ساخت و ارزیابی یک سازه‌ی DNA بیان‌کننده‌ی پروتئین Core ویروس هپاتیت C متصل به آنتی‌ژن S ویروس هپاتیت B به عنوان یک کاندید واکسن

نوع مقاله : Original Article(s)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه بیوتکنولوژی دارویی، انستیتو پاستور ایران، تهران، ایران

2 استادیار، بخش هپاتیت و ایدز، انستیتو پاستور ایران، تهران، ایران

3 استادیار، مرکز تحقیقات بیماری‌های ارثی کودکان، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان و بخش تحقیقات BCG، مجتمع تولیدی و تحقیقاتی انستیتو پاستور ایران، تهران، ایران

4 دانشیار، گروه ویروس‌شناسی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

5 کارشناس ارشد، بخش هپاتیت و ایدز، انستیتو پاستور، تهران، ایران

6 دانشیار، بخش ویروس‌شناسی، انستیتو پاستور ایران، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: با وجود این که ویروس هپاتیت C (Hepatitis C virus یا HCV) یکی از عوامل مهم ایجاد‌کننده‌ی بیماری‌های مزمن کبدی می‌باشد، هنوز واکسن مناسبی برای آن تهیه نشده است. هدف از این مطالعه، ساخت یک سازه‌ی بیان‌کننده‌ی توالیCore (aa: 1-122)  ویروس هپاتیت C متصل به آنتی‌ژن S ویروس هپاتیت B (HBsAg یا Hepatitis B surface antigen) و تأیید بیان آن در سلول‌های یوکاریوتی بود.روش‌ها: در ابتدا توالی Core این ویروس با استفاده از پرایمرهای دارای جایگاه برش آنزیمی BamHI/EcoRV از روی وکتور pIVEX2.4a حاوی این ژن تکثیر شد و در وکتور pCDNA3.1 حاوی HBsAg خطی‌شده با آنزیم‌های مذکور کلون گردید. ارزیابی و تأیید ساختار نوترکیب به وسیله‌ی برش آنزیم‌های محدودکننده و در  نهایت تعیین توالی صورت گرفت. پلاسمید ساخته‌شده‌ی نهایی (pCHCORE) در رده‌ی سلولی HEK293T ترانسفکت شد و ارزیابی نهایی بیان توسط تست Western blot بر روی سلول‌های HEK293T ترانسفکت‌ شده به وسیله‌ی آنتی‌بادی پلی‌کلونال آنتی HBsAg موشی انجام شد.یافته‌ها: توالی ژن (122-1)Core  ویروس هپاتیت C با موفقیت تکثیر گردید و نتایج ارزیابی، برش آنزیمی و تعیین توالی تأییدکننده‌ی صحت ساختار نوترکیب pCHCORE و کلونینگ انجام ‌شده بود. نتیجه‌ی Western blot بیانگر انتقال موفق پلاسمید و بیان ژن هدف در سلول‌های یوکاریوتی بود.نتیجه‌گیری: با توجه به ساخت و بیان موفقیت‌آمیز ساختار HBS-core در سلول‌های یوکاریوتی و به دلیل احتمال افزایش پاسخ‌های ایمنی توسط آنتی‌ژن HBS به صورت فیوژن با پروتئین Core (بر اساس تحقیقات قبلی)، سازه‌ی بیانی حاوی ژن Core ویروس هپاتیت C متصل ‌شده به این آنتی‌ژن، ممکن است باعث القای بیشتر پاسخ‌های ایمنی علیه پروتئین Core شود و بتواند به عنوان واکسن مؤثر به منظور کنترل عفونت HCV به کار رود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Construction and Evaluation of DNA Vaccine Encoding Fusion Protein of Hepatitis C Virus Core Protein and Hepatitis B Surface Antigen as a Vaccine Candidate

نویسندگان [English]

  • Maryam Yazdanian 1
  • Arash Memarnejadian 2
  • Hossein Khanahmad Shahreza 3
  • Hoorieh Soleimanjahi 4
  • Fatemeh Motevali 5
  • Farzin Roohvand 6
1 PhD Student, Department of Pharmaceutical Chemistry, Pasteur Institute of Iran, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Hepatitis and AIDS, Pasteur institute of Iran, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Pediatric Inherited Diseases Research Center, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan AND BCG Research Center, Department of Research and Production, Pasteur Institute of Iran, Tehran, Iran
4 Associate Professor, Department of Virology, School of Medicine, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
5 Department of Hepatitis and AIDS, Pasteur institute of Iran, Tehran, Iran
6 Associate Professor, Department of Virology, Pasteur Institute of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background: While hepatitis C virus (HCV) is the major cause of acute and chronic hepatitis, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma worldwide, no vaccine against this infection has been proved to date. Cellular immune responses play an important role for eradicating persistent viral infections. Among different vaccine strategies, the use of DNA vaccine has been shown to be a promising approach for enhancing cellular immune responses. In spite of their advantages, DNA-based vaccines might induce weaker antibody and cytotoxic T-lymphocyte responses compared to protein immunization. To overcome this obstacle, several methods such as different immunization regimens, fusion of particle forming units [like hepatitis B surface antigen (HBsAg)] and co-expressing cytokines have been tested. The aim of this study was to design, construct, and evaluate an HBsAg-fused core-based DNA vaccine against HCV infection.Methods: The HCV core gene was amplified by polymerase chain reaction (PCR) and cloned in BamHI/EcoRV sites of pcDNA3.1 containing HBsAg. The constructed plasmid (pCHCORE) was analyzed by restriction enzyme and sequencing analyses and evaluated for the protein expression in HEK293T cell line by western blot analysis with anti-HBsAg polyclonal antibody.Findings: The correctness of the constructed DNA vaccine was shown by restriction enzyme analysis and sequencing.  Western blotting results confirmed the expression of HBsAg-HCV fusion protein with an expected molecular weight in HEK239T cell line.Conclusion: In accordance with previous studies, the constructed vector (pCHCORE) compromising the fusion of HBsAg to HCV core in pCDNA3 plasmid might be used as a HCV DNA vaccine (due to proper expression in cell lines) to induce augmented cellular immune responses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hepatitis C virus
  • H C virus core protein
  • DNA vaccine
  • Hepatitis B surface antigen
  • Cytotoxic T-cell response

