Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Methodenartikel

Ausdruck der exogene Antigene im Mycobacterium Bovis BCG Impfstoff über nicht-genetische Oberfläche Dekoration mit dem Avidin-Biotin-System

8.8K Aufrufe

DOI:

10.3791/56421

31. Januar 2018

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Eine neuartige Technik für schnelle Antigen-Anzeige auf eine bakterielle Oberfläche präsentiert, die Oberfläche Biotinylierungen, gefolgt von Exposition gegenüber Proteine des Interesses an Fusion mit Monomeren Avidin beinhaltet. Laden von BCG mit ausgewählten Antigene erfolgreich verbessert seine Immunogenität, was darauf hindeutet, dass Oberflächendekoration traditionelle gentechnische Ansätze ersetzen kann.

Zusammenfassung

Tuberkulose (TB) ist eine schwere Infektionskrankheit und die einzige verfügbare Impfstoff M. Bovis Bacillus Calmette-Guérin (BCG) ist sicher und wirksam für Schutz gegen Kinder schwere TB Meningitis und einige Formen von disseminierter TB, aber schützt nicht gegen Lungentuberkulose die häufigste Form der Erkrankung ist. Vielversprechende Strategien zur Verbesserung der BCG derzeit verlassen entweder auf ihre Transformation mit Genen Codierung immundominante M. Tuberculosis (Mtb)-spezifische Antigene und/oder Ergänzung mit Genen Codierung Co-Faktoren, die Antigen stimulieren würde Zellen zu präsentieren. Wesentliche Einschränkungen zu diesen Ansätzen zählen geringe Effizienz, geringe Stabilität und das ungewisse Sicherheitsniveau der Expressionsvektoren. In dieser Studie stellen wir einen alternativen Ansatz zur Impfstoff-Verbesserung, bestehend aus BCG Ergänzung mit exogene Proteine auf der Oberfläche der Bakterien, sondern als Transformation mit entsprechenden Gene Kodierung Plasmide. Erstens interessierender Proteine in Verschmelzung mit Monomeren Avidin im standard E. Coli ausgedrückt werden Expressionssysteme und dann verwendet, um die Oberfläche der biotinylierte BCG zu schmücken. Tierversuche mit BCG Oberfläche verziert mit Surrogat Ovalbumin Antigen nachweisen, dass das geänderte Bakterium vollständig immunogen und in der Lage, spezifische T-Zell-Reaktionen induzieren. Insgesamt unterstützen nachdrücklich die hier vorgestellten Daten eine neuartige und effiziente Methode für die Neugestaltung der aktuellen BCG-Impfstoff, die den mühsamen konventionellen Ansatz der Ergänzung durch exogene Nukleinsäuren ersetzt.

Einleitung

Verschiedene Strategien sind vorgeschlagen worden, um die aktuelle TB-Impfstoff BCG, einschließlich Protein adjuvante Systeme, virale vektorieller Technologien, abgeschwächte live M.tb Stämme und genetisch veränderten BCG-Stämmen entweder Gene einzuführen zu ersetzen über Ausdruck BCG-Antigene, die während der Infektion1 oder Mtbnicht hinreichend zum Ausdruck-spezifische Antigene bei BCG2nicht vorhanden. Gentechnik, steht jedoch viele Hindernisse einschließlich der unsicheren Ebene der Sicherheit, die zeitraubende und die geringe Effizienz der Ausdruck Vektoren4,5. Im Hinblick auf die Verbesserung der BCG, ist ein alternativer Ansatz zur Immunogenität ohne die Notwendigkeit einer unsicheren genetische Alternationen Verbesserung notwendig.

In dieser Studie stellen wir eine neue Strategie für die Anzeige der rekombinante Proteine auf der Zelloberfläche von BCG, die auf die bekannte hohe Affinität Avidin Interaktion mit Biotin basiert. Dieser Ansatz ermöglicht schnelle und reproduzierbare Befestigung des rekombinanten Avidin Schmelzverfahren Proteine auf der Oberfläche der biotinylierte BCG, die breitere Manipulationen von BCG, maximale Verbesserung ihrer Wirksamkeit unter Beibehaltung seiner ausgezeichneten Sicherheit zu erreichen erleichtert Zeichnen Sie auf, über Jahrzehnte beobachtet.

Avidin Affinität für Biotin ist extrem hoch (Kd = 10−15 M) und sobald gebildet, die Avidin-Biotin-Komplex ist sehr stabil und kann nur unter denaturierenden Bedingungen6gestört werden. Für diese Art der Interaktion, als gen-Transfer-Methode Alternative zu dienen, ist jedoch langfristig aber reversibel Anzeige von rekombinanten Proteinen erforderlich. Damit wir hier eine geringe Affinität Monomeren Avidin eingeführt (Kd = 10−7 M) führt zur reversiblen Freisetzung des Proteins von der Oberfläche BCG einmal eingenommen innen antigenpräsentierende Zellen versehen. Um ein Proof of Concept zu bieten, haben wir diese Methode mit einem Monomeren Avidin Chimären Protein entspricht ein Surrogat-Antigen abgeleitet von Ovalbumin (OVA)7,8getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die BCG-Zelle-Oberfläche einfach und schnell mit Monomeren Avidin Fusionsproteine dekoriert werden kann und dass diese Bindung an die BCG-Oberfläche stabil und ohne erkennbare Veränderungen in bakterielles Wachstum und überleben reproduzierbar ist. Auch wir fanden, dass BCG dekoriert mit Monomeren Avidin fusioniert mit Eizellen (AviOVA) eine ähnlich dem von BCG induzierte Immunantwort induzieren kann genetisch dasselbe Antigen ausdrücken in Vitro und in Vivo. Diese Technologie umschaltbare Anzeige der Proteine des Interesses auf der bakteriellen Oberfläche ist daher eine effektive Ersatz von traditionellen gen Übertragung Ansätze und kann bieten eine Plattform für breiten Manipulationen der BCG und weitere Anwendungen im Impfstoff Entwicklung.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

Alle Tiere wurden entsprechend Protokolle vom Animal Care und Nutzung Ausschüsse an der University of British Columbia genehmigt gewartet. Experimente wurden von Animal Care und Nutzung Ausschüsse genehmigt und nach dem Canadian Council auf Animal Care Richtlinien durchgeführt. Die tierischen Qualitätssicherung Wohlfahrt ist A11-0247.

1. Generation von Monomeren Avidin Fusionsproteinen Plasmide zum Ausdruck zu bringen

  1. Sub-Klonen Monomeren Avidin Sequenz12 in pDEST17 Plasmid zwischen den Standorten "CTC" und "GAA", das entspricht 133-134bp. (d. h.zwischen 6-Histag und pDEST17 Attr1 Rekombination), p17-Avi zu erhalten.
    Hinweis: Die Monomere Avidin DNA-Sequenz ist unten dargestellt. Die drei Mutationen in Wildtyp Avidin erhalten monomerer Avidin eingeführt werden in fett gedruckten Zeichen angezeigt.
    Gccagaaagtgctcg Ctgactggga Aatggaccaa Cgatctgggc TccATCAtga Ccatcggggc tgtgaacagc
    Agaggtgaat Tcacaggcac Ctacatcaca Gccgtaacag Ccacatcaaa Tgagatcaaa Gagtcaccac tgcatgggac
    ACAAGCTAcc Atcaacaaga Ggacccagcc Cacctttggc Ttcaccgtca Attggaagtt Ttcagagtcc accactgtct
    Tcacgggcca Gtgcttcata Gacaggaatg Ggaaggaggt Cctgaagacc Atgtggctgc Tgcggtcaag tgttaatgac
    Attggtgatg AcAAAAaagc Taccagggtc Ggcatcaaca Tcttcactcg Cctgcgcaca Cagaaggagt ga
  2. Design-Primer flankiert mit AttB1 und B2 AttWebsites entsprechend OVA Polypeptid757-1035 (-A-b- und H-2_Kb-Epitope eingeschränkt) DNA-Sequenz. Primer-Sequenzen sind: Attb1-OVA
    GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTTCCTTGAGCAGCTTGAGAGTAT und Attb2-OVA
    GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTGTTACCCTACCACCTCTCTGC. (Attb1 und b2-Sequenzen Attsind fett formatiert).
    1. PCR-verstärken OVA Polypeptid757-1035 DNA-Sequenz mit Primer über das pUC57-OVA-Plasmid als Vorlage verwenden.
    2. Klonen Sie die PCR-Produkte in pDONR-221 durch eine ortsspezifische in-vitro- Rekombination Reaktion (z. B.BP Clonase), pDONR-OVA zu erhalten.
  3. Übertragen Sie das gen des Interesses in p17-Avi mit LR Clonase Reaktion, um p17-Avi-OVA zu erhalten.
    Hinweis: Für Details von BP und LR Rekombination Klonen, siehe Handbuch des Herstellers.

(2) Monomeren Avidin-Fusion-Protein-Expression, Reinigung und Umfaltung

  1. Verwandeln Sie p17-Avi-OVA Plasmid in E. Coli BL21 und induzieren Sie 250 mL von E. Coli BL21 Kultur mit IPTG (0,1 M) für 3 h bei 37 ° C.
  2. Lyse von Bakterien und Einschlusskörperchen Solubilization
    1. Pellet-250 mL der induzierten BL21 Kultur von 30 min Zentrifugation bei 4.000 x g und bei 4 ° C.
    2. Pellets in 10 mL Lyse-Puffer zu sammeln (50 mM Tris-HCL, 150 mM NaCl, 6 M Guanidin-HCL, pH 1,5-2,5) und 15 min bei 95 ° c inkubieren Inkubation über Nacht bei Raumtemperatur auf ein Rotator.
    3. Zentrifuge 30 min bei 15.000 x g und 4 ° C und sammeln überstand.
  3. Reinigen Sie Avi-OVA von überstand (solubilisiert Einschlusskörperchen Bruch) Ni-NTA Spalten verwenden.
    1. Verdünnen Sie Einschlusskörperchen 1:2 mit Lyse Puffer.
    2. Verwenden Sie 4 mL Ni-NTA Harz pro 250 mL Einschlusskörperchen Kultur abgeleitet.
    3. 3 X mit 10 mL Lyse-Puffer (pH 7,0) zu waschen.
    4. Eluieren Sie mit 10 mL der Elution Buffer (Lyse Puffer pH 7,0 mit 250 mM Imidazol).
  4. Umfalten eluierten Proteins durch schrittweise Verdünnung (01:10) und schnelle Vortexen in Tris-Puffer (pH 7,5) mit 1 mM DTT, 200 mM NDSB256 (3-(Benzyldimethylammonio)propanesulfonate), 0,5 mM Tween 80, Arginin 500 mM und 200 mM NaCl für 30 min bei Raumtemperatur.
  5. De-Salz und Buffer Tausch refolded Protein von Tris-Puffer in PBS mit Protein-Konzentratoren laut des Herstellers Protokolle.
  6. Entfernen Sie Aggregate durch Zentrifugation für 30 min bei 3.500 X g und bei 4 ° C, und lagern Sie Aliquote des löslichen Proteins bei-20 ° C.

3. Biotinylierungen BCG Zelloberfläche

  1. Wachsen BCG in Middlebrook 7H 9 Brühe mit 10 % OADC (Ölsäure, Albumin und Traubenzucker-Lösung) und 0,05 % Tween 80 bei 37 ° C auf einem Shaker-Plattform bei 50 u/min bis OD = 0,5-1.
    Hinweis: BCG ist ein Biosafety Level 2 Erreger und alle Experimente rund um BCG sollte in einen Schrank mit geeignete persönliche Schutzausrüstung Biosafety erfolgen.
  2. Waschen Sie 109 BCG 3 Mal mit 500 µL des eiskalten Endotoxin kostenlose PBS plus 0,1 % Tween80 (PBST) (pH 8,0). BCG Pellet in sterilen Endotoxin kostenlose PBS auszusetzen.
  3. Unmittelbar vor der Anwendung bereiten Sie 1 mL 10 mM Sulfo-NHS SS Biotin in sterilen gefiltertes Wasser.
    1. Inkubieren Sie Bakterien mit 1 mL 0,5 mM von Sulfo-NHS SS Biotin bei Raumtemperatur für 30 min.
  4. Waschen mit der Bezeichnung Bakterien 3 Mal mit 500 µL Eistee kalt PBST nicht reagiert Biotinylierungen Reagenz zu entfernen.
    1. Wieder aussetzen Sie Pellet in 1 mL der PBST.
  5. Um Biotinylierungen Effizienz zu bewerten, Fleck 108 biotinylierte BCG mit Streptavidin-FITC (1: 100, 25 µL) bei Raumtemperatur für 20 min.
    1. Inkubieren gefärbte Bakterien in 1 mL 2 % PFA für 20 min bei Raumtemperatur und dann untersuchen Stufen des Biotinylierungen durch Flow-Zytometrie-Analyse.

(4) Phänotyp der biotinylierte Mykobakterien: Wachstum und überleben

  1. Wachsen der BCG-Stämmen in Middlebrook 7H 9 Brühe mit 10 % OADC (Ölsäure, Albumin und Traubenzucker-Lösung) und 0,05 % Tween 80 bei 37 ° C auf einen Shaker-Plattform bei 50 Umdrehungen pro Minute.
    1. Die optische Dichte (OD600) der bakteriellen Kultur über eine 8-Tage-Frist aufnehmen.
  2. Verwenden Sie BCG-Luc (zuvor beschriebenen9), um Überleben der Bakterien zu erkennen, in Makrophagen.
    1. RAW264.7 Zellen mit biotinylierte BCG-Luc (MOI 10:1) infizieren oder unbehandelt BCG-Luc (Kontrolle) und Zeitraum bei 37 ° C über 48 h inkubiert.
    2. Zelle Monolagen waschen und dann mit 0,025 % SDS freizugebende aufgenommene Bakterien lysiert.
    3. Messen Sie Biolumineszenz-Produktion mit Luciferase Assay System und Luminometer.
      Hinweis: Lumineszenz-Signal ist bezeichnend für bakterielle Lebensfähigkeit. Siehe Handbuch des Herstellers für Details der Luciferase Assay.

5. Bindung von Monomeren Avidin-Fusionsprotein biotinylierte BCG Oberfläche

  1. Mischen Sie 5 x 108 biotinylierte BCG mit Avi-Protein (10 μg/mL Finale in PBS-T) für 1 h bei Raumtemperatur auf Shaker Plattform.
  2. Waschen Bakterien 3 Mal mit 500 µL Eistee kalt PBST und Fleck mit Kaninchen Anti-Avidin Antikörper (Ab) (1: 100 Verdünnung, zuvor beschriebenen10) für 20 min bei Raumtemperatur und dann mit FITC konjugiert Ziege Anti-Kaninchen IgG Ab unter den gleichen Bedingungen.
  3. Bakterien 3 Mal mit 500 µL PBST waschen und analysieren von Durchflusszytometrie zu bewerten, inwieweit der Oberflächendekoration.

6. die Gefriertrocknung von Mykobakterien

  1. Biotinylate Bakterien nach Schritt 3.1-3.4 und Mantel biotinylierte Bakterien mit Avi-OVA gemäß Schritt 5.1.
  2. Aliquoten biotinylierte und beschichteten Bakterien (108), mit PBS waschen und in 0,5 mL Lyophilisierung Medien erneut aussetzen (25 % Sauton Medium, 75 % H2O und 1,5 % Na-Glutamat).
  3. Übertragen Sie Bakterien, Glasfläschchen und über Nacht in einem-80 ° C Gefrierschrank einfrieren.
  4. Lyophilize gefüllt und gefrorenen Glasfläschchen für 24 h mit einer Gefriertrocknungsanlage.
  5. Getrocknete Proben bei Raumtemperatur lagern und mit PBS-Puffer bei Bedarf wiederherzustellen.
  6. Wiederholen Sie Schritt 3.5, Biotinylierungen und Oberflächenbeschichtung Stabilität zu bewerten.

7. die Phagozytose Assay

  1. Wachsen Sie RAW 264,7 Makrophagen Zellen in 10 cm Durchmesser Kultur Gerichte in DMEM Medium mit 5 % FCS, 1 % L-Glutamin, HEPES, nicht-essentiellen Aminosäuren und Penicillin und Streptomycin bis 70-80 % Konfluenz.
  2. Samen Sie 2 x 106 RAW 264,7 Makrophagen Zellen in einem 6-Well-Platte. Können Sie Zellen über Nacht bei 37 ° C und 5 % CO2einzuhalten.
  3. DsRed BCG zu generieren (zuvor beschriebenen9) dekoriert mit Avi-OVA (DsRed BCG-Avi-OVA) Schritte 3.1-3.4 und 5.1.
  4. Infizieren Sie RAW Zellen mit DsRed BCG-Avi-OVA oder unbehandelten DsRed BCG bei MOI 20:1 für 24 h bei 37 ° C.
  5. Zellen dreimal waschen und trypsinize mit 1 mL Trypsin 0,25 % bei 37 ° C für 10 min um teilweise freistehende Bakterien zu entfernen.
  6. Korrigieren Sie in 2,5 % PFA in PBS für 20 min bei Raumtemperatur.
  7. 3 X mit PBS waschen und analysieren von Durchflusszytometrie.

8. die intrazelluläre Handel mit Eizellen dekoriert biotinylierte BCG in Makrophagen

  1. Fluoreszenz-Mikroskopie
    1. Samen Sie 3 x 105 RAW 264,7 Makrophagen Zellen auf Deckgläsern in einer 24-Well-Platte. Können Sie Zellen über Nacht bei 37 ° C und 5 % CO2einzuhalten.
    2. Infizieren Sie Makrophagen Zellen mit Mykobakterien (MOI 10:1) in Wartung Medien ohne Antibiotika bei 37 ° C und 5 % CO2 für 4 bis 24 h.
    3. Waschen Sie Zellen und trypsinize Oberfläche angebracht, nicht aufgenommenen Bakterien wie in Schritt 7,5 zu entfernen.
    4. Fix infizierte Zellen in 2,5 % gefolgt von 3 Wäschen mit PBS PFA in PBS für 20 min bei Raumtemperatur.
    5. Permeabilize Zellen blockieren/Permeabilisierung Puffer (0,1 % Triton x-100, 3 % BSA mit PBS-Puffer) für 20 min bei Raumtemperatur.
      1. Nutzung spezifischer Antikörper von Interesse (z.B.Kaninchen Anti-Avidin Ab) bei 10 μg/mL in Permeabilisierung Buffer für 20 min bei Raumtemperatur gefolgt von Sekundärantikörper (z.B.FITC-Ziege-Anti-Kaninchen-IgG) für 20 Minuten.
    6. Wash Zellen 3 X mit PBS, einmal mit Wasser und Berg auf Folien in 10 μL wässrige Eindeckmedium Immunofluoreszenz Fluoreszenz zu minimieren.
    7. Untersuchen Sie Dias digital konfokalen Mikroskopie mit einem Epifluoreszenz Mikroskop ausgestattet mit 63 X / 1.4 Plan-Apochromat Ziel. Aufnahme von Bildern mit einer digitalen Kamera gekoppelt an die Mikroskop-Software.
  2. Immunogold Färbung und Elektronenmikroskopie
    1. Samen Sie 2 x 106 RAW 264,7 Makrophagen Zellen in 6-Well Platten.
    2. Beheben von BCG infizierten Makrophagen mit 4 % PFA für 4 h bei Raumtemperatur.
    3. Waschen Sie Proben zweimal mit PBS.
    4. Proben in 4 % niedriger Schmelzpunkt Agarose einbetten und in 70 % igem Ethanol zu entwässern.
    5. Übertragen Sie Proben auf Acrylharz und polymerisieren bei 50 ° C.
    6. 60 nm Abschnitte mit einem Mikrotom schneiden Sie aus und sammeln Sie Abschnitte auf Nickel Gittern.
    7. Proben mit 10 μg/mL Avidin Antikörper für 1 h bei Raumtemperatur oder 4 ° C über Nacht in Inkubation Lösung (PBS und 0,1 % BSA) beschriften und dann waschen mit Inkubation Lösung Gold konjugiert F(ab')2 ultra-kleine Ziege-Anti-Kaninchen IgG (1/20) für 1 h bei Zimmer Temperatur in Inkubation Lösung.
    8. Waschen Sie Abschnitte in destilliertem Wasser zu, in 2 % Glutaraldehyd färben Sie, waschen Sie, lufttrocknen und mit Elektronen-Mikroskop zu untersuchen.

9. tierische Immunisierung und Orgel Bearbeitung

Hinweis: Alle Schritte sollten in eine biologische Kabinett erfolgen.

  1. Pass biotinylierte Protein beschichtet und Bakterien durch 271/2G Nadel 10 mal einzelne Zellsuspension zu machen.
  2. 1 x 106 Bakterien in 100 μl PBS Endotoxin-frei zu nehmen und einen weiblichen C57BL/6 Mäusen (-A,b, H - 2 Kb, 5-6 Wochen alt) subkutan in das Genick zu immunisieren.
    1. Kontroll-Mäusen mit 100 μl PBS allein zu injizieren.
  3. Einschläfern Sie immunisierten Mäusen 20 Tage nach Immunisierung durch CO2 einatmen, gefolgt von zervikale Dislokation.
    1. Die Milz zu isolieren und in RPMI Medien zu übertragen.
  4. Zerdrücken Sie Milz durch ein Sieb 70 µm Zelle mit einer 5 mL Spritze Stößel.
    1. Mit 5 mL RPMI waschen. Zentrifuge (800 X g, 3 min), um eine einzelne Zelle Aussetzung zu isolieren.
    2. Zum Abbau RBC mit Maus Biotin Positivauswahl Kit mit Biotin-Ter119/erythroiden Zellen Ab.
    3. Zentrifuge und wieder auszusetzen Zellen in 10 mL komplette RPMI (10 % FCS, 1 % L-Glutamin, 1 % Penicillin, Streptomycin 1 % und 50 μM 2-ME).

10. ich-Ab Tetramer Färbung bestimmen die Frequenzen der Antigen-spezifische CD4+ T-Zellen und intrazellulären Zytokin Färbung zu bestimmen, Frequenzen von antigenspezifischen T Zellen Freigabe Zytokine bei immunisierten Tieren

  1. Tetramer Färbung
    1. Fleck Splenocyten von Kontrolle und immunisierten Mäusen (~ 20 x 106 Zellen) mit PE-konjugiert-Ab-OVA323-339 Tetramers (1/12,5 Verdünnung) für 1 h bei 37 ° C in Bindung Puffer (PBS mit 2 % FCS und 0,1 % NaN3).
    2. Splenocyten für 20 min bei Raumtemperatur fügen Sie AF647 CD4 Ab (01:25) und 7-AAD (um abgestorbene Zellen erkennen hinzu).
    3. Analysieren Sie Proben von Durchflusszytometrie.
    4. Erwerben Sie 500.000 Ereignisse in der CD4-positiven-Region das Tetramer positiver Ereignisse fest.
      Hinweis: Total Splenocyten von der SSC/FSC-Dot-Blot, lebenden Zellen durch Ausschluss der 7-AAD positive Ereignisse und CD4 Teilmengen zeichnen sich durch gating AF647 positive Ereignisse.
  2. Häufigkeit der Antigen spezifischen intrazellulären Cytokine Freigabe von T-Zellen
    1. Transfer ca. 1 × 107 Splenocyten in 4 mL des kompletten RPMI Medium in sechs-Well-Platten mit oder ohne rekombinante OVA (10 µg/mL) und 16 h inkubieren.
    2. Behandlung von Zellen mit Brefeldin A (1:1, 000) für weitere 5 h.
    3. Waschen Sie mit PBS und intrazellulären Zytokin Färbung wie folgt:
      1. Färben Sie Zellproben mit PE-CD8 oder PE-Cy7-CD4 Ab (01:50 in Bindung Puffer) in 30 min bei Raumtemperatur.
      2. Korrigieren Sie in 4 % PFA bei Raumtemperatur für 20 min.
      3. Permeabilize mit Permeabilisierung Lösung entsprechend den Anweisungen des Herstellers.
      4. Waschen Sie Zellen und Label mit AF647 konjugiert IFN-γ Ab (01:50) für 20 min bei Raumtemperatur.
      5. Waschen Sie Zellen zu und zu Flow-Zytometrie-Analyse zu unterziehen Sie, wie oben beschrieben.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Mit den oben beschriebenen allgemeinen Verfahren wurde die Machbarkeit von BCG Oberfläche Biotinylierungen und Dekoration mit Surrogat Antigen Eizellen untersucht. Die Immunogenität der modifizierten BCG war dann in Vivogetestet. Die bakterielle Oberfläche war leicht mit Biotin für schnelle Anzeige der Avidin Chimären Antigene ohne nachweisbaren Veränderungen in bakteriellen Phänotypen gekennzeichnet. Die daraus resultierenden veränderte BCG wird effizient von Antigen-Präsentatio...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

In dieser Studie berichten wir einen nicht-genetische Ansatz für schnelle und effektive Darstellung der exogene Proteine auf BCG Oberfläche hinzufügen entweder spezifische Antigene oder bestimmte funktionale Eigenschaften erwartet, dass das Bakterium Immunogenität effizient zu verbessern. Wir bewiesen, dass die BCG-Zelloberfläche biotinylierte für sofortige Oberflächendekoration mit Avidin Fusionsproteine leicht sein könnte. Das gesamte Verfahren kann innerhalb von 2 h, während genetische Veränderung und Selektion der po...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Wir danken Dr. R Stokes für die BCG Pasteur Belastung und A. Talal für den technischen Support. Wir danken auch GenScript für Hilfe bei der Gensynthese.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Endotoxinfreies RPMI 1640StemCell Technologies36750
Sulfo-NHS SS BiotinThermo Fisher 21328
FITC-konjugiertes StreptavidinSigma-AldrichS3762
Phycoerythrin (PE)-konjugiertes I-Ab-OVA323-339 Tetramer MBL International TS-M710-1
7-AADBD Pharmingen559925
TALON Polyhistidin-Tag-Reinigungsharz Clontech635501
Alexa Fluor (AF) 647 konjugiertes Ratten-Anti-Maus-CD4BD Bioscience 
AF647 Anti-Maus für Ratten IFN-gBD Bioscience 
AF647 Anti-Maus für Ratten I-A/I-EBD Bioscience 
PeCy7 Anti-Maus-Anti-Maus CD4BD Bioscience 
PE Anti-Maus für Ratten CD8 AbBD Bioscience 
AF 647 Anti-Maus für Ratten H-2kbBD Bioscience562832
FITC-konjugierter Anti-Kaninchen-AntikörperThermo Fisher31635
AF 647 Anti-Maus für Ratte CD4BD Bioscience 
Ultrakleine goldkonjugierte Ziege Anti-Kaninchen IgGElektronenmikroskopie Sciences25100
Middlebrook 7H9 BouillonBD Diagnostic Systems271310
OADCBD Diagnostic SystemsB11886
Tween 80Sigma-AldrichP1379
RAW 264.7 murine Makrophagen-ZelllinienAmerikanischer Typ Kultursammlung
pDEST17 Plasmid Invitrogen11803012
pUC57-OVA-Plasmid GenScriptSD1176
BP Klonase Invitrogen11789020
LR-Klonase Invitrogen11791043
pDONR221 PlasmidInvitrogen12536017
Ni-NTA-Säulen Qiagen31014
Pierce-Proteinkonzentratoren Thermo Fisher 88527
FlurosaveCalbiochem-Novabiochem345789
Axioplan II EpifluoreszenzmikroskopCarl Zeiss Inc
CCD Digitalkamera Retiga EX, QImaging
Tecnai G2 200kV Elektronenmikroskop FEI CompanyG2 200Kv 
70 Mio. Jahre m Falcon Zellensieb Thermo Fisher 87712
EasyStep Maus Biotin Positiv-Auswahlkit StemCell18556
Biotin-Ter119/Ertyroidzellen AntikörperBioLegend116203
Brefeldin ABD Pharmingen555029
Cytofix/Cytoperm Kit BD Pharmingen554714
Bright-Glo Luciferase Assay SystemPromegae2620
Turner Biosystem Luminometer PromegaTD-20/20
Leica EM UC6 Mikrotom  Leica MicrosystemsUC6
Novalyphe NL 500 GefriertrocknerSavant Instruments NL 50
Wheaton Fläschchen aus Boroscilicate-GlasWheaton  VWR 66011-675
557681557735562367552775561095557681

Referenzen

  1. Horwitz, M. A., Harth, G. A new vaccine against tuberculosis affords greater survival after challenge than the current vaccine in the guinea pig model of pulmonary tuberculosis. Infect. Immun. 71 (4), 1672-1679 (2003).
  2. Pym, A. S., et al. Recombinant BCG exporting ESAT-6 confers enhanced protection against tuberculosis. Nat Med. 9 (5), 548-553 (2003).
  3. Grode, L., et al. Increased vaccine efficacy against tuberculosis of recombinant Mycobacterium bovis bacille Calmette-Guerin mutants that secrete listeriolysin. The J Clin Invest. 115 (9), 2472-2479 (2005).
  4. Bastos, R. G., Borsuk, S., Seixas, F. K., Dellagostin, O. A. Recombinant Mycobacterium bovis BCG. Vaccine. 27 (47), 6495-6503 (2009).
  5. Mederle, I., et al. Plasmidic versus insertional cloning of heterologous genes in Mycobacterium bovis BCG: impact on in vivo antigen persistence and immune responses. Infect Immun. 70 (1), 303-314 (2002).
  6. Singh, N. P., et al. A Novel Approach to Cancer Immunotherapy Tumor Cells Decorated with CD80 Generate Effective Antitumor Immunity A Novel Approach to Cancer Immunotherapy Tumor Cells Decorated with CD80 Generate Effective Antitumor Immunity. Cancer Res. 63 (14), 4067-4073 (2003).
  7. Oizumi, S., Strbo, N., Pahwa, S., Deyev, V., Podack, E. R. Molecular and cellular requirements for enhanced antigen cross-presentation to CD8 cytotoxic T lymphocytes. J Immunol. 179 (4), 2310-2317 (2007).
  8. Sharif-Paghaleh, E., et al. Monitoring the efficacy of dendritic cell vaccination by early detection of (99m) Tc-HMPAO-labelled CD4(+) T cells. Eur J Immunol. 44 (7), 2188-2191 (2014).
  9. Sun, J., et al. A broad-range of recombination cloning vectors in mycobacteria. Plasmid. 62 (3), 158-165 (2009).
  10. Laitinen, O. H., et al. Rational design of an active avidin monomer. J. Biol. Chem. 278 (6), 4010-4014 (2003).
  11. Flynn, J. L., Chan, J., Triebold, K. J., Dalton, D. K., Stewart, T. A., Bloom, B. R. An essential role for interferon gamma in resistance to Mycobacterium tuberculosis infection. J Exp Med. 178 (6), 2249-2254 (1993).
  12. Liao, T. Y. A., Lau, A., Joseph, S., Hytonen, V., Hmama, Z. Improving the immunogenicity of the Mycobacterium bovis BCG vaccine by non-genetic bacterial surface decoration using the avidin-biotin system. PLoS ONE. 10 (12), e0145833(2015).
  13. Green, N. M. Avidin and streptavidin. Methods Enzymol. 184, 51-67 (1990).
  14. Howarth, M., Takao, K., Hayashi, Y., Ting, A. Y. Targeting quantum dots to surface proteins in living cells with biotin ligase. PNAS. 102 (21), 7583-7588 (2005).
  15. Lesch, H. P., Kaikkonen, M. U., Pikkarainen, J. T., Yla-Herttuala, S. Avidin-biotin technology in targeted therapy. Expert Opin Drug Deliv. 7 (5), 551-564 (2010).
  16. Paganelli, G., Bartolomei, M., Grana, C., Ferrari, M., Rocca, P., Chinol, M. Radioimmunotherapy of brain tumor. Neurol Res. 28 (5), 518-522 (2006).
  17. Cummings, J. F., et al. Safety and immunogenicity of a plant-produced recombinant monomer hemagglutinin-based influenza vaccine derived from influenza A (H1N1)pdm09 virus: a Phase 1 dose-escalation study in healthy adults. Vaccine. 32 (19), 2251-2259 (2014).
  18. Kolotilin, I., et al. Plant-based solutions for veterinary immunotherapeutics and prophylactics. Vet Res. 45, 114-117 (2014).
  19. Demonte, D., Drake, E. J., Lim, K. H., Gulick, A. M., Park, S. Structure-based engineering of streptavidin monomer with a reduced biotin dissociation rate. Proteins. 81 (9), 1621-1633 (2013).
  20. Deghmane, A. E., et al. Lipoamide dehydrogenase mediates retention of coronin-1 on BCG vacuoles, leading to arrest in phagosome maturation. J Cell Sci. 120 (19), 3489-3489 (2007).
  21. Soualhine, H., et al. Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guerin secreting active cathepsin S stimulates expression of mature MHC class II molecules and antigen presentation in human macrophages. J Immunol. 179 (8), 5137-5145 (2007).
  22. Bubb, M. O., Green, F., Conradie, J. D., Tchernyshev, B., Bayer, E. A., Wilchek, M. Natural antibodies to avidin in human serum. ImmunolLett. 35 (3), 277-280 (1993).
  23. Petronzelli, F., et al. Therapeutic use of avidin is not hampered by antiavidin antibodies in humans. Cancer Biother Radiopharm. 25 (5), 563-570 (2010).
  24. Bigini, P., et al. In vivo fate of avidin-nucleic acid nanoassemblies as multifunctional diagnostic tools. ACS Nano. 8 (1), 175-187 (2014).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

ProteinexpressionDurchflusszytometrieImmunogenit tT Zell AntwortAntigenpr sentationMHC Molek lePhagozytose Assay