Оптимизация условий получения и исследование антигенных свойств рекомбинантного белка нуклеокапсида SARS-CoV-2 различных генетических линий

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Обоснование. В условиях постоянного появления новых штаммов SARS-CoV-2 и необходимости определения иммуногенности новых вариантов противовирусных вакцин требуется создание диагностических тест-систем на основе консервативных вирусных белков. Белок нуклеокапсида (N) SARS-CoV-2В может рассматриваться как кандидатный антиген, в то же время релевантность существующих тест-систем на его основе для определения титра антител, выработанных в ответ на инфекцию вирусами других генетических линий, неизвестна.

Цель работы — оптимизация условий получения рекомбинантных N-белков различных линий SARS-CoV-2 и анализ возможности создания на их основе иммуноферментных тест-систем.

Материалы и методы. Бактериальные штаммы-продуценты N-белков получали путем амплификации соответствующих генов и их лигирования в экспрессионный вектор pETDuet-1. Проводили индукцию экспрессии при 20 или 37 °C в течение 1, 2, 4 или 20 ч, используя концентрации индуктора изопропилтиогалактозида 0,1 или 0,5 мМ в присутствии или без добавления 3 % этанола. Белки очищали из биомассы методом металл-аффинной хроматографии и использовали в качестве антигенов для выявления противовирусных антител иммуноферментным методом.

Результаты. Установлено, что достаточная для экспрессии рекомбинантных белков концентрация индуктора составляет 0,1 мМ, время индукции — 1 ч, а необходимая температура 37 °C. Влияния присутствия этанола как стимулирующего экспрессию реагента выявлено не было. При определении титров противовирусных антител с помощью полученных белков была установлена кросс-реактивность сывороток переболевших COVID-19 людей по отношению к антигенам различных линий SARS-CoV-2.

Заключение. Возможность эффективной индукции синтеза белков при минимальной концентрации индуктора и времени культивирования свидетельствует об экономичности их получения, а распознавание этих белков противовирусными антителами — об их нативной структуре. Перекрестная реактивность сывороток крови реконвалесцентов указывает на медленный характер эволюции антигенных свойств N-белка SARS-CoV-2. Таким образом, полученные белки могут быть использованы для создания на их основе диагностических тест-систем.

Об авторах

Александра Яковлевна Рак

Институт экспериментальной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: rak.ay@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0001-5552-9874

канд. биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории иммунологии и профилактики вирусных инфекций отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

Россия, Санкт-Петербург

Светлана Александровна Донина

Институт экспериментальной медицины

Email: sveta.donina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6502-8341
Scopus Author ID: 6602276916

канд. мед. наук, старший научный сотрудник лаборатории иммунологии и профилактики вирусных инфекций отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

Россия, Санкт-Петербург

Ирина Николаевна Исакова-Сивак

Институт экспериментальной медицины

Email: isakova.sivak@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-2801-1508
SPIN-код: 3469-3600
Scopus Author ID: 23973026600

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

Россия, Санкт-Петербург

Лариса Георгиевна Руденко

Институт экспериментальной медицины

Email: vaccine@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0107-9959
SPIN-код: 4181-1372
Scopus Author ID: 7005033248

д-р мед. наук, профессор, заведующая отделом вирусологии им. А.А. Смородинцева

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Wang C., Horby P.W., Hayden F.G., Gao G.F. A novel coronavirus outbreak of global health concern // Lancet. 2020. Vol. 395, No. 10223. P. 470–473. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30185-9
  2. Worldometer of COVID-19 Coronavirus Pandemic [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.worldometers.info/coronavirus. Дата обращения: 10.05.2022.
  3. Amanat F., Stadlbauer D., Strohmeier S. et al. A serological assay to detect SARS-CoV-2 seroconversion in humans // Nat. Med. 2020. Vol. 26, No. 7. P. 1033–1036. doi: 10.1038/s41591-020-0913-5
  4. Zhou P., Yang X.L., Wang X.G. et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin // Nature. 2020. Vol. 579, No. 7798. P. 270–273. doi: 10.1038/s41586-020-2012-7
  5. Bessa L.M., Guseva S., Camacho-Zarco A.R. et al. The intrinsically disordered SARS-CoV-2 nucleoprotein in dynamic complex with its viral partner nsp3a // Sci. Adv. 2022. Vol. 8, No. 3. P. eabm4034. doi: 10.1126/sciadv.abm4034
  6. Gonzalez Lopez Ledesma M.M., Sanchez L., Ojeda D.S. et al. Longitudinal study after Sputnik V vaccination shows durable SARS-CoV-2 neutralizing antibodies and reduced viral variant escape to neutralization over time // mBio. 2022. Vol. 13, No. 1. P. e0344221. doi: 10.1128/mbio.03442-21
  7. Korobova Z.R., Zueva E.V., Arsentieva N.A. et al. Changes in Anti-SARS-CoV-2 IgG subclasses over time and in association with disease severity // Viruses. 2022. Vol. 14, No. 5. P. 941. doi: 10.3390/v14050941
  8. Meschi S., Colavita F., Bordi L. et al. Performance evaluation of Abbott ARCHITECT SARS-CoV-2 IgG immunoassay in comparison with indirect immunofluorescence and virus microneutralization test // J. Clin. Virol. 2020. Vol. 129. P. 104539. doi: 10.1016/j.jcv.2020.104539
  9. Bořecká K., Jamriková V., Sojka P. et al. Measurement of anti-SARS-CoV-2 antibodies nucleocapsid versus spike, ECLIA versus ELISA // Klin. Biochem. Metab. 2021. Vol. 29, No. 1. P. 19–24.
  10. Zhao J., Yuan Q., Wang H. et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019 // Clin. Infect. Dis. 2020. Vol. 17, No. 16. P. 2027–2034. doi: 10.1093/cid/ciaa344
  11. Meyer B., Drosten C., Müller M.A. Serological assays for emerging coronaviruses: challenges and pitfalls // Virus Res. 2014. Vol. 194. P. 175–183. doi: 10.1016/j.virusres.2014.03.018
  12. Magazine N., Zhang T., Wu Y. et al. Mutations and evolution of the SARS-CoV-2 spike protein // Viruses. 2022. Vol. 14, No. 3. P. 640. doi: 10.3390/v14030640
  13. Chhetri G., Kalita P., Tripathi T. An efficient protocol to enhance recombinant protein expression using ethanol in Escherichia coli // MethodsX. 2015. Vol. 2. P. 385–391. doi: 10.1016/j.mex.2015.09.005

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок. Электрофоретический анализ влияния: a — концентрации индуктора и времени индукции на интенсивность экспрессии N-белка SARS-CoV-2 линии Wuhan, дорожка 1 — 0,1 мМ ИПТГ; дорожка 2 — 0,5 мМ ИПТГ; b — добавления этанола на индукцию экспрессии N-белков; c — очищенных N-белков; d — вестерн-блот анализ очищенных N-белков; e — титры противовирусных антител класса IgG, определенные с использованием тест-системы, созданной на основе рекомбинантных N-белков. Приведены средние значения ± стандартные ошибки среднего. ИПТГ — изопропилтиогалактозид; с — контрольные образцы без индукции. * p < 0,001

Скачать (480KB)

© Эко-Вектор, 2022



Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).