إنتاج بروتينات IgG فيوجن أعرب عنها بشكل عابر في نيكوتيانا بنثاميانا

Aigerim  S. Kamzina; Michelle  P. DiPalma; Joseph  G. L. Hunter; Andrew G. Diamos; Boyd Armer; Tsafrir  S. Mor; Hugh  S. Mason

doi:10.3791/61774

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

إنتاج بروتينات IgG فيوجن أعرب عنها بشكل عابر في نيكوتيانا بنثاميانا

7.3K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/61774

⸱

يناير 16, 2021

Aigerim S. Kamzina^*¹^,²^,³ , Michelle P. DiPalma^*¹^,²^,³ , Joseph G. L. Hunter¹^,²^,³ , Andrew G. Diamos¹^,²^,⁴ , Boyd Armer²^,³ , Tsafrir S. Mor¹^,²^,³ , Hugh S. Mason¹^,²^,³

¹Center for Immunotherapy, Vaccines and Virotherapy, The Biodesign Institute, Arizona State University, ²School of Life Sciences, Arizona State University, ³Molecular Biosciences/Biotechnology Undergraduate Program, Arizona State University, ⁴Department of Microbiology and Immunology, University of Michigan Medical School

^* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

نحن نصف هنا طريقة بسيطة للتعبير، واستخراج، وتنقية IgG الإنسان المؤتلف تنصهر إلى GFP في Nicotiana benthamiana. ويمكن توسيع نطاق هذا البروتوكول لتنقية وتصور العديد من البروتينات التي تستخدم الكروماتوغرافيا العمود. وعلاوة على ذلك، فإن البروتوكول قابل للتكيف مع مختبر التدريس الشخصي والكلي الافتراضي، ويوفر الاستكشاف القائم على المشروع.

الملخص

ارتفاع الطلب على الأجسام المضادة كتدخلات علاجية لمختلف الأمراض المعدية، الأيضية، المناعة الذاتية، النيبلاستيك، وغيرها من الأمراض يخلق حاجة متزايدة في تطوير أساليب فعالة لإنتاج الأجسام المضادة المؤتلفة. اعتبارًا من عام 2019 ، كان هناك أكثر من 70 أجسامًا مضادة أحادية النسيلة وافقت عليها إدارة الأغذية والعقاقير ، وهناك إمكانات نمو هائلة. وعلى الرغم من وعدهم، فإن العوامل المقيدة للاستخدام على نطاق واسع هي تكاليف التصنيع وتعقيده. من المحتمل أن تقدم النباتات استراتيجيات تصنيع البروتين منخفضة التكلفة وآمنة وسهلة التوسع. لا يمكن للنباتات مثل Nicotiana benthamiana فقط أن تُطوى وتُجمّع بروتينات الثدييات المعقدة، بل يمكنها أيضًا إضافة تعديلات حاسمة بعد الترجمة مماثلة لتلك التي تقدمها ثقافات خلايا الثدييات. في هذا العمل، باستخدام GFP الأصلي وناديل حمض مستقر من البروتين الفلوري (GFP) منصهرة للأجسام المضادة أحادية النسيلة البشرية، كنا قادرين على تصور التعبير المضاد العابر بأكمله وعملية تنقية من N. النباتات بنثامينا. اعتمادا على الغرض من التجربة ، يمكن أن يضمن الاندماج GFP الأصلي تصورًا أسهل أثناء مرحلة التعبير في النباتات ، بينما يسمح دمج GFP المستقر بالأحماض بالتصور أثناء معالجة المصب. يمكن إجراء هذا الإجراء القابل للتحجيم ومباشر من قبل باحث واحد لإنتاج كميات مليغرام من الأجسام المضادة النقية للغاية أو بروتينات الانصهار الأجسام المضادة في غضون أيام باستخدام عدد قليل من النباتات الصغيرة فقط. ويمكن توسيع هذه التقنية إلى تصور أي نوع من عملية تنقية الأجسام المضادة وربما العديد من البروتينات الأخرى، سواء في النباتات أو غيرها من أنظمة التعبير. وعلاوة على ذلك، يمكن لهذه التقنيات أن تستفيد من التعليمات الافتراضية ويتم تنفيذها في مختبر التدريس من قبل طلاب المرحلة الجامعية الذين يمتلكون الحد الأدنى من الخبرة السابقة مع تقنيات البيولوجيا الجزيئية، وتوفير أساس لاستكشاف المشاريع القائمة مع تطبيقات في العالم الحقيقي.

المقدمة

وتشير تقارير الصناعة إلى أن ثلاثة عشر من أصل العقاقير العشرين الأكثر دخلاً في الولايات المتحدة كانت بيولوجية (أدوية قائمة على البروتين)، منها تسعة أدوية مضادة. اعتبارا من عام 2019، كان هناك أكثر من 570 الأجسام المضادة (AB) العلاج في مختلف مراحل التنمية السريرية¹^,²^,³. مبيعات AB العالمية الحالية تتجاوز 100 مليار دولار أمريكي، ومن المتوقع أن يحقق سوق العلاجية Ab (mAb) أحادية النسيلة ما يصل إلى 300 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025¹^،^4. مع هذا الطلب المرتفع والزيادات المتوقعة في الإيرادات ، يعمل الباحثون على تطوير طرق لإنت....