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Artigo de método

Medindo os níveis de imunoglobulina G contra uma vacina de teste em um soro de camundongo

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8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

Fonte: Zeng, X. et al., Avaliando a resposta imune de uma vacina adjuvante de nanoemulsão contra a infecção por Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA).J. Vis. Exp.(2023)

Este vídeo demonstra um método para avaliar a resposta imune de anticorpos a uma nova vacina adjuvante de nanoemulsão em camundongos pré-imunizados. A imunização aumenta a resposta de anticorpos, conforme confirmado pela determinação dos títulos de anticorpos IgG.

Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo modelos animais foram revisados pelo comitê institucional local de cuidados com animais e pelo conselho de revisão veterinária JoVE.

1. Preparação da proteína do antígeno MRSA HI

  1. Obter clones do fator B determinante da superfície do íon Fe (IsdB) e do mutante α-hemolisina (Hla) de fontes comerciais (ver Tabela de Materiais), realizar amplificação da reação em cadeia da polimerase (PCR) para amplificar os genes IsdB e Hla e ligar seus produtos ao plasmídeo PGEX-6P-2 (obtido comercialmente; ver Tabela de Materiais). Tela com o vetor Xl/cepa azul de Escherichia coli.
  2. Transforme o clone positivo em células competentes para E. coli BL21 (ver Tabela de Materiais) e amplifique com cultura de tubarão.
  3. Expressar o antigénio e isolar após indução com kits de isolados de isopropil-β-D-1-mercaptogalactopiranosídeo e cromatografia multimodal (MMC) (ver Tabela de Materiais).
  4. Caracterize a proteína do antígeno e purifique-a com um purificador de automação total.
    1. Proteínas marcadas com gutationa S-transferase (GST) de purificação de afinidade de lisados limpos usando uma resina de cromatografia de afinidade disponível comercialmente (ver Tabela de Materiais).
    2. Purificar as proteínas recombinantes por isopropil-β-D-1-mercaptogalactopiranosídeo e cromatografia multimodal (MMC).
    3. Remova a endotoxina pelo método de separação de fases Triton X-114. Resumidamente, misture 1% de Triton X-114 com eluato de proteína recombinante a 0 ° C por 5 min para garantir uma solução homogênea e incube a 37 ° C por 5 min para permitir a formação de duas fases.
  5. Use o método de teste de endotoxina bacteriana com kits Turtle (consulte a Tabela de Materiais) para detectar a concentração de endotoxina. A endotoxina para antígeno proteico é de 0,06 UE/μg, inferior ao padrão internacional (1,5 UE/μg).
    1. Realize um teste de interferência para eliminar a possível influência do produto em teste na detecção de endotoxinas.
      nota: De acordo com o Apêndice 2020 da farmacopeia chinesa, o teor de endotoxina deve ser inferior a 5 UE/dose. A sensibilidade do lisado de Limulus (λ0,25 UE/mL) e a razão de diluição efetiva máxima de 33,3 foram calculadas com base na diluição máxima válida, MVD = cL/λ, em que L é o valor-limite de endotoxina bacteriana para o artigo de ensaio, c é a concentração da solução do artigo de ensaio e quando L é expresso em UE/m, c é igual a 1,0 mg/mL. λ é a sensibilidade marcada (EU/mL) do reagente do caranguejo-ferradura no método do gel.
  6. Recombinar o antígeno (48 kDa, determinado por eletroforese em gel de poliacrilamida dodecil sulfato de sódio a 12% [SDS-PAGE]) a 1,5 mg/mL em água estéril sem endotoxina ou solução salina tamponada com fosfato (PBS) (método de diclorato de sódio).
    NOTA: O tempo de pico da proteína foi de 13,843 min, a pureza foi de 99,4% (método de cromatografia líquida de alta eficiência) e a proteína foi armazenada a -70 °C. O DNA genômico extraído da cepa de S. aureus MRSA252 (ver Tabela de Materiais) foi usado como modelo de PCR. O gene IsdB foi amplificado usando o primer direto 59-CGCGGATCCATGAATGGCGAAGCAAAAGCAG
    C-39 e o primer reverso 59-TTTTCCTTTTGCGG
    CCGCCTATGTCATATCTTTATTAGATTCTTC-39.
    O gene Hla foi amplificado usando o primer direto PHLAF (GCGGATCCGATTCTGATATTAATATTAAAACC) e o primer reverso PHLAR (TAAGCGGCCGCTTATCAATTTGTCATTTCTTC).

2. Preparação da vacina contra nanoemulsões

  1. De acordo com a proporção de massa de 1:6:3 (p/p), adicione três tipos de excipientes em sequência (miristato de isopropil, óleo de rícino de polioxietileno e propilenoglicol; ver Tabela de Materiais) à solução de proteína de antígeno HI (10 mg/mL) e mexa bem. Em seguida, adicione água pura gradualmente esterilizada até atingir um volume final de 10 mL e agite a 500 rpm e 25 °C por aproximadamente 20 min.
    nota: A nanoemulsão preparada neste protocolo tem um volume de 10 mL, e as massas dos três excipientes são de 0,34 g, 2 g e 1 g, respectivamente. A solução de proteína aqui é a solução de trabalho, 10 vezes a concentração da solução final.
  2. Preparar a vacina adjuvante em nanoemulsão (1 mg/mL de proteína) por métodos de emulsificação de baixa energia para obter uma solução líquida límpida e transparente.
    nota: A nanoemulsão em branco (BNE) foi preparada por métodos semelhantes, exceto que a água foi substituída por HI. O método de emulsificação usual envolve aquecer as fases externa e interna a aproximadamente 80 °C para emulsificação e, em seguida, agitá-las e resfriá-las gradualmente. Nesse processo, uma grande quantidade de energia é consumida e, finalmente, a emulsão é obtida.

3. Caracterização física e estabilidade da vacina adjuvante em nanoemulsão

  1. Tamanho de partícula, potencial zeta e caracterização do índice de dispersão do polímero (PDI).
    1. Prepare 100 μL da vacina adjuvante de nanoemulsão e dilua 50 vezes com água para injeção. Adicione 2 mL de amostra para detecção.
    2. Observe os tamanhos das partículas, potencial zeta e PDI a 25 ° C usando um Nano Zetasizer (ZS; consulte a Tabela de Materiais).
  2. Microscopia eletrônica de transmissão (MET)
    1. Dilua 10 μL de vacina de nanoemulsão 50 vezes com água, coloque em uma grade de cobre de 100 malhas revestida de carbono e core com ácido fosfotúngstico a 1% (consulte a Tabela de Materiais) por 5 min em temperatura ambiente.
    2. Remova o excesso de solução de ácido fosfotúngstico com papel de filtro.
    3. Observe a morfologia em um microscópio eletrônico de transmissão (ver Tabela de Materiais). Examine se os produtos acabados são quase estáveis e circulares dentro do campo de visão do microscópio eletrônico e se eles exibem boa dispersão.
  3. Microscopia eletrônica de varredura (MEV)
    1. Diluir 50 μL da vacina adjuvante de nanoemulsão com água, colocar 10 μL de amostras pré-diluídas em uma pastilha de silício e colocá-las em uma incubadora controlada por termostato a 37 °C por 24 h.
    2. Pulverize a platina preparada no silício por 40 s e deixe esfriar até a temperatura ambiente.
    3. Observe as propriedades morfológicas das amostras preparadas em um microscópio eletrônico de varredura de alta resolução (ver Tabela de Materiais). Determine se as amostras são quase estáveis, esféricas e bem dispersas dentro do campo de visão sob o microscópio eletrônico.
  4. Estabilidade morfológica
    1. Coloque 1 mL de amostras de vacina de nanoemulsão em tubos de microcentrífuga e avalie a estabilidade das amostras frescas centrifugando por 30 min a 13.000 x g à temperatura ambiente (25 ° C).
    2. Observar o aspecto destas amostras frescas e, em seguida, efectuar um ensaio de estabilidade termodinâmica de seis ciclos de temperatura (um ciclo: armazenar a 4 °C durante 48 h, 25 °C durante 48 h e 37 °C durante 48 h).
    3. Após a centrifugação, deixe as amostras repousarem por 15 min para determinar se há um efeito Tyndall (se a amostra é clara e transparente sob a luz) e se ocorreu desemulsificação (mostrada por estratificação clara após desemulsificação).
  5. SDS-PAGE e western blot
    1. Agitar as amostras, misturar uma solução de 0,6 mL de etanol absoluto e 0,3 mL de vacina e centrifugar (13.000 x g, 30 min à temperatura ambiente, 25 °C).
    2. Transferir o sobrenadante da solução para um tubo limpo e dissolver o precipitado com 0,3 ml de água. Obter as soluções sobrenadante e precipitada (nanoemulsão em branco e vacina) após tratamento com etanol absoluto e solução de água destilada e realizar a mesma diluição de 50 vezes.
    3. Misture 2,5 mL de gel de separação A e 2,5 mL de gel de separação B (consulte a Tabela de Materiais), adicione 50 μL de persulfato de amônio a 10% e coloque rapidamente a solução na placa de vidro com uma pipeta. Misture 1 mL de gel concentrado A e 1 mL de gel concentrado B, adicione 20 μL de persulfato de amônio a 10% na placa de vidro, insira um pente de tamanho apropriado e aguarde a solidificação.
    4. Adicione um total de 5 μL de solução tampão de carga de proteína 5x à amostra diluída obtida na etapa 3.5.2 e ferva a amostra por 5 min.
    5. Adicione 10 μL de proteína aquecida ao poço correspondente e adicione 5 μL de marcador de proteína ao poço marcador.
    6. Conecte o eletrodo, ligue o medidor de eletroforese (consulte a Tabela de Materiais) e ajuste a tensão para 300 V. Desligue a energia quando a eletroforese atingir 1 cm de distância da parte inferior da borracha PAGE.
    7. Retire o gel e enxágue com água bidestilada (ddH2O). Adicione a solução de coloração azul brilhante G-250 de Coomassie (consulte a Tabela de Materiais) por 10 min. Despeje a solução de coloração e enxágue o gel duas vezes com a solução e a solução de descoloração disponível comercialmente e leve o gel ao micro-ondas por 1 min. Agite o gel por 10 min e troque repetidamente a solução de descoloração até que o fundo do gel esteja claro. Em seguida, realize imagens de gel (consulte a Tabela de Materiais).
      nota: O western blot foi pré-processado, conforme descrito nas etapas 3.5.1-3.5.6.
    8. Mergulhe três blocos de papel de filtro com um tampão de transferência de eletroforese. Mergulhe a membrana de fluoreto de polivinilideno (PVDF) em metanol por 30 s e transfira com um instrumento de transferência de gel semi-seco (duas camadas de papel de filtro, membrana de PVDF, gel de eletroforese e uma camada de papel de filtro). Use uma tensão de 23 V para transferir a membrana por 23 min.
    9. Remova a membrana de PVDF e lave uma vez com solução salina tamponada com tris
    10. Coloque a membrana de PVDF em solução de vedação (solução de leite em pó desnatado a 5%) e sele durante a noite a 4 °C.
    11. Remova a membrana de PVDF e lave três vezes com TBST ou 10 min cada.
    12. Incubar com o anticorpo primário (de camundongos imunizados com soro positivo). Diluir o anticorpo primário (ver Tabela de Materiais) a ser testado 500 vezes (100 vezes) com TBST. Colocar a membrana de PVDF bloqueada no anticorpo primário e incubar a 37 °C durante 1 h.
    13. Remova a membrana de PVDF e lave três vezes com TBST por 10 min cada.
    14. Incubar com o anticorpo secundário (ver Tabela de Materiais). Dilua o anticorpo secundário anti-camundongo de cabra marcado com fosfatase alcalina (AP) 5.000 vezes com TBST. Colocar a membrana de PVDF no anticorpo secundário e incubar a 37 °C durante 40 min.
    15. Remova a membrana de PVDF e lave quatro vezes com TBST por 10 min cada.
    16. Mergulhe as membranas de PVDF em uma mistura (apenas o suficiente para embeber a membrana) do substrato AP nitro blue tetrazole (NBT) e BCIP (sal de p-toluidina 5-bromo-4-cloro-3'-indolilifosfato) (consulte a Tabela de Materiais) para coloração. Um resultado positivo é purple.
      NOTA: Os resultados devem ser uma faixa roxa clara e a tira de amostra e o peso molecular do antígeno devem estar na mesma posição rotulada.

4. Avaliação da resposta imune de anticorpos a esta vacina após administração intramuscular

NOTA: Os camundongos foram imunizados por injeção intramuscular da vacina de nanoemulsão após um relatório publicado. Os camundongos receberam PBS como controle negativo. À 1 semana após a conclusão de três imunizações, o soro foi coletado dos camundongos. Os níveis séricos de IgG e as subclasses de IgG1, IgG2a e IgG2b foram determinados quantitativamente por ensaio imunoenzimático (ELISA).

  1. Revestimento de antígeno: Dilua o antígeno da proteína HI a 10 μg/mL com solução de revestimento e adicione à placa ELISA a 100 μL/poço. Incubar a 4 °C durante a noite.
    nota: A solução de revestimento é preparada dissolvendo 1,6 g de carbonato de sódio anidro e 2,9 g de bicarbonato de sódio em 1 L de água deionizada.
  2. Selagem: Lave a placa (três ciclos, cada ciclo 300 μL). Adicione 300 μL da solução de vedação a cada poço e sele os poços por 2 h a 37 °C.
    nota: A solução de vedação é preparada pela adição de Tween-20 e albumina de soro bovino (BSA) ao PBS. O conteúdo de BSA na solução PBST é de 1%.
  3. Diluição do soro: Diluir a amostra de soro de camundongos 100 vezes com PBST (pegue 3 μL de soro e adicione a 297 μL de PBST e vórtice) e use 100 μL para cada amostra de soro. Diluir o soro positivo e o soro de controle negativo 100 vezes com PBST adicionando 4 μL a 396 μL de PBST e, em seguida, misturando por vórtice.
  4. Diluição de proporção dupla: Adicionar 200 μl do soro experimental diluído acima à primeira fileira da placa ELISA revestida e adicionar 100 μl de PBST a todos os alvéolos, exceto a primeira e a12ª fileiras. Efectuar uma diluição de 1:2 sucessivamente a partir da primeira fila: ajustar a pipeta a 100 μl, transferir 100 μL da primeira fila para a segunda fila e misturar com a pipeta 10 vezes.
  5. Diluir o soro para a linha 11 em proporções múltiplas e descartar 100 μL de líquido.
  6. Adicionar soro negativo e positivo diluído aos alvéolos correspondentes na linha 12, de acordo com o modelo de amostra (ver quadro 1) -100 μL/alvéolo.
  7. Selar as placas ELISA com filme plástico e incubar a 37 °C durante 1 h.
  8. Diluir o anticorpo secundário anti-camundongo IgG-HRP (ver Tabela de Materiais) com PBST a 1:10.000.
  9. Lave a placa (três ciclos, cada ciclo 300 μL). Em seguida, adicione 100 μL do anticorpo secundário diluído a cada poço e incube a placa a 37 ° C por 40 min.
  10. Coloração e terminação: Lave a placa (cinco ciclos, cada ciclo 300 μL). Adicionar solução de coloração de 3,3′,5,5′-tetrametilbenzidina (TMB) (100 μL; ver Tabela de Materiais) a cada alvéolo. Colocar as placas a 37 °C durante 10 min de distância da luz e, em seguida, terminar imediatamente a reacção com 50 μL de 2 M H2SO4.
  11. Detecte o valor da densidade óptica (OD450) por um marcador enzimático (leia o valor OD450 dentro de 15 minutos após a terminação).

Tabela 1: Sequência de pico ELISA e modelo de diluição.

figure-protocol-1

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
5424-Centrífuga de alta velocidade pequenaFA-45-24-11Eppendorf, Alemanha 5424000495
Placas de 96 poçosCorning Incorporated, EUACLS3922
Dimensão FastScan do AFMBRUKER, Alemanha zero
Ratos Balb/c Pequim HFK Bioscience Co., Ltd.
BCIP/NBTFuzhou Maixin Biotecnologia Desenvolvimento Empresa, ChinaBCIP/NBT
Leitor de microplacas Bio-Rad 6.0Bio-Rad Laboratories Incorporated Limited Co., CA, EUAzero
BL21 Célula CompetenteMerck millipore, Alemanha70232-3CN
BSA-100GSigma-Aldrich, EUAB2064-100G
Centrífuga 5810 REppendorf, Alemanha 5811000398
Solução de coloração Coomassie azul brilhante G-250MIKX, ChinaDB236
Solução de descoloraçãoBOSTER, ChinaAR0163-2
Cultivador de temperatura estacionária com eletroaquecimento HH-B11-420Fábrica de dispositivos médicos Shanghai Yuejin, Chinazero
Aparelho de eletroforeseFábrica de instrumentos de Pequim Liuyi, ChinaDYCZ-25D
Imagem em gelTanon, EUAzero
Resina de glutationa-sepharose GSTMei5bio, Chinaresina para cromatografia de afinidade
H2SO4Chengdu KESHI Chemical Co., LTD, ChinaRolamento 7664-93-9
Proteína recombinante HITerceira Universidade Médica Militar, China110-27-0
HRP -IgG anti-rato de cabraBiodragon, ChinaBF03001
HRP- Cabra anti-rato IgG1Biodragon, ChinaBF03002R
HRP- Cabra anti-rato IgG2aBiodragon, ChinaBF03003R
HRP- Cabra anti-rato IgG2bBiodragon, ChinaBF03004R
Circuito de inoculaçãoHaimen Feiyue Co., LTD, ChinaYR-JZH-1UL
Clones de IsdB e HlaXangai Jereh Biotecnologia Co, Chinazero
Noz-moscada isopropílica (adjuvante farmacêutico)SEPPIC, Françazero
β-D-1-mercaptogalactopiranosídeo isopropilofdbio, ChinaRolamento FD3278-1
LB caldo de caldo de cultura - meioPequim AOBOX Biotecnologia Co., LTD, China02-136
Centrífuga refrigerada de baixa temperaturaEppendorf, Alemanha zero
Malvern NANO ZSMalvern Instruments Ltd., Reino Unidozero
Máquina de lavar micro placas 405 LSRSBio Tek Instruments, Inc Highland Park, EUAzero
Instrumento de transferência de filme compacto Mini-TBCBeiJingDongFangRuiLi Co., LTD, China1658030
Embalagem MMCTOSOH (SHANGHAI) CO., LTDRolamento 22818
MRSA252EUA, ATCCzero
Espectrofotômetro ultravioleta NanodropThermo Scientific, EUAzero
Novo kit de gel de eletroforese de proteína FlashTM any KD PAGEDAKEWE, China8012011
Pbsbiosharp, Chinazero
PCR, amplificadorTermociclador, EUAzero
plasmídeo recombinante do gene alvo pGEXXangai Jereh Biotecnologia Co, ChinaB3528G
Ácido fosfotúngsticoG-CLONE, ChinaCS1231-25G
pipetaEppendorf, Alemanha 3120000844
Óleo de rícino polioxietilado (adjuvante farmacêutico)Aladdin, ChinaK400327-1kg
Anticorpo primárioCaseiro em laboratório:de camundongos imunizados com soro positivozeroConsulte a Referência 11 para obter detalhes
Propilenoglicol (adjuvante farmacêutico)Sigma-Aldrich, EUAPág. 4347-500ML
Marcador de proteínaThermo Scientufuc, EUARolamento 26616
Membrana de transferência de PVDFInvitrogen, EUARolamento 88518
Microscópio Eletrônico de VarreduraJEOL, JapãoJSM-IT800
Talos L120C TEMThermo Fisher, EUAzero
Solução de cor TMBTIAN GEN, ChinaPA107-01
Kits de tartarugaTecnologia Co. de Xiamen Bioendo, LTDES80545
Interpolação-20Macklin, China9005-64-5

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