طراحی بیوانفورماتیک برای تولید واکسن پپتیدی Vascular Endothelial Growth Factor-A (VEGF-A) انسانی و ارزیابی آنتی‌بادی پلی‌کلونال اختصاصی آن در موش

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه ایمونولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 استادیار، مرکز تحقیقات ایمونولوژی، آسم و آلرژی و گروه زیست فن‌آوری پزشکی، دانشکده‌ی فن‌آوری‌های نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

3 استادیار، مرکز تحقیقات ایمونولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران

4 استادیار، گروه ایمونولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

5 استاد، گروه ایمونولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: بافت توموری، بدون فرایند آنژیوژنز نمی‌تواند بیش از 2 میلی‌متر مکعب در بدن رشد کند. عامل رشد اندوتلیال عروقی (Vascular endothelial growth factor یا VEGF) نقش حیاتی در این فرایند دارد و مهار آن، می‌تواند به عنوان یکی از راهبردهای ایمنی‌درمانی سرطان به کار رود.روش‌ها: توالی پپتیدی ایزوفرم‌های VEGF-A، از پایگاه‌های داده‌ی پروتئینی، انتخاب و با نرم‌افزارهای رایج هم‌راستاسازی گردید. اپی‌توپ‌های تحریک کننده‌ی پاسخ ایمنی شناسایی و از نظر عدم هم‌پوشانی با سایر پروتئین‌های بدن بررسی شدند. توالی پپتیدی، پس از تولید با Keyhole limpet hemocyanin (KLH) کونژوگه شد و جهت ایمن‌سازی موش‌ها استفاده گردید. تیتر آنتی‌بادی پلی‌کلونال ضد VEGF-A با روش Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) و با کمک پپتید کونژوگه شده با آلبومین سرم گاوی (Bovine serum albumin یا BSA) اندازه‌گیری شد.یافته‌ها: توالی پپتیدی 41 اسید آمینه‌ای انتخابی از نظر بیوانفورماتیک هیچ گونه هم‌پوشانی با سایر پروتئین‌های بدن نشان نداد و از لحاظ نظری، آنتی‌ژنیسیته‌ی کافی و توانایی تحریک پاسخ ایمونولوژیک ضد توموری را داشت. با روش ELISA، در موش‌های واکسینه در مقایسه با گروه شاهد افزایش تیتر آنتی‌بادی اختصاصی مشاهده شد. الکتروفورز پپتید کونژوگه با BSA، نشان داد که کونژوگاسیون به طور مؤثری انجام شده و مراحل بهینه‌سازی آزمون ELISA اثبات کرد که در صورت پوشاندن پلیت‌های ELISA با کونژوگه‌ی پیش‌گفته، نتایج حاصل تکرار پذیری بهتری نسبت به پوشاندن پلیت با پپتید خالص دارد.نتیجه‌گیری: نتایج بر کارآمدی پپتید کونژوگه با KLH جهت ایمن‌سازی و تولید آنتی‌بادی پلی‌کلونال ضد VEGF تأکید داشت. بالا بودن تیتر آنتی‌بادی تولید شده بر ضد این آنتی‌ژن، پیشنهاد می‌کند که این پپتید، می‌تواند به عنوان تحریک کننده‌ی سیستم ایمنی در مدل حیوانی به کار رود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Bioinformatic Designing for Producing Vaccine Peptide of Human Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF-A), and Evaluation of Polyclonal Antibodies in Mice

نویسندگان [English]

  • Faezeh Soltanpour-Gharibdousti 1
  • Gholam Ali Kardar 2
  • Banafsheh Fazeli-Delshad 1
  • Reza Falak 3
  • Mazdak Ganjalikhani-Hakemi 4
  • Alireza Andalib 5
1 MSc Student, Department of Immunology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Asthma and Allergy Research Institute AND Department of Medical Biotechnology, School of Advanced Technologies in Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Immunology Research Center, School of Medicine, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Department of Immunology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
5 Professor, Department of Immunology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: It is stated that in the absence of angiogenesis, the tumoral tissue will not grow beyond 2 mm3. Vascular endothelial growth factor (VEGF) plays a pivotal role in angiogenesis and blockade of this process could be applied as a novel strategy for immunotherapy of cancer.Methods: Peptide sequences of VEGF-A isoforms were retrieved from protein databases and aligned. Immunodominant epitopes were determined and the selected one was rechecked for dissimilarity with other human proteins. The selected conserved peptide sequence was synthesized and conjugated with Keyhole limpet hemocyanin (KLH). Then, it was applied for immunization of mice. The polyclonal anti-VEGF antibody titer was measured using an indirect peptide-enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) with a Bovine serum albumin (BSA)-conjugated peptide.Findings: According to bioinformatic findings, the selected 41-aminoacid sequence did not show any similarity with other human proteins and revealed enough antigenicity to stimulate anti-tumor specific responses. A substantial increase of specific antibody titer was observed in vaccinated mice. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis of the BSA-conjugated peptide showed efficient coupling of the molecules. Optimization steps in ELISA procedures revealed that coating of microtiter plates with BSA-conjugated antigen provided more reproducible outcome than unconjugated peptide.Conclusion: Our results reinforce the potential of KLH-conjugated peptides for immunization and production of specific polyclonal antibodies against VEGF-A. Production of high-titer antibodies against this antigen indicates that the designed peptide-vaccine could be used as a potential immunogen for stimulation of humoral immune system in animal model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioinformatic
  • Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)
  • Peptide vaccine

مراجع

  1. Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications. N Engl J Med 1971; 285(21): 1182-6.
  2. Tugues S, Koch S, Gualandi L, Li X, Claesson-Welsh L. Vascular endothelial growth factors and receptors: anti-angiogenic therapy in the treatment of cancer. Mol Aspects Med 2011; 32(2): 88-111.
  3. Humar R, Kiefer FN, Berns H, Resink TJ, Battegay EJ. Hypoxia enhances vascular cell proliferation and angiogenesis in vitro via rapamycin (mTOR)-dependent signaling. FASEB J 2002; 16(8): 771-80.
  4. Ma L, del Soldato P, Wallace JL. Divergent effects of new cyclooxygenase inhibitors on gastric ulcer healing: Shifting the angiogenic balance. Proc Natl Acad Sci USA 2002; 99(20): 13243-7.
  5. Sleijfer S, Kruit WH, Stoter G. Thalidomide in solid tumours: the resurrection of an old drug. Eur J Cancer 2004; 40(16): 2377-82.
  6. Ferrara N, Hillan KJ, Novotny W. Bevacizumab (Avastin), a humanized anti-VEGF monoclonal antibody for cancer therapy. Biochem Biophys Res Commun 2005; 333(2): 328-35.
  7. Konner J, Dupont J. Use of soluble recombinant decoy receptor vascular endothelial growth factor trap (VEGF Trap) to inhibit vascular endothelial growth factor activity. Clin Colorectal Cancer 2004; 4(Suppl 2): S81-S85.
  8. Wachsberger PR, Burd R, Cardi C, Thakur M, Daskalakis C, Holash J, et al. VEGF trap in combination with radiotherapy improves tumor control in u87 glioblastoma. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007; 67(5): 1526-37.
  9. Hersey P, Bastholt L, Chiarion-Sileni V, Cinat G, Dummer R, Eggermont AM, et al. Small molecules and targeted therapies in distant metastatic disease. Ann Oncol 2009; 20(Suppl 6): vi35-vi40.
  10. Lu D, Jimenez X, Zhang H, Bohlen P, Witte L, Zhu Z. Selection of high affinity human neutralizing antibodies to VEGFR2 from a large antibody phage display library for antiangiogenesis therapy. Int J Cancer 2002; 97(3): 393-9.
  11. Morera Y, Bequet-Romero M, Ayala M, Lamdan H, Agger EM, Andersen P, et al. Anti-tumoral effect of active immunotherapy in C57BL/6 mice using a recombinant human VEGF protein as antigen and three chemically unrelated adjuvants. Angiogenesis 2008; 11(4): 381-93.
  12. Morera Y, Bequet-Romero M, Ayala M, Perez PP, Castro J, Sanchez J, et al. Antigen dose escalation study of a VEGF-based therapeutic cancer vaccine in non human primates. Vaccine 2012; 30(2): 368-77.
  13. Morera Y, Bequet-Romero M, Ayala M, Velazco JC, Perez PP, Alba JS, et al. Immunogenicity and some safety features of a VEGF-based cancer therapeutic vaccine in rats, rabbits and non-human primates. Vaccine 2010; 28(19): 3453-61.
  14. Rad FH, Le Buanec H, Paturance S, Larcier P, Genne P, Ryffel B, et al. VEGF kinoid vaccine, a therapeutic approach against tumor angiogenesis and metastases. Proc Natl Acad Sci USA 2007; 104(8): 2837-42.
  15. Wei YQ, Huang MJ, Yang L, Zhao X, Tian L, Lu Y, et al. Immunogene therapy of tumors with vaccine based on Xenopus homologous vascular endothelial growth factor as a model antigen. Proc Natl Acad Sci USA 2001; 98(20): 11545-50.
  16. Damerval C, Le Guillox M, Blaisonneau J, de Vienne D. A simplification of Heukeshoven and Dernick's silver staining of proteins. Electrophoresis 1987; 8(3): 158-9.
  17. Bellou S, Pentheroudakis G, Murphy C, Fotsis T. Anti-angiogenesis in cancer therapy: Hercules and hydra. Cancer Lett 2013; 338(2): 219-28.
  18. Suzuki H, Fukuhara M, Yamaura T, Mutoh S, Okabe N, Yaginuma H, et al. Multiple therapeutic peptide vaccines consisting of combined novel cancer testis antigens and anti-angiogenic peptides for patients with non-small cell lung cancer. J Transl Med 2013; 11: 97.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 34، شماره 398 - شماره پیاپی 398
مهر و آبان 1395
صفحه 1054-1059

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 30 خرداد 1395
  • تاریخ بازنگری:
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار