Producción de una proteína recombinante de interés farmacéutico derivada del virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino (prrsv)

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Universidad Distrital Fransisco José de Caldas

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Resumen

Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) is a disease that causes mortality and severe respiratory problems, such as interstitial pneumonia, in pigs. It is characterized by prolonged viremia, and its replication occurs primarily in pulmonary alveolar macrophages. PRRSV is highly variable and antigenically complex, making it difficult to control and prevent. It is composed of proteins such as the nucleocapsid and the glycoproteins GP2, GP3, GP4, and GP5. The latter is crucial for the interaction of the virus with the host cell and contains immunodominant epitopes that generate an immune response against PRRSV. In Colombia, it is an endemic disease present in more than 11 departments, where 11 strains have been identified. The purpose of this study is the production of a recombinant protein based on the fusion of the GP5 glycoprotein with the heat shock protein Hsp90.3 from Nicotiana benthamiana, used as a carrier, to improve the folding of GP5 in bacterial systems. To this end, the GP5 gene was amplified with PstI and XhoI restriction sites using conventional PCR. The amplified DNA was purified and ligated into the pGEMT (cloning) and pRSET-A (expression) vectors. Subsequently, BL21 competent cells were transformed, and expression parameters of the recombinant protein were standardized. The identity and antigenic capacity of this protein were evaluated by Western blot using monoclonal antibodies and sera from PRRSV-seropositive sows, respectively. The results confirmed the successful amplification and cloning of the GP5 gene (615 bp), yielding 97.84% identity by sequencing, both in its single version and fused with Hsp90.3. Furthermore, the recombinant GP5 protein, weighing 22 kDa, was successfully expressed and identified using anti-His monoclonal antibodies, reacting with sera from seropositive sows circulating in the Atlantic. Additionally, the p35S:GATFH-GP5 vector was constructed to transiently express the protein in plants. These results represent a significant step forward in evaluating the antigenic functionality of the recombinant protein, as well as its potential application in PRRSV diagnosis. This study will allow for future research to validate the expression conditions of GP5 alone and fused to Hsp90.3 from Nicotiana benthamiana in plant systems for pharmaceutical applications against PRRSV.

Descripción

El síndrome reproductivo y respiratorio porcino (PRRSV) es una enfermedad que provoca mortalidad y graves problemas respiratorios, como neumonía intersticial en cerdos. Se caracteriza por una viremia prolongada y su replicación se da principalmente en macrófagos alveolares pulmonares. El PRRSV es altamente variable y antigénicamente complejo, lo que dificulta su control y prevención. Está compuesto por proteínas como la nucleocápside y las glicoproteínas GP2, GP3, GP4 y GP5. Esta última es crucial para la interacción del virus con la célula huésped y contiene epítopos inmunodominantes que generan una respuesta inmune contra el PRRSV. En Colombia es una enfermedad endémica que se presenta en más de 11 departamentos, en donde se han logrado identificar 11 cepas. El propósito de este estudio es la producción de una proteína recombinante basada en la fusión de la glicoproteína GP5 con la proteína de choque térmico Hsp90.3 de Nicotiana benthamiana, utilizada como carrier. Con el propósito de mejorar el plegamiento de GP5 en sistemas bacterianos. Para esto, se amplificó el gen GP5 con sitios de restricción PstI y XhoI mediante PCR convencional. El ADN amplificado se purificó y se ligó a los vectores pGEMT (clonación) y pRSET-A (expresión), posteriormente se transformaron células competentes BL21 y se estandarizaron parámetros de expresión de la proteína recombinante. La identidad y la capacidad antigénica de esta proteína se evaluaron mediante Western blot utilizando anticuerpos monoclonales y sueros de cerdas seropositivas contra PRRSV, respectivamente. Los resultados confirmaron la amplificación y clonación exitosa del gen GP5 (615 pb), obteniendo por secuenciación una identidad del 97.84 %, tanto en su versión sola como fusionada con la Hsp90.3. Asimismo, se logró expresar la proteína recombinante GP5 con un peso de 22 kDa, la cual fue identificada a través de anticuerpos monoclonales anti-His, siendo reactiva frente a sueros seropositivos de cerdas circulantes en el Atlántico. Adicionalmente se construyó el vector p35S:GATFH-GP5 con la intención de expresar la proteína de manera transitoria en plantas. Estos resultados representan un avance importante hacia la evaluación de la funcionalidad antigénica de la proteína recombinante, así como su potencial aplicación en el diagnóstico del PRRSV. Este estudio permitirá desarrollar futuras investigaciones para validar las condiciones de expresión de GP5 sola y fusionada a Hsp90.3 de Nicotiana benthamiana en sistemas vegetales para aplicaciones farmacéuticas contra PRRSV.

Palabras clave

Proteínas recombinantes, Biotecnología farmacéutica, Ingeniería genética, Producción de proteínas

Materias

Licenciatura en Química -- Tesis y disertaciones académicas , Virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino , Prrsv , Proteínas virales

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