دانشگاه آزاد اسلامی
واحد علوم دارویی
دانشکده علوم و فناوریهای نوین
پایان نامه کارشناسی ارشد رشته میکروبیولوژی
طراحی و ساخت واکسن کاندید یونیورسال بر علیه ویروس های پاپیلوماانسانی سویه های ۶٫۱۱٫۱۶٫۱۸٫۳۱٫۴۵
بر پایه پروتئین های L1 و L2
استاد راهنما
دکتر مهدی مهدوی
استاد مشاور
دکتر مجید تبیانیان
نگارنده:
نازیلا قربان حسینی
سال تحصیلی ۱۳۹۳-۱۳۹۲
تشکرو قدردانی :
سپاس خدای را که سخنوران، در ستودن او بمانند و شمارندگان، شمردن نعمت های او ندانند و کوشندگان، حق او را گزاردن نتوانند. و سلام و دورد بر محمّد و خاندان پاک او، طاهران معصوم، هم آنان که وجودمان وامدار وجودشان است؛ و نفرین پیوسته بر دشمنان ایشان تا روز رستاخیز…بدون شک جایگاه و منزلت معلم، اجّل از آن است که در مقام قدردانی از زحمات بی شائبه ی او، با زبان قاصر و دستان ناتوان چیزی بنگاریم اما از آنجایی که تجلیل از معلم، سپاس از انسانی است که هدف و غایت آفرینش را تامین می کند و سلامت امانت هایی را که به دستش سپرده اند، تضمین؛ بر حسب وظیفه
از استاد راهنمای محترم، جناب آقای دکتر مهدی مهدوی که دلسوزانه همپای من در تمامی مراحل این پژوهش تلاش کردند و در حمایت مالی و علمی این پژوهش نقش بسزایی داشتند و من افتخار شاگردی ایشان را داشتم، کمال تشکر و سپاس‌گزاری را دارم.
از استاد فرهیخته و بزرگوار، جناب آقای دکتر مسعود امین زاده، عضو هیات علمی ویروس شناسی و ایمنی شناسی، که در حمایت علمی این پژوهش نقش بسیار زیادی داشتند و در تمامی مراحل من را دلسوزانه همراهی کردند ، نهایت تشکر، قدردانی و سپاس را دارم.
از جناب آقای دکتر مجید تبیانیان که مشاوره این پایان نامه را برعهده داشتند و در حمایت علمی این پژوهش نقش مهمی داشتند، سپاس‌گزارم.
از جناب آقای دکتر مرتضی تقی زاده در موسسه واکسن و سرم سازی رازی کرج، که در همکاری و حمایت علمی و عملی این پژوهش نقش بسزایی داشتند، بسیار سپاسگزار هستم.
از داوران گرانقدر، استاد صبور و با تقوا جناب آقای دکتر مسعود امین زاده و مدیریت محترم گروه سرکار خانم دکتر ستاره حقیقت که زحمت داوری این رساله را متقبل شدند، کمال تشکر و قدردانی را دارم.
از آقای آرین رحیمی، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته میکروبیولوژی که در تمامی مراحل من را یاری رساندند، نهایت سپاس و تشکر را دارم.
از خانم مهسا رضایی، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته میکروبیولوژی که دلسوزانه از ابتدا در کنار من و پیگیر موضوع پایان نامه بودند، سپاس و قدردانی دارم.
باشد که این خردترین، بخشی از زحمات آنان را سپاس گوید.
تقدیم به:
مادر و پدر مهربانم که افتخار فرزندیشان همواره برایم با لذت چشیدن قطره ای از دریای معرفت همراه بوده است.

و
برادر بسیار عزیزم که همراهی او دلگرمی و ادامه تحصیل را برایم فراهم نمود.
خلاصه
سرطان گردن رحم بعد از سرطان سینه دومین سرطان شایع زنان در سراسر جهان می باشد. بیش از ۹۰% سرطان های گردن رحم ، واجد پاپیلوما ویروس های انسانی (HPV)هستند. بیش از ۱۰۰ نوع مختلف پاپیلوما ویروس انسانی وجود دارد که بیش از ۴۰ گونه ژنوتیپی این ویروس ها، عفونت زا هستند و از آن میان حدود ۱۵ ژنوتیپ، کارسینوژن هستند که تحت عنوان ژنوتیپ های high-risk نام برده می شوند و ژنوتیپ ۱۸ و ۱۶ در بین آنها عامل بیش از ۹۰ % سرطان های مرتبط با این ویروس هستند. پروتئین کپسید L1 پاپیلوما ویروس ها زمانی که در سیستم های بیان کننده پروتئین های یوکاریوتی و پروکاریوتی بیان می شوند ذرات ویروسی مانند غیر عفونی را تشکیل می دهند که باعث القاء پاسخ آنتی بادی خنثی کننده ضد HPVs می شوند. این پروتئین اکنون نیز به عنوان واکسن استفاده می شود و احتمالا وجود پروتئین۲ L در واکسن میتواند از طیف گسترده تری از تیپ های ویروسی پیشگیری کند، هرچند که اپی توپ های خنثی کننده آن شبیه به L1 توانایی حفاظت کنندگی را ندارند اما اپی توپ های آن واکنش های متقاطع را به خوبی القا می نمایند. در حال حاضر واکسن هایی که برای ویروس HPV وجود دارد، نمی تواند تمام سروتیپ های پر خطر آن را پوشش دهد و از لحاظ قیمت نیز پر هزینه است.
در تحقیق حاضر طراحی یک واکسن یونیورسال چند اپی توپی برای پروتئین های ساختمانی اصلی ویروس های HPV که شامل L1/L2 است با بهره گرفتن از استراتژی های ایمونو انفورماتیک در بررسی ۶ نوع پرخطر ویروس HPV سویه های ۶،۱۱،۱۶،۱۸،۳۱،۴۵، تلاش در طراحی و ساخت واکسنی شده است که این سروتیپ ها را پوشش دهد ، در این خصوص اقدام به شناسایی بهترین اپی توپ های برانگیخته کننده لنفوسیت هایB ، برای پیشگیری از وقوع بیماری های مرتبط در جهت مطالعه به عنوان کاندید یونیورسال واکسن شد به این ترتیب با در نظر گرفتن بیشترین سطح تحریک شوندگی لنفوسیت های B- اپی توپ های پروتئین های کپسیدی L1 وL2، از نظر قابل دسترس ترین اپی توپ ها با توجه به طراحی سه بعدی آن ها، در نظر گرفتن نواحی N گلیکوزیله شده، هیدروفیلیسیته و آنتی ژنسیته، بهترین اپی توپ ها شامل بیست اپی توپ بیست اسید آمینه ای انتخاب و پس از آنالیزهای مثبت، ساختار نهایی مشتمل بر چهارصد اسید آمینه به صورت DNA طراحی شد و به صورت ۱۲۰۰ نوکلئوتید ترجمه معکوس گردید، سپس در جهت بهترین بیان در E.coli بهینه سازی شد. آنزیم های برش گر BamHI و HindIII به ابتدا و انتهای توالی اضافه و سپس در غالب یک ساختار ژنی در کنار یکدیگر قرار داده شد. ژن طراحی شده مذکور ، توسط شرکت بیوماتیک سنتز شده و در پلاسمید pET28a کلون گردید. پس از دریافت پلاسمید مذکور، در سلول های E.coli BL21DE3 ترانسفرم گردید. بیان پلاسمید نوترکیب در سلول های باکتری با اضافه نمودن ۱میلی مولار IPTG در طول ۴ ساعت کشت انجام شد و سپس پروتئین توسط ستون کروماتوگرافی Ni-NTA خالص شد و خلوص با تکنیک SDS-page تائید شد و سپس در برابر آنتی بادی anti-His در وسترن بلات مورد تایید قرار گرفت. جهت بررسی ایمنی زایی، واکسن کاندید همراه با ادجوانت فروند ناقص همراه با گروه کنترل PBS به گروه های موشی BALB/c (n=6 ) دو بار و به فاصله ۲ هفته بصورت زیر پوستی تزریق شدند که میزان تزریق در هر سری ۱۰ میکروگرم بود. یک هفته پس از دومین واکسیناسیون موش ها ،توتال آنتی بادی ها به روش الایزای غیر مستقیم ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که واکسن کاندید تولید شده در میزبان باکتریایی و خالص شده به وسیله ی Ni-NTA، یک باند در حدود ۴۵ کیلو دالتون در وسترن بلات نشان داد. همچنین واکسیناسیون با واکسن کاندید یونیورسال بر پایه ی L1/L2 HPVs منجر به افزایش قابل توجه در پاسخ ایمنی همورال در مقایسه با گروه کنترل شد.
واژه های کلیدی : پاپیلوما ویروس انسانی، پروتئین کپسید L1 و L2 ، چند اپی توپی، یونیورسال واکسن
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه …………………………………………………………………………………………………………….۱
مقدمه: ۲
فصل دوم: کلیات و مروری بر مطالعات گذشته………………………………………………………………………۸
۲-۱- تاریخچه ۹
۲-۲- طبقه بندی ۱۵
۲-۳- ساختمان ویریون ۱۶
۲-۴- ساختمان و سازماندهی ژنوم ۱۶
۲-۵- تکثیر ویروس ۱۸
۲-۵-۱- اتصال ورود ، پوشش برداری ۱۹
۲-۵-۲- پروموترهای ویروسی و تنظیم نسخه برداری ۱۹
۲-۵-۳ - سرهم بندی و رها شدن ویروس ۲۱
۲-۵-۴- همانند سازی DNA ویروس ۲۱
۲-۶- الحاق DNA ویروسی در ژنوم انسان ۲۳
۲-۷- پروتئین های ویروسی ۲۴
۲-۷-۱- پروتئین های اولیه E1 تا E6 24
۲-۷-۲- پروتئین E7 25
۲-۷-۳- پروتئین های L1 و L2 28