آمار

تعداد نشریات281
تعداد نشریات سازمان80
تعداد شماره‌ها2,395
تعداد مقالات27,747
تعداد مشاهده مقاله15,450,634
تعداد دریافت فایل اصل مقاله12,241,538
Abbasi, E, Zahraei Salehi, T, Pilehchian Langroudi, R, Tebyanian, M, Yahyaraeyat, R. (1401). Design and Development of a New Method for the Production of Nanotoxoids from Clostridium Perfringens Beta Toxin. سامانه مدیریت نشریات علمی, 77(6), 2085-2092. doi: 10.22092/ari.2021.354701.1648
E Abbasi; T Zahraei Salehi; R Pilehchian Langroudi; M Tebyanian; R Yahyaraeyat. "Design and Development of a New Method for the Production of Nanotoxoids from Clostridium Perfringens Beta Toxin". سامانه مدیریت نشریات علمی, 77, 6, 1401, 2085-2092. doi: 10.22092/ari.2021.354701.1648
Abbasi, E, Zahraei Salehi, T, Pilehchian Langroudi, R, Tebyanian, M, Yahyaraeyat, R. (1401). 'Design and Development of a New Method for the Production of Nanotoxoids from Clostridium Perfringens Beta Toxin', سامانه مدیریت نشریات علمی, 77(6), pp. 2085-2092. doi: 10.22092/ari.2021.354701.1648
Abbasi, E, Zahraei Salehi, T, Pilehchian Langroudi, R, Tebyanian, M, Yahyaraeyat, R. Design and Development of a New Method for the Production of Nanotoxoids from Clostridium Perfringens Beta Toxin. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1401; 77(6): 2085-2092. doi: 10.22092/ari.2021.354701.1648

Design and Development of a New Method for the Production of Nanotoxoids from Clostridium Perfringens Beta Toxin

