Published January 1, 2020
| Version v1
Publication
Open
Evaluation of a modified method of extraction, purification, and characterization of lipopolysaccharide (O antigen) from Salmonella Typhimurium
Description
Lipopolysaccharide (LPS) is an integral part of the outer cell membrane complex of Gram-negative bacteria. It plays an important role in the induction and stimulation of the immune system. Various LPS purification protocols have been developed. However, analysis of their efficacy is limited by contamination during downstream applications or the public health hazard of LPS. The aim of this study was to evaluate a modified method for extracting LPS as well as assess the purity of the extracted LPS by high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis. Further, we evaluated its immunopotentiating function by measuring the relative RNA expression levels of splenic immune-related genes such as interleukin 1β (IL-1β) and interferon-γ (IFN-γ), after intramuscular injection of increasing concentrations of the extracted LPS in specific pathogen-free (SPF) chick.Isolation, identification, and serotyping of Salmonella Typhimurium were performed using chicken flocks. We then performed molecular typing of Salmonella isolates using conventional polymerase chain reaction (PCR). A new protocol for purification of LPS from Salmonella isolate (S. Typhimurium) was conducted. HPLC analysis of the extracted LPS in the current study was compared to existing methods. An in vivo study was performed to evaluate the ability of LPS to induce an immune response by measuring relative IFN-γ and IL-1β gene expression after injecting increasing concentrations of the extracted LPS into SPF chicks.Isolation and serotyping revealed that Salmonella enterica was of the serovar Typhimurium. Confirmation was conducted by molecular typing through conventional PCR. Fractionation of the LPS extract by HPLC revealed a high degree of purity comparable with standard commercial LPS. These results demonstrate the high purity of extracted LPS based on our modified method using propanol and sodium hydroxide mixture. Intramuscular injection of the extracted LPS in 22 day-old SPF chicks, compared to the negative control, revealed significant upregulation of IFN-γ and slight downregulation of IL-1β.The new modified method can be used for high purity LPS extraction and demonstrates effective immunopotentiating activity.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
عديد السكاريد الشحمي (LPS) هو جزء لا يتجزأ من مجمع غشاء الخلية الخارجي للبكتيريا سالبة الجرام. يلعب دورًا مهمًا في تحريض وتحفيز الجهاز المناعي. تم تطوير العديد من بروتوكولات تنقية LPS. ومع ذلك، فإن تحليل فعاليتها محدود بسبب التلوث أثناء التطبيقات النهائية أو مخاطر الصحة العامة لـ LPS. كان الهدف من هذه الدراسة هو تقييم طريقة معدلة لاستخراج LPS بالإضافة إلى تقييم نقاء LPS المستخرج من خلال تحليل كروماتوغرافيا السائل عالي الأداء (HPLC). علاوة على ذلك، قمنا بتقييم وظيفته المثبطة للمناعة من خلال قياس مستويات التعبير النسبي عن الحمض النووي الريبي للجينات المرتبطة بالمناعة الطحالية مثل الإنترلوكين 1 β (IL -1 β) والإنترفيرون γ (IFN - γ)، بعد الحقن العضلي لتركيزات متزايدة من LPS المستخرجة في كتكوت محدد خالٍ من مسببات الأمراض (SPF). تم إجراء العزل وتحديد الهوية والتنميط المصلي للسالمونيلا التيفيموريوم باستخدام قطعان الدجاج. ثم أجرينا الكتابة الجزيئية لعزلات السالمونيلا باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل التقليدي (PCR). تم إجراء بروتوكول جديد لتنقية LPS من عزل السالمونيلا (S. Typhimurium). تمت مقارنة تحليل HPLC لـ LPS المستخرجة في الدراسة الحالية بالطرق الحالية. تم إجراء دراسة في الجسم الحي لتقييم قدرة LPS على إحداث استجابة مناعية عن طريق قياس التعبير الجيني النسبي IFN - γ و IL -1 β بعد حقن تركيزات متزايدة من LPS المستخرجة في فراخ SPF. وكشف العزل والتنميط المصلي أن السالمونيلا المعوية كانت من التيفيموريوم المصلي. تم إجراء التأكيد عن طريق الكتابة الجزيئية من خلال تفاعل البوليميراز المتسلسل التقليدي. كشف تجزئة مستخلص LPS بواسطة HPLC عن درجة عالية من النقاء مماثلة لمستخلص LPS التجاري القياسي. توضح هذه النتائج النقاء العالي لـ LPS المستخرج بناءً على طريقتنا المعدلة باستخدام خليط البروبانول وهيدروكسيد الصوديوم. كشف الحقن العضلي لـ LPS المستخرج في فراخ SPF البالغة من العمر 22 يومًا، مقارنةً بالتحكم السلبي، عن زيادة كبيرة في IFN - γ وتقليل بسيط في IL -1 β. يمكن استخدام الطريقة المعدلة الجديدة لاستخراج LPS عالي النقاء وإظهار نشاط تحفيز مناعي فعال.Translated Description (French)
Le lipopolysaccharide (LPS) fait partie intégrante du complexe membranaire cellulaire externe des bactéries à Gram négatif. Il joue un rôle important dans l'induction et la stimulation du système immunitaire. Divers protocoles de purification des LPS ont été développés. Cependant, l'analyse de leur efficacité est limitée par la contamination lors des applications en aval ou le danger pour la santé publique des LPS. L'objectif de cette étude était d'évaluer une méthode modifiée d'extraction du LPS ainsi que d'évaluer la pureté du LPS extrait par analyse par chromatographie liquide haute performance (CLHP). En outre, nous avons évalué sa fonction immunopotentialisante en mesurant les niveaux relatifs d'expression d'ARN de gènes spléniques liés à l'immunité tels que l'interleukine 1β (IL-1β) et l'interféron-γ (IFN-γ), après injection intramusculaire de concentrations croissantes du LPS extrait dans des poussins exempts de pathogènes spécifiques (SPF). L'isolement, l'identification et le sérotypage de Salmonella Typhimurium ont été effectués à l'aide de troupeaux de poulets. Nous avons ensuite effectué le typage moléculaire des isolats de Salmonella en utilisant la réaction en chaîne par polymérase (PCR) conventionnelle. Un nouveau protocole de purification du LPS de l'isolat de Salmonella (S. Typhimurium) a été mené. L'analyse HPLC du LPS extrait dans la présente étude a été comparée aux méthodes existantes. Une étude in vivo a été réalisée pour évaluer la capacité du LPS à induire une réponse immunitaire en mesurant l'expression relative des gènes IFN-γ et IL-1β après injection de concentrations croissantes du LPS extrait dans des poussins SPF. L'isolement et le sérotypage ont révélé que Salmonella enterica était du sérovar Typhimurium. La confirmation a été effectuée par typage moléculaire par PCR conventionnelle. Le fractionnement de l'extrait de LPS par HPLC a révélé un haut degré de pureté comparable au LPS commercial standard. Ces résultats démontrent la grande pureté du LPS extrait sur la base de notre méthode modifiée utilisant un mélange de propanol et d'hydroxyde de sodium. L'injection intramusculaire du LPS extrait chez des poussins SPF âgés de 22 jours, par rapport au contrôle négatif, a révélé une régulation à la hausse significative de l'IFN-γ et une légère régulation à la baisse de l'IL-1β. La nouvelle méthode modifiée peut être utilisée pour l'extraction du LPS de haute pureté et démontre une activité immunopotentialisante efficace.Translated Description (Spanish)
El lipopolisacárido (LPS) es una parte integral del complejo de la membrana celular externa de las bacterias Gram-negativas. Desempeña un papel importante en la inducción y estimulación del sistema inmunitario. Se han desarrollado varios protocolos de purificación de LPS. Sin embargo, el análisis de su eficacia está limitado por la contaminación durante las aplicaciones posteriores o el peligro para la salud pública del LPS. El objetivo de este estudio fue evaluar un método modificado para extraer LPS, así como evaluar la pureza del LPS extraído mediante análisis de cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC). Además, evaluamos su función inmunopotenciadora midiendo los niveles relativos de expresión de ARN de genes relacionados con el sistema inmunitario esplénico, como la interleucina 1β (IL-1β) y el interferón-γ (IFN-γ), después de la inyección intramuscular de concentraciones crecientes del LPS extraído en pollitos libres de patógenos específicos (SPF). El aislamiento, la identificación y el serotipado de Salmonella Typhimurium se realizaron utilizando parvadas de pollos. A continuación, realizamos la tipificación molecular de los aislados de Salmonella utilizando la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) convencional. Se llevó a cabo un nuevo protocolo para la purificación de LPS del aislado de Salmonella (S. Typhimurium). El análisis de HPLC del LPS extraído en el estudio actual se comparó con los métodos existentes. Se realizó un estudio in vivo para evaluar la capacidad de LPS para inducir una respuesta inmune midiendo la expresión relativa de los genes IFN-γ e IL-1β después de inyectar concentraciones crecientes del LPS extraído en pollos SPF. El aislamiento y la serotipificación revelaron que Salmonella enterica era del serovar Typhimurium. La confirmación se realizó mediante tipificación molecular a través de PCR convencional. El fraccionamiento del extracto de LPS por HPLC reveló un alto grado de pureza comparable con el LPS comercial estándar. Estos resultados demuestran la alta pureza del LPS extraído en base a nuestro método modificado utilizando una mezcla de propanol e hidróxido de sodio. La inyección intramuscular del LPS extraído en pollos SPF de 22 días de edad, en comparación con el control negativo, reveló una regulación positiva significativa de IFN-γ y una ligera regulación negativa de IL-1β. El nuevo método modificado se puede utilizar para la extracción de LPS de alta pureza y demuestra una actividad inmunopotenciadora efectiva.Files
6.pdf.pdf
Files
(226 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5360980bad11bf9723da89687501effc
|
226 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم طريقة معدلة لاستخراج وتنقية وتوصيف عديد السكاريد الشحمي (O antigen) من السالمونيلا التيفيموريوم
- Translated title (French)
- Évaluation d'une méthode modifiée d'extraction, de purification et de caractérisation du lipopolysaccharide (antigène O) de Salmonella Typhimurium
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de un método modificado de extracción, purificación y caracterización de lipopolisacárido (antígeno O) de Salmonella Typhimurium
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3096492118
- DOI
- 10.14202/vetworld.2020.2338-2345
References
- https://openalex.org/W1557174619
- https://openalex.org/W1589929208
- https://openalex.org/W1927962048
- https://openalex.org/W1976087502
- https://openalex.org/W1978116622
- https://openalex.org/W1979173190
- https://openalex.org/W1995672946
- https://openalex.org/W2000556659
- https://openalex.org/W2007257715
- https://openalex.org/W2047288044
- https://openalex.org/W2059406122
- https://openalex.org/W2073589185
- https://openalex.org/W2100034360
- https://openalex.org/W2111105047
- https://openalex.org/W2116174832
- https://openalex.org/W2116789340
- https://openalex.org/W2117590316
- https://openalex.org/W2132721938
- https://openalex.org/W2165178639
- https://openalex.org/W2191377326
- https://openalex.org/W2404327205
- https://openalex.org/W2507772523
- https://openalex.org/W2580184695
- https://openalex.org/W2688298356
- https://openalex.org/W2802100684
- https://openalex.org/W2804741018
- https://openalex.org/W2901140576
- https://openalex.org/W2911570442
- https://openalex.org/W2913109339
- https://openalex.org/W2920638990
- https://openalex.org/W2921132412
- https://openalex.org/W2946119452
- https://openalex.org/W2990337693
- https://openalex.org/W4256260772
- https://openalex.org/W4256345606
- https://openalex.org/W4298412962