Le présent protocole prépare et évalue les propriétés physiques, la réponse immunitaire et l’effet protecteur in vivo d’un nouveau vaccin adjuvant à base de nanoémulsion.
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Article de méthode
Le présent protocole prépare et évalue les propriétés physiques, la réponse immunitaire et l’effet protecteur in vivo d’un nouveau vaccin adjuvant à base de nanoémulsion.
Les vaccins adjuvants à base de nanoémulsion ont attiré beaucoup d’attention en raison de leur petite taille de particules, de leur stabilité thermique élevée et de leur capacité à induire des réponses immunitaires valides. Cependant, il est essentiel d’établir une série de protocoles complets pour évaluer la réponse immunitaire d’un nouveau vaccin adjuvant à base de nanoémulsion. Par conséquent, cet article présente une procédure rigoureuse pour déterminer les caractéristiques physico-chimiques d’un vaccin (par microscopie électronique à transmission [MET], microscopie à force atomique [AFM] et diffusion dynamique de la lumière [DLS]), la stabilité de l’antigène et du système vaccinaux (par un test de centrifugeuse à grande vitesse, un test de stabilité thermodynamique, SDS-PAGE et Western blot), et la réponse immunitaire spécifique (IgG1, IgG2a et IgG2b). En utilisant cette approche, les chercheurs peuvent évaluer avec précision l’effet protecteur d’un nouveau vaccin adjuvant de nanoémulsion dans un modèle murin MRSA252 mortel. Avec ces protocoles, l’adjuvant de vaccin nanoémulsion le plus prometteur en termes de potentiel adjuvant efficace peut être identifié. En outre, les méthodes peuvent aider à optimiser les nouveaux vaccins pour le développement futur.
Le Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) est un pathogène opportuniste avec l’un des taux d’infection les plus élevés dans les unités de soins intensifs (USI) des services 1, les services de cardiologie et lesservices de brûlures du monde entier. Le SARM présente des taux élevés d’infection, de mortalité et de résistance générale aux médicaments, ce qui présente de grandes difficultés dans le traitement clinique2. Dans la liste prioritaire mondiale des bactéries résistantes aux antibiotiques publiée par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) en 2017, le SARM figurait dans la catégorie3 la plus critique. Un vaccin contre l’infection à SARM est donc nécessaire de toute urgence.
L’adjuvant d’aluminium est utilisé depuis longtemps et le mécanisme auxiliaire de l’adjuvant est relativement clair, sûr, efficace et bien toléré4. Les adjuvants à base d’aluminium sont actuellement un type d’adjuvant largement utilisé. On croit généralement que les antigènes adsorbés sur les particules de sel d’aluminium peuvent améliorer la stabilité et renforcer la capacité du site d’injection à absorber les antigènes, assurant une bonne absorption et une libération lente5. Actuellement, le principal inconvénient des adjuvants d’aluminium est qu’ils n’ont pas d’effet adjuvant ou ne présentent qu’un faible effet adjuvant sur certains antigènes candidats vaccins6. De plus, les adjuvants d’aluminium induisent des réactions d’hypersensibilité médiées par les IgE5. Par conséquent, il est nécessaire de développer de nouveaux adjuvants pour stimuler une réponse immunitaire plus forte.
Les adjuvants de nanoémulsion sont des systèmes de dispersion colloïdale composés d’huile, d’eau, de tensioactifs et de cosurfactants7. De plus, les adjuvants sont thermodynamiquement stables et isotropes, peuvent être autoclavés ou stabilisés par centrifugation à grande vitesse et peuvent se former spontanément dans des conditions de préparation douces. Plusieurs adjuvants d’émulsion (tels que MF59, série NB001-002, série AS01-04, etc.) sont actuellement sur le marché ou au stade de la recherche clinique, mais leur taille de particules est supérieure à 160 nm8. Par conséquent, les avantages des préparations médicinales à l’échelle nanométrique (1-100 nm) (c.-à-d. grande surface spécifique, petite taille de particules, effet de surface, énergie de surface élevée, effet de petite taille et effet tunnel macro-quantique) ne peuvent pas être pleinement exploités. Dans le protocole actuel, un nouvel adjuvant basé sur la technologie de nanoémulsion d’un diamètre de 1 à 100 nm a été signalé comme présentant une bonne activité adjuvante9. Nous avons testé la protéine antigénique du vaccin sous-unitaire de recombinaison HI (mutant de la α-hémolysine [Hla] et protéine de fusion de fragments actifs de la sous-unité N2 déterminant la surface des ions Fe ; Une série de procédures ont été établies pour examiner les propriétés physiques et la stabilité, évaluer sa réponse anticorps spécifique après administration intramusculaire et tester l’effet protecteur du vaccin à l’aide d’un modèle d’infection systémique chez la souris.
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Les expériences sur les animaux ont été menées sur la base du manuel sur l’utilisation et les soins des animaux de laboratoire et ont été approuvées par le Comité de bien-être et d’éthique des animaux de laboratoire de la troisième Université médicale militaire. Des souris Balb/c femelles, âgées de 6 à 8 semaines, ont été utilisées pour la présente étude. Les animaux ont été obtenus de sources commerciales (voir le tableau des matériaux).
1. Préparation de la protéine antigénique SARM HI
2. Préparation du vaccin à base de nanoémulsion
3. Caractérisation physique et stabilité du vaccin adjuvant à base de nanoémulsion
4. Évaluation de la réponse immunitaire des anticorps à ce vaccin après administration intramusculaire
REMARQUE : Les souris ont été immunisées par injection intramusculaire du vaccin à nanoémulsion à la suite d’un rapportpublié 11. Les souris ont reçu du PBS comme témoin négatif. À 1 semaine après la fin de trois immunisations, le sérum a été prélevé sur les souris11. Les taux sériques d’IgG et de sous-classes d’IgG1, IgG2a et IgG2b ont été déterminés quantitativement par dosage immunoenzymatique (ELISA).
5. Évaluation des effets in vivo des nouveaux vaccins adjuvants
REMARQUE : L’effet protecteur de ce vaccin à nanoémulsion a été évalué dans un modèle murin létal MRSA252 obtenu commercialement (voir le tableau des matériaux). Selon les résultats précédents de notre groupe de recherche14, 1 x 108 unités formant colonies (UFC)/souris est la meilleure dose pour évaluer l’effet protecteur du modèle mortel d’infection bactérienne MRSA252.
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Le protocole de préparation du vaccin adjuvant de nanoémulsion et les tests in vitro et in vivo de ce vaccin ont été évalués. La MET, l’AFM et le DLS ont été utilisés pour déterminer les caractéristiques importantes du potentiel zêta et de la taille des particules à la surface de cet échantillon (figure 1). SDS-PAGE et Western blot ont montré que la quantité d’antigène dans le précipité et le surnageant ne se dégradait pas significativement après la centrifugation, ce qui i...
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IsdB, une protéine de surface ancrée dans la paroi cellulaire bactérienne et régulée par le fer, joue un rôle important dans le processus d’obtention du fer hémique15. Hla, toxine alpha, est parmi les toxines bactériennes les plus efficaces connues dans le SARM, et peut former des pores dans les cellules eucaryotes et interférer avec l’adhésion et les cellules épithéliales16. Dans notre étude, une nouvelle protéine antigénique SARM (IH) de recombinaison a ...
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Les auteurs déclarent n’avoir aucun conflit d’intérêts dans ce travail.
Cette recherche a été soutenue par le n ° 2021YFC2302603 du Programme national de recherche et de développement clé de la Chine, n ° 32070924 et 32000651 du NSFC et le n ° 2019jcyjA-msxmx0159 du programme de projet de la Fondation des sciences naturelles de Chongqing.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 5424-Petite centrifugeuse à grande vitesseFA-45-24-11 | Eppendorf, Allemagne ; | ||
| plaques à 96 puits | Corning Incorporated, États-Unis | CLS3922 | |
| AFM Dimension FastScan | BRUKER, Allemagne ; | ||
| à alcool | Shenzhen Yibaxun Technology Co., Chine | YBS-AA-11408 | |
| Balb/c souris ; | Beijing HFK Bioscience Co. Ltd. | ||
| BCIP/NBT | Fuzhou Maixin Biotechnology Development Company, Chine | BCIP/NBT | |
| Bio-Rad 6.0 lecteur de microplaques | Bio-Rad Laboratories Incorporated Limited Co., CA, USA | null | |
| BL21 Competent Cell | Merck millipore, Allemagne | 70232-3CN | |
| BSA-100G | Sigma-Aldrich, USA | B2064-100G | |
| Centrifugeuse 5810 R | Eppendorf, Allemagne ; | ||
| Coomassie bleu vif G-250 solution de coloration | MIKX, Chine | DB236 | |
| Solution de décoloration | BOSTER, Chine | AR0163-2 | |
| Cultivateur électro-chauffant à température debout HH-B11-420 | Shanghai Yuejin Medical Device Factory, Chine | Appareil | |
| Beijing Liuyi Instrument Factory, Chine | DYCZ-25D | ||
| Gel image | Tanon, USA | null | |
| Glutathion-Sepharose Résine GST | Mei5bio, Chine | Résine de chromatographie d’affinité | |
| H2SO4 | Chengdu KESHI Chemical Co., LTD, Chine | 7664-93-9 | |
| HI protéine recombinante | Troisième Université de médecine militaire, Chine | 110-27-0 | |
| HRP -Chèvre anti-souris | IgG Biodragon, Chine | BF03001 | |
| HRP- Chèvre anti-souris IgG1 | Biodragon, Chine | BF03002R | |
| HRP- Chèvre anti-souris IgG2a | Biodragon, Chine | BF03003R | |
| HRP- Chèvre anti-souris IgG2b | Biodragon, Chine | BF03004R | |
| Boucle d’inoculation | Haimen Feiyue Co.,LTD, Chine | YR-JZH-1UL | |
| Clones IsdB et Hla | Shanghai Jereh Biotechnology Co, Chine | null | |
| Isopropyl nutmeg (adjuvant pharmaceutique) | SEPPIC, France | null | |
| isopropyl- &beta ;-D-1-mercaptogalactopyranoside | fdbio, Chine | FD3278-1 | |
| LB bouillon culture-medium | Beijing AOBOX Biotechnology Co., LTD, Chine | 02-136 | |
| Lampe de physiothérapie parfumée | Guangzhou Runman Medical Equipment Co., Chine | 7600 | |
| Centrifugeuse réfrigérée à basse température | Eppendorf, Allemagne ; | ||
| Malvern NANO ZS | Malvern Instruments Ltd., Royaume-Uni | null | |
| MH(A) moyen | Pékin AOBOX Biotechnology Co., LTD, Chine | 02-051 | |
| MH(B) moyen | Pékin AOBOX Biotechnology Co., LTD, Chine | 02-052 | |
| Micro machine à laver les plaques 405 LSRS | Bio Tek Instruments, Inc Highland ; Park, USA | null | |
| Mini-TBC Compact Film Transfer Instrument | BeiJingDongFangRuiLi Co., LTD, Chine | 1658030 | |
| MMC packing | TOSOH (SHANGHAI)CO., LTD | ||
| MRSA252 | États-Unis, ATCC | null | |
| Nanodrop spectrophotomètre ultraviolet | Thermo Scientific, USA | null | |
| New FlashTM Protein any KD PAGE Kit de gel d’électrophorèse des protéines | DAKEWE, Chine | 8012011 | |
| PBS | biosharp, Chine | null | |
| PCR, Amplifier | Thermal Cycler, États-Unis | nul | |
| pG-target gene recombinant plasmide | Shanghai Jereh Biotechnology Co, Chine | B3528G | |
| Acide phosphotungstique | G-CLONE, Chine | CS1231-25g | |
| pipette | Eppendorf, Allemagne ; | ||
| huile de ricin polyoxyéthylée (adjuvant pharmaceutique) | Aladdin, Chine | K400327-1kg | |
| Anticorps primaire | Laboratoire fait maison :à partir de souris immunisées avec un sérum nul | la référence 11 pour plus de détails | |
| propylène glycol (adjuvant pharmaceutique) | Sigma-Aldrich, USA | P4347-500ML | |
| Protein Marker | Thermo Scientufuc, USA | 26616 | |
| PVDF MEMBRANE DE TRANSFERT | Invitrogen, USA | 88518 | |
| Microscope électronique à balayage | JEOL, Japon | JSM-IT800 | |
| Pentobarbital de sodium | Merck, Allemagne | Tc-P8411 | |
| Talos L120C TEM | Thermo Fisher, USA | null | |
| TMB solution de couleur | TIAN GEN, Chine | PA107-01 | |
| Kits de tortues | Xiamen Bioendo Technology Co., LTD | ES80545 | |
| Tween-20 | Macklin, Chine | 9005-64-5 |
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