Archives of Razi Institute
دوره 77، شماره 6، بهمن و اسفند 2022، صفحه 2085-2092  XML اصل مقاله (630.18 K)
نوع مقاله: Original Articles
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ari.2021.354701.1648
نویسندگان
E Abbasi1؛ T Zahraei Salehi email 2؛ R Pilehchian Langroudiorcid 3؛ M Tebyanian4؛ R Yahyaraeyat2
1Department of Pathology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
3Department of Anaerobic Bacterial Vaccine Research and Production, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
4Department of Biotechnology, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده
In recent years, a nanoparticle-based strategy has shown that non-denatured protein toxins can be used to enhance the appropriate immune response. Once the toxin reacts between the nanoparticles and the protein (toxin), it loses its toxicity because it does not attach to its ligand at the cell surface. The results of the nanoparticle and toxin complex show that the nanoparticles facilitate the internal release of the toxin. Clostridium perfringens beta toxin is produced by Clostridium perfringens type B and C, and diarrhea is the most important disease caused in newborn lambs. When beta toxin forms a complex with nanoparticles, the reaction between the toxin and the nanoparticle leads to the formation of a new form of nanoparticle in which the toxin loses its lethality due to its involvement; therefore, it becomes a toxoid. The nanoparticles used in this research are of poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) type, one of the most developed biodegradable polymers. This study aimed to isolate and purify Clostridium perfringens beta toxin and produce its complex with PLGA nanoparticles to form a non-toxic structure. In this study, Clostridium perfringens beta toxin type B was isolated using ammonium sulfate precipitation and gel filtration chromatography. Toxin assay was performed in vivo (lethal dose [LD50]) and in vitro by sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis at each stage, and the quantity of purified toxin was calculated to be 10 mg/ml. Afterward, the beta toxin antigen was used as the basis for the preparation of nanotoxoid candidates with nanoparticle formulation. Moreover, the PLGA polymer and water-oil-water methods were used to fabricate nanoparticles. Under optimal conditions, nanoparticles without antigen with an average size of 100 nm and zeta potential of -23.28 mV, as well as nanoparticles containing antigen with an average size of 120 nm and zeta potential of -18.2 mV, were prepared. When nanoparticles are injected into mice with the beta toxin, the toxin becomes a toxoid with no toxicity effects, and it cannot bind to its receptors and reveal its effects. In this study, the mice showed mild symptoms in one case, and none of them died. The beta and PLGA toxin model could also be applied as a candidate to study the release and immunization of the target animal. In order to achieve antigen regulation using natural polymers, it is recommended to conduct a comparative study between nanoparticles based on natural polymers.
کلیدواژه‌ها
Beta toxin؛ Clostridium perfringens؛ Nanoparticles؛ Poly lactic-co-glycolic acid
عنوان مقاله [English]
طراحی وتوسعه روش جدیدی بمنظور تولید نانوتوکسوئید از توکسین کلستریدیوم پرفرنژنس نوع بی
چکیده [English]
اخیرا یک استراتژی بر پایه نانوپارتیکل ها نشان داده است که میتوان توکسین های پروتئینی غیر دناتوره را بمنظور ارتقاء پاسخ ایمنی مناسب بکار برد .به محض واکنش بین نانوپارتیکل ها و پروتئین (توکسین ) سمیت خود را از دست میدهد و دلیل آن این است که توکسین به لیگاند خود در سطح سلول نمی چسبد .نتایج کمپلکس نانوذرات و توکسین نشان می دهد که نانوپارتیکل ها رهایش داخلی توکسین را تسهیل می کنند .توکسین بتا کلستریدیوم پرفرنژنس توکسینی است که توسط تیپ B و C کلستریدیوم پرفرنژنس تولید میگردد و مهمترین بیماری ناشی از ان اسهال خونی بره های نوزاد است .وقتی که توکسین بتا با نانوذره کمپلکس تشکیل می دهد واکنش توکسین و نانوپارتیکل منجر به ایجاد شکل جدیدی از نانوپارتیکولات می شود که توکسین بدلیل درگیر شدن در آن، کشندگی خود را از دست می دهد لذا به توکسوئید تبدیل می شود.نانوذره استفاده شده در این تحقیق PLGA میباشد که یکی از توسعه یافته ترین پلیمرهای زیست تخریب پذیر می باشد .هدف از این تحقیق جدا سازی و تخلیص توکسین بتا کلستریدیوم پرفرنژنس و تولید کمپلکس آن با نانوذره PLGA به منظور تشکیل ساختمان غیر توکسیک میباشد .در این تحقیق توکسین بتا کلستریدیوم پرفرنژنس تیپ B با روش ترسیب به کمک سولفات آمونیوم و کروماتوگرافی از نوع Gel Filtration Chromatography جداسازسی شد .سنجش توکسین بطور درون تن (LD50) و برون تن توسط SDS psge در هر مرحله انجام شد و میزان توکسین تخلیص شده 10mg/ml محاسبه شد .برای ساخت نانوذره از پلیمر PLGA و روش آب – روغن – آب استفاده شد .در شرایط بهینه نانو ذره فاقد انتی ژن با میانگین اندازه 100nm و پتانسیل زتای منهای8.23 mv و نانوذره حاوی آنتی ژن با میانگین اندازه 120nm و پتانسیل زتای منهای18.2mv تهیه گردید . وقتی ذرات نانو همراه با توکسین بتا به موش تزریق میشوند باعث میگردند توکسین به یک توکسوئید تبدیل گردد که عوارض توکسیسیتی نداشته و در واقع توکسین نمیتواند به گیرنده های خود متصل گردد و عوارض خود را آشکار سازد بنابراین موشها علائم بیماری را نشان ندادند .
کلیدواژه‌ها [English]
توکسین بتا کلستریدیوم پرفرنژنس نوع بی, نانوپارتیکل PLGA, تخلیص توکسین بتا
مراجع
  1. Volk WA, Gebhardt B, Hammaskjold M, Kaomer R. Medical microbiology: Lippincott-Raven, Philadelphia; 1995.
  2. Los FC, Randis TM, Aroian RV, Ratner AJ. Role of pore-forming toxins in bacterial infectious diseases. Microbiol Mol Biol Rev. 2013;77(2):173-207.
  3. McDonel JL. Clostridium perfringens toxins (type A, B, C, D, E). Pharmacol Ther. 1980;10(3):617-55.
  4. Fang RH, Luk BT, Hu CM, Zhang L. Engineered nanoparticles mimicking cell membranes for toxin neutralization. Adv Drug Deliv Rev. 2015;90:69-80.
  5. Luk BT, Hu CM, Fang RH, Dehaini D, Carpenter C, Gao W, et al. Interfacial interactions between natural RBC membranes and synthetic polymeric nanoparticles. Nanoscale. 2014;6(5):2730-7.
  6. Fang RH, Hu CM, Zhang L. Nanoparticles disguised as red blood cells to evade the immune system. Expert Opin Biol Ther. 2012;12(4):385-9.
  7. Avgoustakis K. Polylactic-co-glycolic acid (PLGA). Encyclopedia of biomaterials biomedical engineering. 2005;1(1):1-11.
  8. Xia Q, Zhang Y, Li Z, Hou X, Feng N. Red blood cell membrane-camouflaged nanoparticles: a novel drug delivery system for antitumor application. Acta Pharm Sin B. 2019;9(4):675-89.
  9. Freedman JC, Theoret JR, Wisniewski JA, Uzal FA, Rood JI, McClane BA. Clostridium perfringens type A-E toxin plasmids. Res Microbiol. 2015;166(4):264-79.
  10. Nilo L. Measurement of biological activities of purified and crude enterotoxin of Clostridium perfringens. Infect Immun. 1975;12(2):440-2.
  11. Cavalcanti MTH, Porto T, Porto ALF, Brandi IV, Lima Filho JLd, Pessoa Junior A. Large scale purification of Clostridium perfringens toxins: a review. Rev Bras Cienc Farm. 2004;40:151-64.
  12. Sakurai J, Duncan CL. Purification of beta-toxin from Clostridium perfringens type C. Infect Immun. 1977;18(3):741-5.
  13. Coskun O. Separation techniques: Chromatography. North Clin Istanb. 2016;3(2):156-60.
  1. Ebrahimi Samani S, Asghari S, Naderimanesh H, Hoseinkhani S. Optimization of Preparation of PEG-PLGA Nanoparticles by Solvent Evaporation Method. Modares J Biotechnol. 2018;9(2):201-5.
  2. Navarro MA, McClane BA, Uzal FA. Mechanisms of Action and Cell Death Associated with Clostridium perfringens Toxins. Toxins (Basel). 2018;10(5).
  3. Vasegh R, Ebtekar M, Shafiee Ardestani M, Gholamzad M. Comparison of Humoral and Cell-Mediated Immune Response to Tetanustoxin Coated PLGA in Mice. Pathobiol Res. 2018;22(1):7-19.
  4. Li R, He Y, Zhang S, Qin J, Wang J. Cell membrane-based nanoparticles: a new biomimetic platform for tumor diagnosis and treatment. Acta Pharm Sin B. 2018;8(1):14-22.
  5. Erbetta CDAC, Alves RJ, Magalh J, de Souza Freitas RF, de Sousa RG. Synthesis and characterization of poly (D, L-lactide-co-glycolide) copolymer. 2012.
  6. Gao W, Hu CM, Fang RH, Luk BT, Su J, Zhang L. Surface functionalization of gold nanoparticles with red blood cell membranes. Adv Mater. 2013;25(26):3549-53.
  7. Ehsan Z, Azadeh F, Ahmad Reza J. A New Purification Method for Beta-Toxin of Clostridium perfringens Type C Vaccinal Strain. J Med Bacteriol. 2015;3(3-4).
  8. Hu CM, Fang RH, Luk BT, Zhang L. Nanoparticle-detained toxins for safe and effective vaccination. Nat Nanotechnol. 2013;8(12):933-8.
  9. Hu CM, Zhang L. Nanotoxoid Vaccines. Nano Today. 2014;9(4):401-4.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 16
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 42


Contact Us | Help & Support | Site Map
counter

Journal Management System. Designed by sinaweb.