تولید قطعات آنتی‌بادی نوترکیب انسانی تک-زنجیره ضد مولکول 4-1BB در باکتری اشریشیاکلی

نویسندگان

بخش ایمونولوژی، انستیتو پاستور ایران، تهران، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: آنتی ­بادی­های منوکلونال علیه 4-1BB در درمان بیماری­های اتوایمیون، عفونت­های ویروسی و همچنین ایمونوتراپی سرطان­ها کاربرد دارند. آنتی بادی­های منوکلونال موشی به علت وجود مشکلاتی از قبیل ایمنی­ زایی و اندازه بزرگ، کارایی محدودی در بالین دارند. قطعات آنتی­ بادی کاملاً انسانی از قبیل قطعات scFv می­توانند جایگزین خوبی برای کاربردهای ایمنی­ درمانی باشند. هدف از این مطالعه تولید قطعات آنتی ­بادی تک­زنجیره­ای انسانی بر ضد 4-1BB به منظور استفاده از آن در ایمنی‌درمانی سرطان است.
 
مواد و روش‌ها: در مطالعه­ی حاضر ژن scFv انسانی علیه 4-1BB در وکتور pET-22(+) کلون شده و در باکتری E. coli TOP 10F بیان شد. تائید اولیه scFv تولید شده توسط وسترن بلات و الایزا انجام شد. در ادامه عملکرد این آنتی‌بادی در تحریک سلول­های بیان‌کننده 4-1BB با بررسی میزان بیان CD69 در سطح سلول­ها، بیان mRNA و تولید پروتئینIL-2 مورد ارزیابی قرار گرفت.
 
نتایج: نتایج این پژوهش نشان دادند که ژن scFv طراحی‌شده در میزبان باکتریایی، بیان شده و قادر به شناسایی آنتی­ژن 4-1BB است. تیمار سلول­های CCRF-CEM با scFv ضد 4-1BB موجب القای تولید سایتوکاین IL-2 شده و بیان CD69 را بر سطح سلول‌های هدف افزایش می‌دهد.
 
بحث و نتیجه­ گیری: آنتی­ بادی تک­ زنجیره ای انسانی علیه 4-1BB به خوبی در سیستم بیانی باکتری E. coli تولید شده و قادر به شناسایی آنتی­ ژن هدف و فعال­سازی سلول­های CCRF-CEM است. از این آنتی­ بادی نوترکیب می­توان در مطالعات بعدی جهت فعال­سازی سلول­های T در روش‌های سلول­ درمانی سرطان استفاده نمود.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Production of recombinant human single chain anti-4-1BB molecule antibody in Escherichia coli

نویسندگان [English]

  • Salman Bagheri
  • Elmira Safaie Qamsari
  • Shima Ebadollahi
  • Zahra Sharifzadeh
چکیده [English]

Background and Objective: Monoclonal antibodies against 4-1BB have been used in the treatment of autoimmune diseases, viral infections, as well as immunotherapy of cancers. Because of their foreign nature and the large size, the murine monoclonal antibodies have restricted efficacy in clinical use. Fully human antibody fragments such as scFv fragments can be an attractive alternative for immunotherapeutic applications. The aim of this study was the production of human scFv antibodies against 4-1BB in order to use it in cancer immunotherapy.
 
Materials and Methods: In this study, anti-4-1BB scFv gene was cloned in pET-22(+) and expression in E. coli TOP 10F.The initial analysis of the gene product was performed by western blot and ELISA. Furthermore, its efficacy in stimulating 4-1BB expressing cells was evaluated by assessing the cell surface expression of CD69 and IL-2 mRNA and protein expression.
 
Results: The results showed that the designed scFv gene was well expressed in E. coli and specifically reacts to the target antigen. The CCRF-CEM cell’ treatment with anti-4-1BB scFv induced IL-2 production and increased CD69 expression on the surface of target cells.
 
Conclusion: The anti-4-1BB single-chain antibody was successfully expressed in E. coli expression system and is able to detect target antigen and activate CCRF-CEM cells. This recombinant antibody could be useful for T cell activation in cancer cell therapy approaches.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • 4-1BB molecule
  • Cell therapy
  • Single-chain fragment variable (scFv)
  • Human recombinant antibody