مراجع

  1. Lavanchy D. Evolving epidemiology of hepatitis C virus. Clin Microbiol Infect 2011; 17(2): 107-15.
  2. Cornberg M, Razavi HA, Alberti A, Bernasconi E, Buti M, Cooper C, et al. A systematic review of hepatitis C virus epidemiology in Europe, Canada and Israel. Liver Int 2011; 31(Suppl 2): 30-60.
  3. Vezali E, Aghemo A, Colombo M. A review of the treatment of chronic hepatitis C virus infection in cirrhosis. Clin Ther 2010; 32(13): 2117-38.
  4. Roohvand F, Kossari N. Advances in hepatitis C virus vaccines, part two: advances in hepatitis C virus vaccine formulations and modalities. Expert Opin Ther Pat 2012; 22(4): 391-415.
  5. Roohvand F, Kossari N. Advances in hepatitis C virus vaccines, Part one: Advances in basic knowledge for hepatitis C virus vaccine design. Expert Opin Ther Pat 2011; 21(12): 1811-30.
  6. Irshad M, Ansari MA, Singh A, Nag P, Raghvendra L, Singh S, et al. HCV-genotypes: a review on their origin, global status, assay system, pathogenecity and response to treatment. Hepatogastroenterology 2010; 57(104): 1529-38.
  7. Joyce MA, Tyrrell DL. The cell biology of hepatitis C virus. Microbes Infect 2010; 12(4): 263-71.
  8. Ip PP, Nijman HW, Wilschut J, Daemen T. Therapeutic vaccination against chronic hepatitis C virus infection. Antiviral Res 2012; 96(1): 36-50.
  9. Grebely J, Matthews GV, Dore GJ. Treatment of acute HCV infection. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2011; 8(5): 265-74.
  10. Khaliq S, Jahan S, Pervaiz A. Sequence variability of HCV Core region: important predictors of HCV induced pathogenesis and viral production. Infect Genet Evol 2011; 11(3): 543-56.
  11. Jahan S, Ashfaq UA, Khaliq S, Samreen B, Afzal N. Dual behavior of HCV Core gene in regulation of apoptosis is important in progression of HCC. Infect Genet Evol 2012; 12(2): 236-9.
  12. Roohvand F, Aghasadeghi MR, Sadat SM, Budkowska A, Khabiri AR. HCV core protein immunization with Montanide/CpG elicits strong Th1/Th2 and long-lived CTL responses. Biochem Biophys Res Commun 2007; 354(3): 641-9.
  13. Ullah S, Shah MAA, Riaz N. Recent advances in development of DNA vaccines against hepatitis C virus. Indian Journal of Virology 2012; 23(3): 25-260.
  14. Feinstone SM, Hu DJ, Major ME. Prospects for prophylactic and therapeutic vaccines against hepatitis C virus. Clin Infect Dis 2012; 55(Suppl 1): S25-S32.
  15. Chen D, Edgtton K, Gould A, Guo H, Mather M, Haigh O, et al. HBsAg-vectored vaccines simultaneously deliver CTL responses to protective epitopes from multiple viral pathogens. Virology 2010; 398(1): 68-78.
  16. Olkhanud PB, Mughal M, Ayukawa K, Malchinkhuu E, Bodogai M, Feldman N, et al. DNA immunization with HBsAg-based particles expressing a B cell epitope of amyloid beta-peptide attenuates disease progression and prolongs survival in a mouse model of Alzheimer's disease. Vaccine 2012; 30(9): 1650-8.
  17. Wang Y, Li DA, Hey Y, Wang F, Guo YJ, Yang F, et al. Proteomic analysis of augmented immune responses in mouse by prime-and-boost immunization strategy with DNA vaccine coding HBsAg and rHBsAg protein. Vaccine 2007; 25(48): 8146-53.
  18. Memarnejadian A, Roohvand F. Fusion of HBsAg and prime/boosting augment Th1 and CTL responses to HCV polytope DNA vaccine. Cell Immunol 2010; 261(2): 93-8.
  19. Memarnejadian A, Roohvand F, Arashkia A, Rafati S, Shokrgozar MA. Polytope DNA vaccine development against hepatitis C virus: a streamlined approach from in silico design to in vitro and primary in vivo analyses in BALB/c mice. Protein Pept Lett 2009; 16(7): 842-50.
  20. Geissler M, Tokushige K, Wakita T, Zurawski VR, Jr., Wands JR. Differential cellular and humoral immune responses to HCV core and HBV envelope proteins after genetic immunizations using chimeric constructs. Vaccine 1998; 16(8): 857-67.
  21. Liao G, Wang Y, Chang J, Bian T, Tan W, Sun M, et al. Hepatitis B virus precore protein augments genetic immunizations of the truncated hepatitis C virus core in BALB/c mice. Hepatology 2008; 47(1): 25-34.
  22. Maillard P, Lavergne JP, Siberil S, Faure G, Roohvand F, Petres S, et al. Fcgamma receptor-like activity of hepatitis C virus core protein. J Biol Chem 2004; 279(4): 2430-7.
  23. Arashkia A, Roohvand F, Memarnejadian A, Aghasadeghi MR, Rafati S. Construction of HCV-polytope vaccine candidates harbouring immune-enhancer sequences and primary evaluation of their immunogenicity in BALB/c mice. Virus Genes 2010; 40(1): 44-52.
  24. Holmstrom F, Pasetto A, Nahr V, Brass A, Kriegs M, Hildt E, et al. A synthetic codon-optimized hepatitis C virus nonstructural 5A DNA vaccine primes polyfunctional CD8+ T cell responses in wild-type and NS5A-transgenic mice. J Immunol 2013; 190(3): 1113-24.
  25. Torresi J, Johnson D, Wedemeyer H. Progress in the development of preventive and therapeutic vaccines for hepatitis C virus. J Hepatol 2011; 54(6): 1273-85.
  26. Hartoonian C, Ebtekar M, Soleimanjahi H, Karami A, Mahdavi M, Rastgoo N, et al. Effect of immunological adjuvants: GM-CSF (granulocyte-monocyte colony stimulating factor) and IL-23 (interleukin-23) on immune responses generated against hepatitis C virus core DNA vaccine. Cytokine 2009; 46(1): 43-50.
  27. Acosta-Rivero N, Duenas-Carrera S, Alvarez-Lajonchere L, Morales-Grillo J. HCV core protein-expressing DNA vaccine induces a strong class I-binding peptide DTH response in mice. Biochem Biophys Res Commun 2004; 314(3): 781-6.
  28. Alvarez-Lajonchere L, Gonzalez M, Alvarez-Obregon JC, Guerra I, Vina A, Acosta-Rivero N, et al. Hepatitis C virus (HCV) core protein enhances the immunogenicity of a co-delivered DNA vaccine encoding HCV structural antigens in mice. Biotechnol Appl Biochem 2006; 44(Pt 1): 9-17.
  29. Zhu W, Chang Y, Wu C, Han Q, Pei R, Lu M, et al. The wild-type hepatitis C virus core inhibits initiation of antigen-specific T- and B-cell immune responses in BALB/c mice. Clin Vaccine Immunol 2010; 17(7): 1139-47.
  30. Chen D, Gould A, Mather M, Haigh O, Barnes M, Kattenbelt J, et al. HBsAg-vectored DNA vaccines elicit concomitant protective responses to multiple CTL epitopes relevant in human disease [Online]. 2008. Available from: URL: http://precedings.nature.com/documents/1910/version/1.
  31. Geissler M, Gesien A, Tokushige K, Wands JR. Enhancement of cellular and humoral immune responses to hepatitis C virus core protein using DNA-based vaccines augmented with cytokine-expressing plasmids. J Immunol 1997; 158(3): 1231-7.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 31، شماره 226 - شماره پیاپی 226
فروردین و اردیبهشت 1392
صفحه 150-160

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 03 بهمن 1391
  • تاریخ بازنگری: 12 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار