Introduction. Influenza is a socially significant infection that causes profound damage to populational health and national economy annually. Preventive vaccination is the most effective means to manage influenza and its complications. Diverse influenza vaccines exist, but their common drawback is the narrow specificity, the need for annual renewal of the strain composition, not always satisfactory immunogenicity and effectiveness. In this regard, close attention is paid to developing universal influenza vaccines aimed to induce cross-reactive immune-related cues against most conserved parts of viral proteins. Antibodies against neuraminidase (NA) are able to provide heterosubtypic protection, which is important due to potential threat posed by influenza viruses differed in hemagglutinin and neuraminidase sequence in comparison to currently circulating viruses. The present study is aimed to search for new and analysis of earlier predicted NA linear B-cell epitopes conserved among all influenza A virus subtypes. Results. Eight conserved linear B-cell epitopes were identified around the active site of neuraminidase, three of which (MNPNQKIITIGS, ILRTQESEC, and DNWKGSNRP) were synthesized de novo, conjugated with bovine serum albumin to be next used for mouse immunization. IgG antibodies were detected by ELISA in the sera of immunized mice. Antibodies were found to specifically bind to various influenza A viruses containing NA subtypes N1, N2, N3, and N9. Immunization with NA peptides did not protect mice from substantial body weight loss after infection with lethal H1N1 influenza virus. However, all immunized mice survived during the observation period, whereas in the control group the survival rate was as low as 28.6%. Analyzing lung viral load in the mice infected with the H1N1 virus revealed no differences in virus titers on either day 4 or 8 post-infection. Nevertheless, the protective effect lacked after the mice were challenged with lethal H7N9 influenza virus: Mortality rate, body weight loss, and lung virus titers were comparable in immunized and control mice. Conclusions. The data obtained evidenced about serum cross-reactive anti-NA antibodies induced by immunization with NA peptides, as well as protective efficacy against infection caused by H1N1 virus, but not H7N9 virus. Such results hold promise and indicate that NA linear B-cell epitopes can be used for designing epitope-directed influenza vaccines, but a deeper and more comprehensive study on the specificity of conserved NA epitopes, as well as optimization of immunization schemes for achieving higher protective efficacy are required.
Введение. Грипп входит в число широко распространенных инфекций, ежегодно наносящих значительный ущерб здоровью населения и экономике страны. Наиболее эффективным способом борьбы с гриппом и его осложнениями является вакцинопрофилактика. Существуют разнообразные вакцины против гриппа, однако все они имеют общие недостатки, к которым относятся узкая специфичность, необходимость ежегодного обновления штаммового состава, не всегда удовлетворительная иммуногенность, а следовательно, и эффективность. В связи с этим пристальное внимание уделяется проблеме разработки универсальных гриппозных вакцин, направленных на индукцию перекрестно реагирующих факторов иммунного ответа к наиболее консервативным участкам вирусных белков. Антитела против нейраминидазы (NA) способны обеспечивать гетеросубтипическую защиту, что важно ввиду потенциальной угрозы со стороны вирусов гриппа, имеющих иные гемагглютинин и нейраминидазу по сравнению с вирусами, циркулирующими в настоящее время. Данное исследование посвящено поиску новых и анализу ранее предсказанных линейных B-клеточных эпитопов NA, консервативных для всех подтипов вируса гриппа А. Результаты. Было обнаружено 8 консервативных линейных В-клеточных эпитопов, расположенных вокруг активного центра нейраминидазы, три из которых (MNPNQKIITIGS, ILRTQESEC и DNWKGSNRP) были синтезированы de novo, конъюгированы c бычьим сывороточным альбумином и далее использованы для иммунизации мышей. С помощью иммуноферментного анализа в сыворотках иммунизированных мышей выявлялись специфические IgG антитела к различным вирусам гриппа А, содержащим NA подтипов N1, N2, N3 и N9. Иммунизация NA-пептидами не защитила мышей от существенной потери веса после инфицирования летальным вирусом гриппа H1N1. Тем не менее все иммунизированные мыши выжили в течение периода наблюдения, тогда как в контрольной группе выживаемость составила только 28,6%. Анализ вирусной нагрузки в легких мышей, зараженных вирусом H1N1, не выявил различий в титрах ни на 4-е, ни на 8-е сутки после заражения. В то же время защитный эффект отсутствовал при заражении мышей летальным вирусом гриппа H7N9: уровень летальности, потеря веса и титры вируса в легких были сопоставимы у иммунизированных и контрольных мышей. Заключение. Полученные в настоящем исследовании данные показали наличие кросс-реактивности у анти-NA антител, индуцируемых при иммунизации NA-пептидами, а также защитной эффективности в отношении инфекции, вызванной вирусом H1N1, но не вирусом H7N9. Эти результаты указывают на перспективность использования линейных B-клеточных эпитопов NA для дизайна эпитоп-направленных гриппозных вакцин, но при этом требуется более глубокое и полное исследование специфичности консервативных эпитопов NA, а также оптимизация схем иммунизации для достижения более высоких показателей защитной эффективности.