مراجع

1. Sanchez‐Paulete AR, Labiano S, Rodriguez‐Ruiz ME, Azpilikueta A, Etxeberria I, Bolaños E, et al. Deciphering CD137 (4‐1BB) signaling in T‐cell costimulation for translation into successful cancer immunotherapy. European Journal of Immunology 2016;46(3): 22-513. 2. Vinay DS, Kwon BS. 4-1BB (CD137), an inducible costimulatory receptor, as a specific target for cancer therapy. BMB Reports 2014;47(3):122. 3. Barsoumian HB, Yolcu ES, Shirwan H. 4-1BB signaling in conventional T cells drives IL-2 production that overcomes CD4+ CD25+ FoxP3+ T regulatory cell suppression. PloS One 2016;11(4):e0153088. 4. Kuang Y, Weng X, Liu X, Zhu H, Chen Z, Chen H. Effects of 4-1BB signaling on the biological function of murine dendritic cells. Oncology Letters 2012;3(2):81-477. 5. Bitra A, Doukov T, Croft M, Zajonc DM. Crystal structures of the human 4-1BB receptor bound to its ligand 4-1BBL reveal covalent receptor dimerization as a potential signaling amplifier. Journal of Biological Chemistry 2018:jbc. RA118. 003176. 6. Sturgill ER. TNFR Agonists: A Review of Current Biologics Targeting OX40, 4-1BB, CD27, and GITR. American Journal of Hematology/Oncology 2017;13(11). 7. Vinay DS, Kwon BS. 4-1BB signaling beyond T cells. Cellular & Molecular Immunology 2011;8(4):1-28. 8. Curran MA, Geiger TL, Montalvo W, Kim M, Reiner SL, Al-Shamkhani A, et al. Systemic 4-1BB activation induces a novel T cell phenotype driven by high expression of Eomesodermin. Journal of Experimental Medicine 2013;210(4):743-55. 9. Vinay DS, Kwon BS. Therapeutic potential of anti-CD137 (4-1BB) monoclonal antibodies. Expert Opinion on Therapeutic Targets 2016;20(3):361-73. 10. Chester C, Sanmamed MF, Wang J, Melero I. Immunotherapy targeting 4-1BB: mechanistic rationale, clinical results, and future strategies. Blood 2017:blood-2017-06-741041. 11. Dharmadhikari B, Wu M, Abdullah NS, Rajendran S, Ishak ND, Nickles E, et al. CD137 and CD137L signals are main drivers of type 1, cell-mediated immune responses. Oncoimmunology 2016;5(4):e1113367. 12. Mbanwi AN, Watts TH, editors. Costimulatory TNFR family members in control of viral infection: outstanding questions. Seminars in Immunology; 2014: Elsevier. 13. Bartkowiak T, Curran MA. 4-1BB agonists: multi-potent potentiators of tumor immunity. Frontiers in Oncology 2015;5:117. 14. Smith GP. Filamentous fusion phage: novel expression vectors that display cloned antigens on the virion surface. Science 1985;228(4705):1315-7. 15. Keller T, Kalt R, Raab I, Schachner H, Mayrhofer C, Kerjaschki D, et al. Selection of scFv antibody fragments binding to human blood versus lymphatic endothelial surface antigens by direct cell phage display. PloS One 2015;10(5):e0127169. 16. Roncolato EC, Campos LB, Pessenda G, e Silva LC, Furtado GP, Barbosa JE. Phage display as a novel promising antivenom therapy: a review. Toxicon 2015;93:79-84. 17. Ma H, O’Kennedy R. Recombinant antibody fragment production. Methods 2017;116:23-33. 18. Ahmad ZA, Yeap SK, Ali AM, Ho WY, Alitheen NBM, Hamid M. scFv antibody: principles and clinical application. Clinical and Developmental Immunology 2012;2012. 19. Qamsari ES, Sharifzadeh Z, Bagheri S, Riazi-Rad F, Younesi V, Abolhassani M, et al. Isolation and characterization of anti c-met single chain fragment variable (scFv) antibodies. Journal of Immunotoxicology 2017;14(1):23-30. 20. J.Abdolalizadeh JMz, M. Nouri. Isolation of Anti-tumor Necrosis Factor-Alpha(TNF-α) scFvs Antibody from phage antibody library. Journal of Babol University of Medical Sciences 2013;15(3):79-87. 21. Safarpour H, Shahmirzaie M, Rezaee E, Barati M, Safarnejad MR, Shirazi FH. Isolation and characterization of novel phage displayed scFv fragment for human Tumor necrosis factor alpha and molecular docking analysis of their interactions. Iranian journal of pharmaceutical research: Iranian Journal of Pharmaceutical Research 2018;17(2):743.
دانشور پزشکی
دوره 27، شماره 3 - شماره پیاپی 142
142
مرداد و شهریور 1398
صفحه 17-26

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار