتری قرار میدهد. لذا اولویت به rfsp بیان شده در سلول CHO برای ارزیابی کارایی واکسن داده میشود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


1. Liu, A. and Y. Li, Antibody responses against SARS‐CoV‐2 in COVID‐19 patients. Journal of medical virology, 2020.
2. Liu, C., et al., Research and development on therapeutic agents and vaccines for COVID-19 and related human coronavirus diseases. 2020, ACS Publications.
3. Yuan, M., et al., Structural basis of a shared antibody response to SARS-CoV-2. Science, 2020. 369(6507): p. 1119-1123.
4. Kar, T., et al., A candidate multi-epitope vaccine against SARS-CoV-2. Scientific reports, 2020. 10(1): p. 1-24.
5. Amanat, F. and F. Krammer, SARS-CoV-2 vaccines: status report. Immunity, 2020. 52(4): p. 583-589.
6. Johari, Y.B., et al., Production of trimeric SARS‐CoV‐2 spike protein by CHO cells for serological COVID‐19 testing. Biotechnology and bioengineering, 2021. 118(2): p. 1013-1021.
7. Watanabe, Y., et al., Site-specific glycan analysis of the SARS-CoV-2 spike. Science, 2020. 369(6501): p. 330-333.
8. Walls, A.C., et al., Structure, function, and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein. Cell, 2020. 181(2): p. 281-292. e6.
9. Ansarin, K., et al., Effect of bromhexine on clinical outcomes and mortality in COVID-19 patients: a randomized clinical trial. BioImpacts: BI, 2020. 10(4): p. 209.
10. Coutard, B., et al., The spike glycoprotein of the new coronavirus 2019-nCoV contains a furin-like cleavage site absent in CoV of the same clade. Antiviral research, 2020. 176: p. 104742.
11. Hoffmann, M., H. Kleine-Weber, and S. Pöhlmann, A multibasic cleavage site in the spike protein of SARS-CoV-2 is essential for infection of human lung cells. Molecular cell, 2020. 78(4): p. 779-784. e5.
12. Mehdipour, A.R. and G. Hummer, Dual nature of human ACE2 glycosylation in binding to SARS-CoV-2 spike. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021. 118(19).
13. Lopez Bernal, J., et al., Effectiveness of Covid-19 vaccines against the B. 1.617. 2 (Delta) variant. N Engl J Med, 2021: p. 585-594.
14. Liu, H., et al., The basis of a more contagious 501Y. V1 variant of SARS-COV-2. Cell research, 2021. 31(6): p. 720-722.
15. Mlcochova, P., et al., SARS-CoV-2 B. 1.617. 2 Delta variant emergence and vaccine breakthrough. 2021.
16. Shajahan, A., et al., Deducing the N-and O-glycosylation profile of the spike protein of novel coronavirus SARS-CoV-2. Glycobiology, 2020. 30(12): p. 981-988.
17. Watanabe, Y., et al., Exploitation of glycosylation in enveloped virus pathobiology. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects, 2019. 1863(10): p. 1480-1497.
18. Vakili, A., et al., Designing and Expression of Recombinant Chimeric Protein Containing CtxB and OmpW from Vibrio Cholerae and Evaluation of Its lmmunogenicity. Iranian Journal of Immunology, 2018. 15(3): p. 207-220.
19. Tahmoorespur, M., Evaluation of Different Expression Systems for the Production of Pharmaceutical Recombinant Proteins with Emphasis on Mammalian Cells. Journal of Biosafety, 2016. 9(1): p. 51-65.
20. Van Hove, J., et al., High-level production of recombinant human lysosomal acid alpha-glucosidase in Chinese hamster ovary cells which targets to heart muscle and corrects glycogen accumulation in fibroblasts from patients with Pompe disease. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1996. 93(1): p. 65-70.
21. Du, L., et al., Recombinant receptor-binding domain of SARS-CoV spike protein expressed in mammalian, insect and E. coli cells elicits potent neutralizing antibody and protective immunity. Virology, 2009. 393(1): p. 144-150.
22. Takrim, S., et al., Expression, Purification and Immunogenicity Evaluation of Recombinant Fusion Protein (F) from Newcastle Virus in Animal Model. Modares Journal of Biotechnology, 2019. 10(1): p. 15-21.
23. Kamionka, M., Engineering of therapeutic proteins production in Escherichia coli. Current pharmaceutical biotechnology, 2011. 12(2): p. 268-274.
24. Sørensen, H.P. and K.K. Mortensen, Advanced genetic strategies for recombinant protein expression in Escherichia coli. Journal of biotechnology, 2005. 115(2): p. 113-128.
25. Fitzgerald, G.A., et al., Expression of SARS-CoV-2 surface glycoprotein fragment 319–640 in E. coli, and its refolding and purification. Protein expression and purification, 2021. 183: p. 105861.
26. Sahdev, S., S.K. Khattar, and K.S. Saini, Production of active eukaryotic proteins through bacterial expression systems: a review of the existing biotechnology strategies. Molecular and cellular biochemistry, 2008. 307(1): p. 249-264.
27. Rosser, M.P., et al., Transient transfection of CHO-K1-S using serum-free medium in suspension: a rapid mammalian protein expression system. Protein Expression and Purification, 2005. 40(2): p. 237-243.
28. Eifler, N., et al., Functional expression of mammalian receptors and membrane channels in different cells. Journal of structural biology, 2007. 159(2): p. 179-193.
29. Du, L., et al., Antigenicity and immunogenicity of SARS-CoV S protein receptor-binding domain stably expressed in CHO cells. Biochemical and biophysical research communications, 2009. 384(4): p. 486-490.
30. Tegel, H., et al., Increased levels of recombinant human proteins with the Escherichia coli strain Rosetta (DE3). Protein expression and purification, 2010. 69(2): p. 159-167.
31. Reis, C.A., R. Tauber, and V. Blanchard, Glycosylation is a key in SARS-CoV-2 infection. Journal of Molecular Medicine, 2021: p. 1-9.
32. Djukic, T., et al., Expression, purification and immunological characterization of recombinant nucleocapsid protein fragment from SARS-CoV-2. Virology, 2021. 557: p. 15-22.
33. Graham, R.L., E.F. Donaldson, and R.S. Baric, A decade after SARS: strategies for controlling emerging coronaviruses. Nature Reviews Microbiology, 2013. 11(12): p. 836-848.