جداسازی و بررسی خصوصیات مولکول هایscFv ضد HER2 با استفاده از تکنولوژی نمایش فاژی جهت تشخیص سرطان پستان

نوع مقاله: اصیل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای تخصصی ژنتیک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. محقق، پژوهشکده فناوری زیستی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. محقق، گروه انکولوژی پزشکی، مرکز تحقیقات سرطان فاکس چیس، فیلادلفیا، پنسیلوانیا، ایالات متحده آمریکا.

2 استاد گروه ژنتیک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. محقق، پژوهشکده فناوری زیستی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

3 دانشیار گروه ژنتیک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. محقق، پژوهشکده فناوری زیستی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

4 دانشیار گروه زیست شناسی سلولی مولکولی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. محقق، پژوهشکده فناوری زیستی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

5 دانشیار گروه فیزیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه فرودوسی مشهد، مشهد، ایران. محقق، پژوهشکده فناوری زیستی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

6 دانشیار گروه انکولوژی پزشکی، مرکز تحقیقات سرطان فاکس چیس، فیلادلفیا، پنسیلوانیا، ایالات متحده آمریکا.

7 استاد گروه انکولوژی پزشکی، مرکز تحقیقات سرطان فاکس چیس، فیلادلفیا، پنسیلوانیا، ایالات متحده آمریکا.

چکیده

مقدمه: scFv ها، فرم هایی از آنتی بادی های نوترکیب می باشند که با استفاده از روش های پیشرفته بیولوژی مولکولی و مهندسی ژنتیک ساخته می شوند. همچنین آنتی ژن HER2 هدف مناسبی برای طیف گسترده ای از سرطان ها می باشد. مطالعه حاضر با هدف جداسازی scFv آنتی بادی های اختصاصی انجام شد.
روش‌کار: به منظور جداسازی قطعات scFv های اختصاصی علیه قسمت خارج سلولی HER2 کوت شده در ایمونوتیوب، تکنولوژی نمایش فاژی با استفاده از کتابخانه فاژی صورت گرفت. scFv آنتی بادی های به دست آمده در سویه TG1 از باکتری اشرشیاکلی بیان شدند. محصولات نوترکیب با استفاده از ستون های کروماتوگرافی تمایلی بر علیه His-tag خالص سازی شدند. خصوصیات اتصالی قطعات scFv به دست آمده علیه آنتی ژن HER2 با استفاده از آزمون های وسترن بلات، بیوسنسوری و فلوسایتومتری بررسی شدند.
یافته‌ها: پس از سه مرحله گزینش علیه آنتی ژن HER2، سه کلون scFv به دست آمد که نتایج توالی یابی DNA اختصاصیت آنها را تأیید نمود. نتایج بررسی کنتیکی بیوسنسور نشان داد که همه scFv آنتی بادی های جدا شده علیه قسمت خارج سلولی آنتی ژن HER2 تمایل اتصال با اپی توپ های شناخته شده بر روی سطح آنتی ژن را در دامنه مایکرومولار تا نانومولار دارند. نتایج وسترن بلات و فلوسایتومتری نیز اختصاصیت میل اتصال scFv ها با آنتی ژن HER2 را اثبات کردند.
نتیجه‌گیری: تکنیک نمایش فاژی یک ابزار قدرتمند برای جداسازی scFv آنتی بادی های متصل شونده اختصاصی با گیرنده HER2 است که به عنوان آنتی ژن سطحی سرطان پستان شناخته می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Isolation and Characterization of A Panel of Anti-HER2 Scfv Molecules by Phage Display Technology

نویسندگان [English]

  • Shahrokh Ghovvati 1
  • Mojtaba Tahmoorespur 2
  • Mohammad Reza Nassiri 3
  • Ahmad Reza Bahrami 4
  • Hessam Dehghani 5
  • Hossein Borghaei 6
  • Gregory Adams 7
1 Ph.D. Student of Genetics, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. Institute of Biotechnology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. Visiting Researcher at Department of Medical Oncology, Fox Chase Cancer Center, Philadelphia, Pennsylvania, USA.
2 Professor, Department of Genetics, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. Institute of Biotechnology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
3 Associate Professor, Department of Genetics,College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. Institute of Biotechnology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
4 Associate Professor, Department of Molecular Cell Biology, College of Applied Sciences, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. Institute of Biotechnology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
5 Associate Professor, Department of Physiology, College of Veterinary Medicine, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. Institute of Biotechnology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
6 Associate Professor, Department of Medical Oncology,Fox Chase Cancer Center, Philadelphia, Pennsylvania, USA.
7 Professor, Department of Medical Oncology, Fox Chase Cancer Center, Philadelphia, Pennsylvania, USA.
چکیده [English]

Introduction: The scFvs (single-chain fragment variable) are popular recombinant antibody formats that are produced by advanced molecular biology and genetic engineering techniques. Moreover, HER2-ECD recognized as a suitable target for a wide range of cancer cells. The current study was accomplished for isolation of specific scFv antibodies.
Methods: To isolate specific scFv fragments from phage library, phage display technology was carried out by coating HER2 extra cellular domain (HER2-ECD) protein onto an immuno tube. The resultant scFv antibodies were expressed in Escherichia coli TG1. The recombinant products were purified by metal affinity chromatography against His-tag. These scFvs were characterized for binding to HER2-ECD by western blot, biosensor surface resonance and flow cytometry assays.
Results: After three rounds of panning against HER2-ECD protein yielded three different scFv fragments that confirmed by subsequent DNA sequencing. The kinetic results indicated that all of isolated scFvs had binding tendency to HER2-ECD on micro molar to nano molar range. Western blot and flow cytometry results demonstrated that all of isolated scFvs have had binding tendency to HER2-ECD.
Conclusion: Phage display is a powerful tool for isolate promising scFv clones that bind specifically to the HER2 receptor, a cell surface of breast cancer antigen.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antibody engineering
  • Biosensor
  • Flow cytometry
  • HER2 Receptor
  • Phage display