Single-domain antibodies as intracellular inhibitors of a bacterial toxin

Autor: Alzogaray, Vanina A.
Přispěvatelé: Goldbaum, Fernando A.
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2010
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
instacron:UBA-FCEN
Popis: Los camélidos poseen anticuerpos que carecen de cadena liviana y de una fracción de la cadena pesada. El sitio de unión al antígeno está formado por el dominio variable de la cadena pesada, denominado VHH. Su largo CDR3 resulta especialmente apto para la unión a epitopes cóncavos, como los sitios activos enzimáticos. Salmonella tyhimurium es una bacteria intracelular patógena que posee una ADP‐ribosiltransferasa denominada SpvB, esencial para la virulencia. SpvB induce la depolimerización de los filamentos de actina, llevando a la muerte celular. En este trabajo de Tesis, mostramos la generación de una biblioteca de expresión en fagos, a partir de linfocitos de llamas inmunizadas con el dominio catalítico de SpvB, para obtener VHHs que reconocen a SpvB e inhiben su actividad enzimática. Los clones de VHHs anti‐SpvB se secuenciaron y clasificaron de acuerdo al CDR3. Fueron seleccionados 5 clones, los cuales se expresaron y purificaron como proteína recombinante. Mediante dos ensayos independientes, mostramos que estos VHHs inhiben a SpvB. Uno de los ensayos nos permitió cuantificar la relación molar VHH:SpvB para lograr un 100% de inhibición identificando así a VHH5, que inhibe a SpvB en relación equimolar. Se transfectaron macrófagos con VHH5 y se infectaron con Salmonella typhimurium. El análisis de las células por microscopía de fluorescencia mostró claramente que VHH5 expresado en el interior celular, tiene la capacidad de proteger su citoesqueleto. Por otro lado, mediante la translocación de SpvB al citoplasma, realizamos un ensayo en células transfectadas con VHH5 para discriminar el efecto de SpvB de otros factores de virulencia. Los resultados mostraron que la expresión intracelular de VHH5 protege el citoesqueleto del efecto citopático causado por SpvB. Estos resultados constituyen una prueba de concepto sobre el uso de anticuerpos de dominio único de llama para la inhibición de enzimas intracelulares. Camelids produce unusual antibodies composed only of heavy chains. The antigen combining site of these antibodies is formed solely by the heavy‐chain variable domain (VHH). Their CDR3s form long finger‐like extensions that can protrude into cavities on antigens, e.g. the active site crevice of enzymes. Salmonella tyhimurium are pathogenic intracellular bacteria that express an ADP‐ ribosyltransferase called SpvB, which is essential for its virulence. SpvB induces the depolymerization of actin filaments leading to cell death. In the present work, we show the generation of an expression phage library from SpvB‐immunized llama lymphocytes to obtain VHHs that inhibit SpvB activity. SpvB‐recognizing VHHs clones were sequenced and classified according to their CDR3. Five independent clones were isolated, and the VHH proteins codified by them were expressed and purified. All VHHs were able to inhibit SpvB in two different assays. We quantitatively analyzed the inhibition of SpvB activity by fluorescence using pyrene‐labelled actin as substrate. VHH5 completely inhibited SpvB activity in an equimolar ratio. Furthermore, VHH5 was subcloned in a vector for eukaryotic expression. As such, eukaryotic cells were transfected and cells expressing VHH5 were infected with Salmonella typhimurium to test their effect on virulence. Fluorescence microscopy analyses clearly showed that VHH5, when expressed as an intrabody, effectively protected cells from wild type SpvB‐ expressing strains of Salmonella. Transfected cells were also protected against the cytotoxic activity of a translocation competent chimeric SpvB‐C2 toxin. These results constitute a proof of principle of the use of single domain antibodies for the specific intracellular inhibition of normal or pathogenic enzymatic functions. Fil: Alzogaray, Vanina A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Databáze: OpenAIRE
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