Оценка иммуногенных и протективных свойств рекомбинантных вирусов гриппа, экспрессирующих фрагменты ScaAB белка стрептококков группы В, на модели мышей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Стрептококки группы В (СГВ) вызывают ряд тяжелых заболеваний у людей. Разработка эффективной вакцины для профилактики инфекций, вызванных СГВ, требует специальных подходов. В настоящем исследовании были сконструированы три рекомбинантных штамма вируса гриппа на основе штамма живой гриппозной вакцины подтипа H7N9, экспрессирующие фрагменты липопротеина ScaAB Streptococcus agalactiae, присоединенные гибким линкером к поверхностному белку вируса – гемагглютинину. Были успешно получены штаммы со вставками ScaAB размером 85, 141 и 200 аминокислот. Рекомбинантные штаммы были способны к росту в развивающихся куриных эмбрионах и культуре клеток MDCK и сохранили температурочувствительный фенотип, характерный для вакцинных вирусов. В результате экспериментальной оценки иммуногенности и протективной активности вакцинных кандидатов на мышах линии BALB/c наиболее перспективным оказался штамм со вставкой в 141 аминокислоту: данный вариант обладал оптимальными показателями иммуногенности против гриппа и СГВ и оказывал защитное действие против обоих патогенов. Это указывает на перспективность дальнейшего изучения рекомбинантной векторной вакцины H7-ScaAB-141 в качестве ассоциированной вирус-бактериальной вакцины, обеспечивающей комбинированную защиту как против вируса гриппа, так и против бактериальных инфекций, вызываемых стрептококками группы В.

Об авторах

Е. А. Степанова

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Автор, ответственный за переписку.
Email: fedorova.iem@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8670-8645
SPIN-код: 8010-3047

канд. биол. наук, старший научный сотрудник отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

Россия, Санкт-Петербург, Россия

И. Н. Исакова-Сивак

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: isakova.sivak@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-2801-1508
SPIN-код: 3469-3600

д-р биол. наук­, заведующая лаборатории иммунологии и профилактики вирусных инфекций отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

Россия, Санкт-Петербург, Россия

В. А. Матюшенко

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: matyshenko@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-4698-6085
SPIN-код: 1857-1769

научный сотрудник отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

Россия, Санкт-Петербург, Россия

А. С. Матушкина

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: anastasiia.evsina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9045-0683
SPIN-код: 5437-8402

научный сотрудник отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

Россия, Санкт-Петербург, Россия

Т. А. Смолоногина

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: smolonogina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2886-6987
SPIN-код: 5419-7677

канд. биол. наук, старший научный сотрудник отдела вирусологии им. А.А. Смо­родинцева

Россия, Санкт-Петербург, Россия

С. А. Донина

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: sveta.donina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6502-8341
SPIN-код: 6961-3849

канд. биол. наук­, старший научный сотрудник отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

Россия, Санкт-Петербург, Россия

Г. Ф. Леонтьева

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: galeonte@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9876-6594
SPIN-код: 5204-9252

канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник отдела молекулярной микробиологии

Россия, Санкт-Петербург, Россия

А. Н. Суворов

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: alexander_suvorov1@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2312-5589
SPIN-код: 8062-5281

д-р мед. наук, профессор, член-корреспондент РАН, заведующий отделом молекулярной микробиологии

Россия, Санкт-Петербург, Россия

Л. Г. Руденко

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: vaccine@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0107-9959
SPIN-код: 4181-1372

д-р мед. наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, заведующий отделом вирусологии им. А.А. Сморо­динцева

Россия, Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Gransden WR, Eykyn SJ, Phillips I. Septicaemia in the newborn and elderly. J Antimicrob Chemother. 1994;34 Suppl A:
  2. -119. https://doi.org/10.1093/jac/34.suppl_A.101.
  3. Heath PT. Status of vaccine research and development of vaccines for GBS. Vaccine. 2016;34(26):2876-2879. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.12.072.
  4. Грабовская К.Б., Леонтьева Г.Ф., Мерингова Л.Ф., и др. Протективные свойства некоторых поверхностных белков стрептококков группы В // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2007. – № 5. – С. 44–50. [Grabovskaya KB, Lеontyeva GF, Mеringova LF, et al. Protective properties of certain external proteins of group B streptococci. Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2007;(5):44-50. (In Russ.)]
  5. Суворов А.Н., Грабовская К.Б., Леонтьева Г.Ф., и др. Рекомбинантные фрагменты консервативных белков стрептококков группы В как основа специфической вакцины // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2010. – № 2. – С. 44–50. [Suvorov AN, Grabovskaya KB, Lеontyeva GF, et al. Recombinant fragments of conservative proteins of group B streptococci as a basis of specific vaccine. Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2010;(2):44-50. (In Russ.)]
  6. Суворов А.Н., Леонтьева Л.Ф., Ермоленко Е.И., и др. Рекомбинантные вакцины и пробиотики как возможные средства защиты от стрептококковых заболеваний // Медицинский академический журнал. – 2010. – Т. 10. – № 2. – С. 32–39. [Suvorov AN, Lеontyeva GF, Ermolenko EI, et al. Recombinant vaccines and probiotics as possible means of protection from streptococcal infections. Medical academic journal. 2010;10(2):32-39. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17816/MAJ10232-39.
  7. Draper SJ, Heeney JL. Viruses as vaccine vectors for infectious diseases and cancer. Nat Rev Microbiol. 2010;8(1):62-73. https://doi.org/10.1038/nrmicro2240.
  8. Smolonogina TA, Isakova-Sivak IN, Kotomina TS, et al. Generation of a vaccine against group B streptococcal infection on the basis of cold-adapted influenza A vurus. Mol Gen Microbiol Virol. 2019;34(1):25-34. https://doi.org/10.3103/S0891416819010087.
  9. Fedorova EA, Smolonogina TA, Isakova-Sivak IN, et al. Modelling of 3D structure of chimeric constructs based on hemagglutinin of influenza virus and immunogenic epitopes of Streptococcus agalactiae. Bull Exp Biol Med. 2018;164(6):743-748. https://doi.org/10.1007/s10517-018-4071-4.
  10. WHO Global Influenza Surveillance Network. Manual for the laboratory diagnosis and virological surveillance of influenza. Geneva: World Health Organization; 2011. Available from: http://154.72.196.19/sites/default/files/resource/Manual%20for%20the%20Laboratory%20diagnosis%20and%20virological%20surveillance%20of%20influenza.pdf.
  11. Reed LJ, Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints 12. Am J Epidemiol. 1938;27(3):493-497. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a118408.
  12. Huber VC, Peltola V, Iverson AR, McCullers JA. Contribution of vaccine-induced immunity toward either the HA or the NA component of influenza viruses limits secondary bacterial complications. J Virol. 2010;84(8):4105-4108. https://doi.org/10.1128/JVI.02621-09.
  13. Isakova-Sivak I, Tretiak T, Rudenko L. Cold-adapted influenza viruses as a promising platform for viral-vector vaccines. Expert Rev Vaccines. 2016;15(10):1241-1243. https://doi.org/10.1080/14760584.2016.1208088.
  14. Li J, Arévalo MT, Zeng M. Engineering influenza viral vectors. Bioengineered. 2013;4(1):9-14. https://doi.org/10.4161/bioe.21950.
  15. Rudenko LG, Desheva JA, Korovkin S, et al. Safety and immunogenicity of live attenuated influenza reassortant H5 vaccine (phase I-II clinical trials). Influenza Other Respir Viruses. 2008;2(6):203-209. https://doi.org/10.1111/j.1750-2659.2008.00064.x.
  16. Rudenko LG, Arden NH, Grigorieva EP, et al. Immunogenicity and efficacy of Russian live attenuated and US inactivated influenza vaccines used alone and in combination in nursing home residents. Vaccine. 2000;19(2-3):308-318. https://doi.org/10.1016/s0264-410x(00)00153-5.
  17. Rudenko LG, Lonskaya NI, Klimov AI, et al. Clinical and epidemiological evaluation of a live, cold-adapted influenza vaccine for 3-14-year-olds. Bull World Health Organ. 1996;74(1):77-84.
  18. Isakova-Sivak I, Chen LM, Matsuoka Y, et al. Genetic bases of the temperature-sensitive phenotype of a master donor virus used in live attenuated influenza vaccines: A/Leningrad/134/17/57 (H2N2). Virology. 2011;412(2):297-305. https://doi.org/10.1016/j.virol.2011.01.004.
  19. Isakova-Sivak IN, Matyushenko VA, Stepanova EA, et al. Recombinant live attenuated influenza vaccine viruses carrying conserved T-cell epitopes of human adenoviruses induce functional cytotoxic T-cell responses and protect mice against both infections. Vaccines (Basel). 2020;8(2):196. https://doi.org/10.3390/vaccines8020196.
  20. Kotomina T, Isakova-Sivak I, Stepanova E, et al. Neutralizing epitope of the fusion protein of respiratory syncytial virus embedded in the HA molecule of LAIV virus is not sufficient to prevent RS virus pulmonary replication but ameliorates lung pathology following RSV infection in mice. Open Microbiol J. 2020;14(1):147-156. https://doi.org/10.2174/1874285802014010147.
  21. Matyushenko V, Kotomina T, Kudryavtsev I, et al. Conserved T-cell epitopes of respiratory syncytial virus (RSV) delivered by recombinant live attenuated influenza vaccine viruses efficiently induce RSV-specific lung-localized memory T cells and augment influenza-specific resident memory T-cell responses. Antiviral Res. 2020;182:104864. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2020.104864.
  22. Vorobieva EI, Meringova LF, Leontieva GF, et al. Analysis of recombinant group B streptococcal protein ScaAB and evaluation of its immunogenicity. Folia Microbiol (Praha). 2005;50(2):172-176. https://doi.org/10.1007/BF02931468

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Fig. 1. Visualization of spatial structure of influenza H7 hemagglutinin with insertion of bacterial antigenic cassettes. The ScaAB cassette is shown on one monomer for better perception. The cassette is linked to N-terminus of HA with a flexible linker. The figure was prepared with UCSF Chimera 1.11.2 software

Скачать (400KB)
Метаданные
3. Fig. 2. Titers of recombinant viruses in developing chicken embryos at different temperatures. EID50 — 50% egg infectious dose. Data are shown as Mean ± standard deviation. The differences between groups were assessed by ANOVA (significant for all three temperatures) with post-hoc Dunnett’s test. Significant differences (Dunnett’s test) are indicated as follows: * p ≤ 0.05, ** p ≤ 0.005. The dotted line indicates detection limit

Скачать (64KB)
Метаданные
4. Fig. 3. Replication of experimental vectored vaccines in MDCK cell culture. Data are shown as Mean ± standard deviation. Mean values are indicated on graph. The diffe­rences between groups were assessed by Kruskal-Wallis test (p = 0.0001) with post-hoc Dunn’s test. Significant differences (Dunn’s test) are indicated as follows: * p ≤ 0.05

Скачать (45KB)
Метаданные
5. Fig. 4. Replication of experimental vectored vaccines in respiratory tract of BALB/c mice at 3 d.p.i. Data are shown as Mean ± standard deviation. The differences between groups were assessed by Kruskal-Wallis test (p = 0.03 for nasal turbinates; p = 0.04 for lungs) with post-hoc Dunn’s test. Significant differences (Dunn’s test) compared to H7N9 control LAIV are indicated as follows: * p ≤ 0.05. The dotted line indicates detection limit

Скачать (79KB)
Метаданные
6. Fig. 5. Levels of influenza- or GBS-specific IgG in sera of BALB/c mice, immunized with experimental vectored vaccines. Mice were twice immunized with vaccine viruses at a dose of 6,0 lg EID50/50 µl. Sera were taken at day 21 after the 2nd dose. Levels of IgG to influenza (a) or ScaAB protein (b) were assessed in ELISA. Data are shown as Median with Q1-Q3 range. The differences between groups were assessed by Kruskal-Wallis test (p = 0.001) with post-hoc Dunn’s test. Significant differences (Dunn’s test) compared to PBS group are indicated as follows: * p ≤ 0.05, ** p ≤ 0.005, *** p ≤ 0.0005. The dotted line indicates detection limit

Скачать (92KB)
Метаданные
7. Fig. 6. Protective efficacy of experimental vectored vaccines in experiment with challenge with influenza (a) or GBS (b) strain. Mice were twice immunized with vaccine viruses at a dose of 6,0 lg EID50/50 µl. 3 weeks after the 2nd dose animals were challenged with GBS or influenza (H7N9-PR8 strain). Part of H7N9-challenged animals were inoculated with GBS strain 24h later (group Virus+GBS). Replication of virus in lungs was assessed at 3 dpi, titers of GBS were assessed 5 hours after challenge. Data are shown as Median with Q1-Q3 range. The differences between groups were assessed by Kruskal-Wallis test (p ≤ 0.05) with post-hoc Dunn’s test. Significant differences (Dunn’s test) compared to PBS group are indicated as follows: * p ≤ 0.05. ** p ≤ 0.005 and are shown as lines for discrete pairs

Скачать (106KB)
Метаданные

© Степанова Е.А., Исакова-Сивак И.Н., Матюшенко В.А., Матушкина А.С., Смолоногина Т.А., Донина С.А., Леонтьева Г.Ф., Суворов А.Н., Руденко Л.Г., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».