<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="other" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Russian Journal of Infection and Immunity</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Russian Journal of Infection and Immunity</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Инфекция и иммунитет</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2220-7619</issn><issn publication-format="electronic">2313-7398</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">SPb RAACI</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">1369</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.15789/2220-7619-OES-1369</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>ORIGINAL ARTICLES</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject></subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Generation and evaluation of specific activity and authenticity of recombinant vaccine designed preventing against Pseudomonas aeruginosa</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Получение, оценка специфической активности и подлинности рекомбинантной вакцины, предназначенной для профилактики синегнойной инфекции</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8679-2421</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Kaloshin</surname><given-names>A. A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Калошин</surname><given-names>А. А.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Alexei A. Kaloshin,  PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Protective Antigens </p><p>105064, Moscow, Malyi Kazennyi lane, 5А</p><p>Phone: +7 (965) 136-51-45 (mobile), 8 (495) 916-25-87 (office)</p><p>Fax: +7 (495) 917-54-60 </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>Калошин Алексей Алексеевич,  к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории протективных антигенов </p><p>105064, Москва, Малый Казенный пер., 5А</p><p>Тел.: 8 (965) 136-51-45 (моб.), 8 (495) 916-25-87 (служебн.)</p><p>Факс: 8 (495) 917-54-60</p></bio><email>alex-k-1973@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-2167-8905</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Zimina</surname><given-names>E. M.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Зимина</surname><given-names>Е. М.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Junior Researcher, Laboratory of Protective Antigens</p><p>Moscow </p><p> </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>младший научный сотрудник лаборатории протективных антигенов </p><p>Москва </p></bio><email>ziminka@ya.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0048-3968</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Kalinichenko</surname><given-names>E. O.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Калиниченко</surname><given-names>Е. О.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>PhD Student, Junior Researcher, Laboratory of Mechanisms of Immunity Regulation</p><p>Moscow </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>аспирант, младший научный сотрудник лаборатории механизмов регуляции иммунитета</p><p>Москва </p></bio><email>gladius.domini@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6652-2093</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Mihailova</surname><given-names>N. A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Михайлова</surname><given-names>Н. А.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>PhD, MD (Medicine), Head of the Laboratory of Protective Antigens</p><p>Moscow </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>д.м.н., профессор, зав. лабораторией протективных антигенов</p><p>Москва </p></bio><email>n_michailova@inbox.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2021-09-20" publication-format="electronic"><day>20</day><month>09</month><year>2021</year></pub-date><volume>11</volume><issue>4</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>763</fpage><lpage>770</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2020-01-31"><day>31</day><month>01</month><year>2020</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2020-05-16"><day>16</day><month>05</month><year>2020</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2020, Kaloshin A.A., Zimina E.M., Kalinichenko E.O., Mihailova N.A.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2020, Калошин А.А., Зимина Е.М., Калиниченко Е.О., Михайлова Н.А.</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Kaloshin A.A., Zimina E.M., Kalinichenko E.O., Mihailova N.A.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Калошин А.А., Зимина Е.М., Калиниченко Е.О., Михайлова Н.А.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://iimmun.ru/iimm/article/view/1369">https://iimmun.ru/iimm/article/view/1369</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>The aim of the study was to obtain and characterize a recombinant vaccine for the immunoprophylaxis of infections caused by Pseudomonas aeruginosa. A set of two highly immunogenic P. aeruginosa recombinant proteins was used to create related vaccine. The first vaccine component was presented by recombinant outer membrane protein F (OprF), whereas the second one — by recombinant atoxic exotoxin A (toxoid). These antigens allowed to develop vaccine inducing immune response against the surface bacterial cues and promote production of neutralizing antibodies against exotoxin A, one of the most dangerous P. aeruginosa pathogenicity factors. Recombinant proteins were synthesized in Escherichia<italic> coli </italic>cells and isolated by two-step purification. In case of recombinant OprF protein, it was initially (stage 1) isolated as a precipitate containing hydrophobic fraction of producer cell-derived proteins, whereas for recombinant toxoid we purified inclusion bodies. At stage 2, a Ni Sepharose column affinity chromatography was performed. Next, purified recombinant proteins were dialyzed against buffer solution containing 50 mМ Tris-HCl (pH 9.0) and 0.01% Tween 20 followed by filtration sterilization. Three lots of the Pseudomonas Recombinant Vaccine (PRV) were obtained for the study, wherein the recombinant antigens were absorbed with aluminum hydroxide. Recombinant OprF and toxoid protein in vaccine formula were used at a dose of 25 μg and 50 μg, respectively. Absorption completeness of the recombinant antigens within the vaccine was evaluated by polyacrylamide gel electrophoresis with PRV preparations concentrated by ultrafiltration in spin columns. Authenticity of recombinant vaccine was assessed by using customized method by desorbing antigens followed by ultrafiltration concentration in spin columns. Final concentrated desorbed vaccine preparations were analyzed by polyacrylamide gel electrophoresis and immunoblotting, which allowed to confirm presence of specific recombinant antigens in the vaccine. The experimental PRV series demonstrated specific activity (protective properties) after inoculation in animals (mice) by using a dual vaccination protocol, wherein mice were immunized intraperitonially twice with a two-week interval. Next, two weeks later mice were infected by toxigenic P. aeruginosa strain PA-103 culture cells. The index of protective efficiency (IE) for experimental vaccine series was at least a value of three (IE: 3.0–3.3) that was by 1.5-fold higher than that for using single vaccine components (IE: 2.0–2.3). Thus, we confirmed an additive effect of using a set preparation to protect against infection caused by toxigenic Pseudomonas aeruginosa strains.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Целью исследования было получение и характеристика рекомбинантной вакцины, предназначенной для иммунопрофилактики инфекций, вызываемых Pseudomonas aeruginosa. При создании вакцины использован комплекс двух высокоиммуногенных рекомбинантных белков P. aeruginosa. Первый компонент вакцины представлял собой рекомбинантную форму белка F наружной мембраны (OprF), а второй — рекомбинантную атоксическую форму (анатоксин) экзотоксина А. Эти антигены позволили разработать вакцину, стимулирующую иммунные реакции против поверхностных структур бактерии и способствующую синтезу нейтрализующих антител против экзотоксина А, одного из наиболее опасных факторов патогенности P. aeruginosa. Рекомбинантные белки синтезировали в клетках Escherichia coli и выделяли в результате двухэтапной очистки. В случае рекомбинантного белка OprF на первом этапе получали осадок, содержащий гидрофобную фракцию белков продуцента, а в случае рекомбинантного анатоксина — тельца-включения. На втором этапе проводили аффинную хроматографию в колонках с никель-сефарозой. Очищенные рекомбинантные белки диализовали против буферного раствора, содержащего 50 mМ Tris-HCl (pH 9,0) и 0,01% Tween 20, а затем стерилизовали фильтрацией. Для исследования были получены три серии рекомбинантной вакцины синегнойной (РВС), в которой рекомбинантные антигены находились в сорбированном с гидроокисью алюминия состоянии. В этой вакцине рекомбинантный белок OprF использовали в дозе 25 мкг, а рекомбинантный анатоксин — в дозе 50 мкг. Определение полноты сорбции рекомбинантных антигенов в составе вакцины оценивали методом электрофореза в полиакриламидном геле, используя для нанесения препараты РВС, сконцентрированные ультрафильтрацией в спин-колонках. С целью оценки подлинности рекомбинантной вакцины разработали оригинальный метод. Для этого проводили десорбцию антигенов с последующей концентрацией препарата с помощью спинколонок. Полученные сконцентрированные десорбированные вакцинные препараты анализировали методом электрофореза в полиакриламидном геле и иммуноблоттингом, в результате чего подтвер ждено наличие специфических рекомбинантных антигенов в составе вакцины. Экспериментальные серии РВС проявляли специфическую активность (защитные свойства) в эксперименте на животных (мышах). При этом использована схема двукратной, с двухнедельным интервалом внутрибрюшинной иммунизации, через две недели после которой мышей заражали токсигенной культурой P. aeruginosa штамма PA-103. Индексы эффективности защитных свойств (ИЭ) экспериментальных серий вакцины составляли не менее трех (ИЭ: 3,0–3,3), что превышало в полтора раза эффективность использования компонентов вакцины по отдельности (ИЭ: 2,0–2,3). Таким образом, подтвержден аддитивный эффект использования комплексного препарата для защиты от инфицирования токигенными штаммами синегнойной палочки.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>Pseudomonas aeruginosa</kwd><kwd>outer membrane protein F (OprF)</kwd><kwd>toxoid</kwd><kwd>recombinant protein</kwd><kwd>recombinant vaccine</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>Pseudomonas aeruginosa</kwd><kwd>белок F наружной мембраны (OprF)</kwd><kwd>анатоксин</kwd><kwd>рекомбинантный белок</kwd><kwd>рекомбинантная вакцина</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в соответствии с государственным контрактом от 28 апреля 2017 г. № 14.N08.11.0135 в рамках ФЦП «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 г. и дальнейшую перспективу» по теме «Доклинические исследования вакцины на основе рекомбинантных протективных антигенов, предназначенной для профилактики инфекций, вызываемых синегнойной палочкой».</funding-statement></funding-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>1. Благовидов Д.А., Костинов М.П., Симонова О.И., Шмитько А.Д., Буркина Н.И., Шахназарян М.К. Переносимость вакцины против P. aeruginosa у детей с муковисцидозом и врожденными пороками развития легких // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2016. Т. 15, № 2 (87). С. 55–66. [Blagovidov D.A., Kostinov M.P., Simonova O.I., Shmit’ko A.D., Burkina N.I., Shahnazaryan M.K. The tolerability of the vaccine against P. aeruginosa in children with cystic fibrosis and congenital lung development. Jepidemiologija i vakcinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccinal Prevention, 2016, vol. 15, no. 2, pp. 55–66. (In Russ.)] doi: 10.31631/2073-3046-2016-15-2-55-66</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>2. Калошин А.А., Леонова Е.И., Солдатенкова А.В., Михайлова Н.А. Исследование протективных свойств комплекса рекомбинантного белка F наружной мембраны и рекомбинантного анатоксина Pseudomonas aeruginosa // Вестник Российской академии медицинских наук. 2016. Т. 71, № 1. С. 17–22. [Kaloshin A.A., Leonova E.I., Soldatenkova A.V., Mikhailova N.A. Assessment protective properties of the recombinant complex of the outer membrane protein F and the toxoid of Pseudomonas aeruginosa. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk = Herald of the Russian Academy of Sciences, 2016, vol. 71, no. 1, pp. 117–122. (In Russ.)] doi: 10.15690/vramn584</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>3. Лазарева А.В., Чеботарь И.В., Крыжановская О.А., Чеботарь В.И., Маянский Н.А. Pseudomonas aeruginosa: патогенность, патогенез и патология // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2015. Т. 17, № 3. С. 170–186. [Lazareva A.V., Chebotar I.V., Kryzhanovskaya O.A., Chebotar V.I., Mayanskiy N.A. Pseudomonas aeruginosa: pathogenicity, pathogenesis and diseases. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya = Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 2015, vol. 17, no. 3, pp. 170–186. (In Russ.)]</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>4. Макаренко Т.А., Станиславский Е.С. Иммунологическое изучение белков клеточной стенки Pseudomonas aeruginosa // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1996. № 2. C. 7–9. [Makarenko T.A., Stanislavskiĭ E.S. An immunological study of the cell-wall proteins of Pseudomonas aeruginosa. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 1996, no. 2, pp. 7–9. (In Russ.)]</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>5. Патент № 1481962 С Российская Федерация, МПК. A61K 35/74. Способ обезвреживания очищенного экзотоксина А синегнойной палочки; заявлено 1987.07.15: опубликовано 1995.09.06 / Михайлова Н.А., Шаймухаметов Ф.А., Кузнецова Т.Н., Мороз А.Ф. Патентообладатель: УфНИИВС им. И.И. Мечникова, ГУ НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи. 3 с. [Patent No. 1481962 С Russian Federation, Int. Cl. A61K 35/74. Method for rendering harmless exonoxin A of Pseudomonas aeruginosa; application: 1987.07.15: date of publication 1995.09.06 / Mikhailova N.A., Shajmukhametov F.A., Kuznetsova T.N., Moroz A.F. Proprietors: Ufimskij nauchnoissledovatel’skij institut vakcin i syvorotok im. I.I.Mechnikova (UfNIIVS im. I.I. Mechnikova), Nauchno-issledovatel’skij institut jepidemiologii i mikrobiologii im. N.F. Gamalei (GU NIIEM im. N.F. Gamalei). 3 p.]</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>6. Подгорная Л.Г., Дзюбан Н.Ф. Антигенные свойства анатоксина синегнойной палочки и протективное действие антитоксической противосинегнойной сыворотки // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1986. № 6. С. 67–69. [Podgornaia L.G., Dziuban N.F. Antigenic properties of Pseudomonas aeruginosa anatoxin and the protective action of antitoxic anti-Pseudomonas aeruginosa serum. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 1986, no. 6, pp. 67–69. (In Russ.)]</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>7. Станиславский Е.С., Йоо И., Северцева М.К., Машилова Г.М., Болтуцкий Л.Г. Иммунологическая эффективность и безвредность в эксперименте пиоиммуногена-вакцины против инфекции Pseudomonas aeruginosa // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1982. № 5. С. 70–75. [Stanislavskiĭ E.S., Joó I., Severtsova M.K., Mashilova G.M., Boltutsiĭ L.G. Experimental immunological effectiveness and safety of pyoimmunogen vaccine against Pseudomonas aeruginosa infection. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 1982, no. 5, pp. 70–75. (In Russ.)]</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>8. Титова Т.И., Сидорова Т.Н., Радкевич С.А., Анциферова Н.Г., Мороз А.Ф. Получение и изучение свойств поливалентной корпускулярной синегнойной вакцины // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1985. № 8. С. 80–88. [Titova T.I., Sidorova T.N., Radkevich S.A., Antsiferova N.G., Moroz A.F. Production and study of the properties of a polyvalent corpuscular Pseudomonas aeruginosa vaccine. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 1985, no. 8, pp. 80–88. (In Russ.)]</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>9. Фармакопея.рф: сайт о регистрации лекарственных средств в России. Общая фармакопейная статья ОФС.1.2.4.0003.15 Стерильность. [Pharmacopoeia.ru: site about registration of drugs in Russia and EAEU (CIS). General pharmacopoeia monograph GPM.1.2.4.0003.15 Sterility]. URL: https://pharmacopoeia.ru/ofs-1-2-4-0003-15-sterilnost-3 (10.12.2019)</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>10. Chatterjee M., Anju C.P., Biswas L., Mohan G., Biswas R. Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa and alternative therapeutic options. Int. J. Med. Microbiol., 2016, vol. no. 1, pp. 48–58. doi: 10.1016/j.ijmm.2015.11.004</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>11. Döring G., Pier G.B. Vaccines and immunotherapy against Pseudomonas aeruginosa. Vaccine, 2008, vol. 26, no. 8, pp. 1011– 1024. doi: 10.1016/j.vaccine.2007.12.007</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>12. Kaloshin A.A., Gatypova E.V., Mikhailova N.A. Obtaining recombinant forms of the outer membrane protein F of Pseudomonas aeruginosa and assessment of their immunogenic properties. Appl. Biochem. Microbiol., 2011, vol. 47, no. 8, pp. 780–788. doi: 10.1134/S0003683811080060</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>13. Kaloshin A.A., Isakov M.A., Mihailova N.A., Vertiev Ju.V. Preparation of recombinant atoxic form of exotoxin a from Pseudomonas aeruginosa. Bull. Exper. Biol. Med., 2013, vol. 154, no. 3, pp. 346–350. doi: 10.1007/s10517-013-1947-1</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>14. Lee N.G., Jung S.B., Ahn B.Y., Kim Y.H., Kim J.J., Kim D.K., Kim I.S., Yoon S.M., Nam S.W., Kim H.S., Park W.J. Immunization of burn-patients with a Pseudomonas aeruginosa outer membrane protein vaccine elicits antibodies with protective efficacy. Vaccine, 2000, vol. 18, no. 18, pp. 1952–1961. doi: 10.1016/S0264-410X(99)00479-X</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>15. Sambrook J.F., Russell D.W. Molecular cloning: a laboratory manual. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001. 2100 p.</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>16. Shanmugham R., Thirumeni N., Rao V.S., Pitta V., Kasthuri S., Singanallur N.B., Lingala R., Mangamoori L.N., Villuppanoor S.A. Immunocapture enzyme-linked immunosorbent assay for assessment of in vitro potency of recombinant hepatitis B vaccines. Clin. Vaccine Immunol., 2010, vol. 17, no. 8, pp. 1252–1260. doi: 10.1128/CVI.00192-10</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
