การผลิตโปรตีนเอนวิโลปสายสั้นจากเชื้อไวรัสเดงกี่และความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันในหนู BALB/c
Abstract
Production of Truncated Recombinant Dengue Virus Envelope Protein and its Immunogenicity in BALB/c Mice
Chonlatip Pipattanaboon1,2*, Piyathida Natsrita1,2, Khwanchit Boonha3, Surachet Benjathummarak3, Pannamthip Pitaksajjakul3,4, Pongrama Ramasoota3,4
1 Research and Diagnostic Center for Emerging Infectious Diseases (RCEID), Khon Kaen University
2 Department of Microbiology, Faculty of Medicine, Khon Kaen University
3 Center of Excellence for Antibody Research (CEAR), Faculty of Tropical Medicine, Mahidol University
4 Department of Social and Environmental Medicine, Faculty of Tropical Medicine, Mahidol University
Received: 2 February 2021 / Accepted: 17 May 2021 / Publish online:
Corresponding author: Chonlatip Pipattanaboon, Department of Microbiology, Faculty of Medicine, Khon Kaen University. E-mail: chonpi@kku.ac.th
หลักการและวัตถุประสงค์: โรคไข้เลือดออกเดงกี่เป็นปัญหาทางสาธารณสุขที่สำคัญในประเทศเขตร้อนและกึ่งร้อนชื้น เชื้อไวรัสเดงกี่ทั้ง 4 สายพันธุ์ก่อให้เกิดโรคที่มีอาการรุนแรงแตกต่างกันไป ในปัจจุบันยังคงมีการวิจัยและพัฒนาวัคซีน ยารักษา และชุดตรวจวินิจฉัยให้มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง โปรตีนเอนวิโลป (envelope protein; E) เป็นโปรตีนเป้าหมายหลักของการตรวจจับโดยแอนติบอดีและเป็นสารกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่ดี วัตถุประสงค์ในการศึกษาวิจัย คือ ผลิตโปรตีน rE74-118 จากสารพันธุกรรมของเชื้อไวรัสเดงกี่สายพันธุ์ที่ 2 และศึกษาคุณสมบัติเบื้องต้นของโปรตีนทั้งในหลอดทดลองและสัตว์ทดลอง
วิธีและผลการศึกษา: ผลิตโปรตีน rE74-118 ด้วยวิธีการโคลนนิ่งใส่พลาสมิด pET-32b และแสดงออกโปรตีนในเชื้อแบคทีเรีย Escherichia coli (SHuffle) หลังจากนั้นทำโปรตีนให้บริสุทธิ์ ได้ความเข้มข้นของโปรตีน 5.8 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ทำการทดสอบคุณสมบัติของโปรตีนในการจับจำเพาะกับโมโนโคลนอลแอนติบอดีและซีรั่มของผู้ป่วยโรคไข้เลือดออกเดงกี่ และนำไปทดสอบความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันในหนู BALB/c พบว่าโปรตีน rE74-118 สามารถจับกับโมโนโคลนอลแอนติบอดีและซีรัมของผู้ป่วยได้อย่างจำเพาะ และสามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันแบบสารน้ำในการต้านเชื้อไวรัสเดงกี่สายพันธุ์ที่ 2 ได้ในระดับอ่อนๆ และไม่เพิ่มความไวในการติดเชื้อ
สรุป: โปรตีน rE74-118 มีคุณสมบัติในการจับจำเพาะ (antigenicity) และมีความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกัน (immunogenicity)
คำสำคัญ: ไวรัสเดงกี่; โปรตีนเอนวิโลป; แอนติเจน; อิมมิวโนเจน
Abstract
Background and objective: Dengue is a major public health problem in tropical and subtropical countries. The four dengue virus serotypes can cause a wide range of mild to severe diseases. Many research and development efforts are ongoing to find a better effective and accessible version of vaccine, therapeutic agent, or diagnostic tool. Envelope (E) protein is a primary target for serologic diagnosis and immunization. This work aimed to express and characterize truncated E (rE74-118) protein of dengue virus serotype 2 (DENV-2) in both in vitro and in vivo properties.
Methods and results: A truncated DENV-2 envelope E protein, amino acid sequence 74-118, encoding gene was amplified and cloned into the pET-32b plasmid. The recombinant plasmid was then expressed in Escherichia coli (SHuffle) to produce the recombinant protein rE74-118. Recombinant E protein in truncated form (rE74-118) was successfully constructed, expressed, and purified in the concentration of 5.8 mg/ml. The rE74-118 protein was tested for its specificity with an anti-E monoclonal antibodies and dengue patient sera. Furthermore, its immunogenicity in BALB/c mice was also tested. The results showed that the rE74-118 protein can specifically react to anti-E monoclonal antibodies and dengue patient sera. This protein also induces the humoral response with a low-level of neutralizing activity against DENV-2, as well as the protein do not show enhancing activities against all four serotypes.
Conclusion: The truncated rE74-118 protein showed both antigenic and immunogenic properties in these in vitro and in vivo characterizations.
Keywords: Dengue virus; truncated envelope protein; antigen; immunogen
