O presente protocolo prepara e avalia as propriedades físicas, a resposta imune e o efeito protetor in vivo de uma nova vacina adjuvante em nanoemulsão.
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Artigo de método
O presente protocolo prepara e avalia as propriedades físicas, a resposta imune e o efeito protetor in vivo de uma nova vacina adjuvante em nanoemulsão.
As vacinas adjuvantes em nanoemulsão têm atraído grande atenção devido ao seu pequeno tamanho de partículas, alta estabilidade térmica e capacidade de induzir respostas validamente imunes. No entanto, o estabelecimento de uma série de protocolos abrangentes para avaliar a resposta imune de uma nova vacina adjuvante em nanoemulsão é vital. Portanto, este artigo apresenta um procedimento rigoroso para determinar as características físico-químicas de uma vacina (por microscopia eletrônica de transmissão [MET], microscopia de força atômica [AFM] e espalhamento dinâmico de luz [DLS]), a estabilidade do antígeno e do sistema vacinal (por um teste de centrífuga de alta velocidade, um teste de estabilidade termodinâmica, SDS-PAGE e western blot) e a resposta imune específica (IgG1, IgG2a e IgG2b). Usando essa abordagem, os pesquisadores podem avaliar com precisão o efeito protetor de uma nova vacina adjuvante de nanoemulsão em um modelo de camundongo MRSA252 letal. Com esses protocolos, pode-se identificar o adjuvante vacinal em nanoemulsão mais promissor em termos de potencial adjuvante efetivo. Além disso, os métodos podem ajudar a otimizar novas vacinas para desenvolvimento futuro.
Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) é um patógeno oportunista com uma das mais altas taxas de infecção em enfermarias de unidade de terapia intensiva (UTI)1, departamentos de cardiologia e departamentos de queimados em todo o mundo. MRSA apresenta altas taxas de infecção, mortalidade e ampla resistência a drogas, apresentando grandes dificuldades no tratamento clínico2. Na Lista Global Prioritária de Bactérias Resistentes a Antibióticos divulgada pela Organização Mundial da Saúde (OMS) em 2017, o MRSA foi listado na categoria3 mais crítica. Uma vacina contra a infecção por MRSA é, portanto, urgentemente necessária.
O adjuvante de alumínio é utilizado há muito tempo, e o mecanismo auxiliar do adjuvante é relativamente claro, seguro, eficaz e bem tolerado4. Os adjuvantes de alumínio são atualmente um tipo de adjuvante amplamente utilizado. Acredita-se que antígenos adsorvidos em partículas de sal de alumínio possam melhorar a estabilidade e aumentar a capacidade do local de injeção de captar antígenos, proporcionando boa absorção e liberação lenta5. Atualmente, a principal desvantagem dos adjuvantes de alumínio é que eles não têm efeito adjuvante ou exibem apenas um fraco efeito adjuvante sobre alguns antígenos candidatos à vacina6. Além disso, adjuvantes de alumínio induzem reações de hipersensibilidade mediadas por IgE5. Portanto, é necessário desenvolver novos adjuvantes para estimular uma resposta imune mais forte.
Os adjuvantes em nanoemulsão são sistemas de dispersão coloidal compostos por óleo, água, surfactantes e cosurfactantes7. Além disso, os adjuvantes são termodinamicamente estáveis e isotrópicos, podem ser autoclavados ou estabilizados por centrifugação de alta velocidade e podem ser formados espontaneamente sob condições leves de preparação. Vários adjuvantes de emulsão (como MF59, NB001-002 series, AS01-04 series, etc.) estão atualmente no mercado ou em fase de pesquisa clínica, mas seus tamanhos de partículas são superiores a 160 nm8. Portanto, as vantagens das preparações medicinais em nanoescala (1-100 nm) (ou seja, grande área de superfície específica, tamanho de partícula pequeno, efeito de superfície, alta energia de superfície, efeito de tamanho pequeno e efeito de tunelamento macroquântico) não podem ser totalmente exploradas. No presente protocolo, um novo adjuvante baseado na tecnologia de nanoemulsão com um tamanho de diâmetro de 1-100 nm foi relatado como exibindo boa atividade adjuvante9. Testamos a proteína de antígeno vacinal de subunidade de recombinação HI (α-hemolisina mutante [Hla] e fator determinante de superfície do íon Fe B [IsdB] subunidade N2 proteína de fusão de fragmento ativo); Uma série de procedimentos foi estabelecida para examinar as propriedades físicas e a estabilidade, avaliar sua resposta específica de anticorpos após administração intramuscular e testar o efeito protetor da vacina usando um modelo de infecção sistêmica em camundongos.
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Os experimentos com animais foram conduzidos com base no manual de uso e cuidados com animais de experimentação e foram aprovados pelo Comitê de Ética e Bem-Estar Animal de Laboratório da Terceira Universidade Militar de Medicina. Camundongos Balb/c fêmeas, com 6-8 semanas de idade, foram utilizados para o presente estudo. Os animais foram obtidos de fontes comerciais (ver Tabela de Materiais).
1. Preparação da proteína do antígeno MRSA HI
2. Preparação da vacina em nanoemulsão
3. Caracterização física e estabilidade da vacina adjuvante em nanoemulsão
4. Avaliação da resposta imune de anticorpos a essa vacina após administração intramuscular
NOTA: Os camundongos foram imunizados por injeção intramuscular da vacina de nanoemulsão após um relatório publicado11. Os camundongos receberam PBS como controle negativo. Após 1 semana de término de três imunizações, o soro foi coletado dos camundongos11. Os níveis séricos de IgG e as subclasses de IgG1, IgG2a e IgG2b foram determinados quantitativamente por ensaio imunoenzimático (ELISA).
5. Avaliação dos efeitos in vivo das novas vacinas adjuvantes
NOTA: O efeito protetor desta vacina de nanoemulsão foi avaliado em um modelo de camundongo letal MRSA252 obtido comercialmente (ver Tabela de Materiais). De acordo com os resultados anteriores do nosso grupo de pesquisa14, 1 x10 8 unidades formadoras de colônias (UFC)/camundongo é a melhor dose para avaliar o efeito protetor do modelo letal de infecção bacteriana MRSA252.
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Avaliou-se o protocolo de preparação da vacina adjuvante em nanoemulsão e os testes in vitro e in vivo desta vacina. MET, AFM e DLS foram usados para determinar as características importantes do potencial zeta e do tamanho de partícula na superfície desta amostra (Figura 1). SDS-PAGE e western blotting mostraram que a quantidade de antígeno no precipitado e sobrenadante não se degradou significativamente após a centrifugação, o que indicou que a vacina estava estruturalment...
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A IsdB, uma proteína de superfície bacteriana ancorada na parede celular e regulada pelo ferro, desempenha um papel importante no processo de obtenção do ferro heme15. A Hla, toxina alfa, está entre as toxinas bacterianas mais eficazes conhecidas em MRSA, podendo formar poros em células eucarióticas e interferir na adesão e nas células epiteliais16. Em nosso estudo, uma nova proteína antigênica (HI) de MRSA de recombinação foi construída e expressa com tec...
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Os autores declaram não haver conflitos de interesse neste trabalho.
Esta pesquisa foi apoiada pelo No. 2021YFC2302603 do Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento da China, No. 32070924 e 32000651 do NSFC, e No. 2019jcyjA-msxmx0159 do Programa de Projeto da Fundação de Ciências Naturais de Chongqing.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 5424-Centrífuga pequena de alta velocidadeFA-45-24-11 | Eppendorf, Alemanha | ||
| placas de 96 poços | Corning Incorporated, EUA | CLS3922 | |
| AFM Dimension FastScan | BRUKER, Alemanha | ||
| Lâmpada de álcool | Shenzhen Yibaxun Technology Co.,China | YBS-AA-11408 | |
| Camundongos Balb/c | Beijing HFK Bioscience Co. Ltd. | ||
| BCIP / NBT | Fuzhou Maixin Biotechnology Development Company, China | BCIP / NBT | |
| Bio-Rad 6.0 | Bio-Rad Laboratories Incorporated Limited Co., CA, EUA | null | |
| BL21 Célula competente | Merck millipore, Alemanha | 70232-3CN | |
| BSA-100G | Sigma-Aldrich, EUA | B2064-100G | |
| Centrífuga 5810 R | Eppendorf, Alemanha | ||
| Coomassie azul brilhante G-250 solução de coloração | MIKX, China | DB236 | |
| Solução de descoloração | BOSTER, China | AR0163-2 | |
| Eletro-aquecimento cultivador de temperatura permanente HH-B11-420 | Shanghai Yuejin Medical Device Factory, China | null | |
| Aparelho de eletroforese | Beijing Liuyi Instrument Factory, China | Imagem Tanon, | |
| nulo | GST | ||
| Mei5bio da resina GST Mei5bio | da glutationa-sepharose | resina | |
| 2SO4 | Chengdu KESHI Chemical Co., LTD, China | 7664-93-9 | |
| Proteína recombinante HI | Terceira Universidade Médica Militar, China | 110-27-0 | |
| HRP - Cabra Anti-rato IgG | Biodragon, China | BF03001 | |
| HRP- Cabra anti-rato IgG1 | Biodragon, China | BF03002R | |
| HRP- Cabra anti-rato IgG2a | Biodragon, China | BF03003R | |
| HRP- Cabra anti-rato IgG2b | Biodragon, China | BF03004R | |
| Inoculação loop | Haimen Feiyue Co., LTD, China | YR-JZH-1UL | |
| Co. de Shanghai Jereh de | IsdB e de Hla | isopropílica nula | |
| de China (adjuvante farmacêutico) | SEPPIC, France | isopropil nulo | |
| - β-D-1-mercaptogalactopyranoside | fdbio, biotecnologia | FD3278-1 | |
| LTD, China | 02-136 | ||
| Lâmpada de fisioterapia refrigerada | Guangzhou Runman Medical Equipment Co., China | 7600 | |
| Centrífuga refrigerada de baixa temperatura | Eppendorf, Alemanha | ||
| Malvern NANO ZS | Malvern Instruments Ltd., UK | null | |
| MH(A) medium | Beijing AOBOX Biotechnology Co., LTD,China | 02-051 | |
| MH(B) medium | Beijing AOBOX Biotechnology Co., LTD,China | 02-052 | |
| Micro máquina de lavar chapas 405 LSRS | Bio Tek Instruments,Inc Highland Parque, EUA | nulo | |
| Mini-TBC Compact Film Transfer Instrument | BeiJingDongFangRuiLi Co., LTD, China | 1658030 | |
| embalagem | MMC TOSOH (SHANGHAI) CO., LTD | ||
| MRSA252 | EUA, ATCC | null | |
| Nanodrop espectrofotômetro ultravioleta | Thermo Scientific, EUA | null | |
| New FlashTM Protein qualquer KD PAGE Jogo DAKEWE do gel da eletroforese da proteína | , China | 8012011 | |
| PBS | biosharp, PCR | nulo | |
| do amplificador | do | ||
| gene do pGEX-alvo | Biotecnologia Co de Shanghai Jereh, G-CLONE | B3528G | |
| , | de China CS1231-25g | ||
| Eppendorf, Alemanha | |||
| óleo de rícino polioxietilado (adjuvante farmacêutico) | Aladdin, China | K400327-1kg | |
| Anticorpo primário | Caseiro em laboratório:de camundongos imunizados com soro positivo | nulo | Consulte a Referência 11 para obter detalhes |
| propilenoglicol (adjuvante farmacêutico) | Sigma-Aldrich, EUA | Marcador de proteína P4347-500ML | |
| Thermo Scientufuc, EUA | 26616 | ||
| MEMBRANA DE TRANSFERÊNCIA DE PVDF | Invitrogen, EUA | 88518 | |
| Microscópio Eletrônico de Varredura | JEOL, Japão | JSM-IT800 | |
| Pentobarbital de sódio | Merck, Alemanha | Tc-P8411 | |
| Talos L120C TEM | Thermo Fisher, EUA | solução de cor TMB NULA | |
| TIAN GEN, China | PA107-01 | ||
| Kits de tartaruga | Xiamen Bioendo Technology Co., LTD | ES80545 | |
| Tween-20 | Macklin, China | 9005-64-5 |
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