Introduction. Viral capsid proteins can assemble into virus-like particles lacking infectivity and bearing parental virus antigens or artificially introduced antigens from other pathogens. At least some of such particles are highly immunogenic and could serve as a platform for promising vaccines. In this work, we assessed an effect of virus-like particles decorated with a SARS-CoV-2 spike protein fragment on human dendritic cell phenotype and functional properties. Materials and methods. The virus-like particles were assembled using chimeric molecules obtained by fusing genetic sequences encoding a norovirus major capsid protein VP1 fragment and a coronavirus spike protein fragment, including the receptor-binding domain. Dendritic cells were obtained from monocytes in vitro. Results. Incubation of immature dendritic cells with virus-like particles induced their phenotypic and functional maturation. The former was revealed by significantly increased expression of HLA-DR, CD80, CD86 and CD83. Dendritic cell phenotype after incubation with virus-like particles at the maximum concentration of 10 μg/ml did not differ significantly from that of mature dendritic cells in positive control. Along with phenotypic maturation, virus-like particles caused a manifold increase in the production of pro-inflammatory tumor necrosis factor-α, anti-inflammatory interleukin-10, as well as interleukin-6, which can stimulate both antibody synthesis and cellular pro-inflammatory reactions. The pronounced stimulation of dendritic cells by virus-like particles coated with coronavirus antigens evidence about successful particle recognition. Finally, we discuss plausible mechanisms for recognition of such virus-like particles by dendritic cell receptors. Conclusion. It has been shown that chimeric virus-like particles induced phenotypic and functional dendritic cell maturation, which is manifested by markedly elevated expression of functionally important membrane molecules, as well as a manifold rise in production of cytokines with a wide functional range. In our opinion, the data obtained indicate a promise of using virus-like particles based on norovirus proteins to display SARS-CoV-2 antigens.
Введение. Белки вирусных капсидов могут собираться в вирусоподобные частицы, которые лишены инфекционности и несут антигены исходных вирусов или искусственно введенные антигены других возбудителей. Как минимум некоторые из этих частиц обладают высокой иммуногенностью и могут служить основой перспективных вакцин. В данной работе оценивали действие химерных вирусоподобных частиц, декорированных фрагментом белка шипа коронавируса SARS-CoV-2, на дендритные клетки человека — наиболее активные антигенпрезентирующие клетки, которые играют ключевую роль в индукции первичного иммунного ответа. Материалы и методы. Объектом исследования были вирусоподобные частицы, собранные из химерных молекул, содержащих антигены коронавируса SARS-CoV-2. Химерные молекулы были получены с помощью слияния генетической последовательности, кодирующей фрагмент основного капсидного белка VP1 норовируса, с последовательностью, кодирующей фрагмент коронавирусного белка шипа, включая рецептор-связывающий домен. Дендритные клетки получали из моноцитов традиционным способом, и оценивали действие частиц на фенотип и функциональные свойства дендритных клеток в условиях in vitro. Результаты. Инкубация незрелых дендритных клеток с вирусоподобными частицами индуцировала фенотипическое и функциональное созревание клеток. Фенотипическое созревание проявлялось в значительном росте экспрессии молекулы главного комплекса гистосовместимости HLA-DR, ко-стимулирующих молекул CD80 и CD86, а также маркера зрелости CD83. Фенотип дендритных клеток после инкубации с вирусоподобными частицами в максимальной использованной концентрации 10 мкг/мл не имел достоверных отличий от фенотипа зрелых дендритных клеток положительного контроля. Наряду с фенотипическим созреванием вирусоподобные частицы вызывали многократное усиление продукции провоспалительного фактора некроза опухоли-α, противовоспалительного интерлейкина-10, а также интерлейкина-6, который может стимулировать синтез антител, созревание Т-хелперов 17 типа и воспалительные реакции. Выраженная стимуляция дендритных клеток вирусоподобными частицами, покрытыми антигенами коронавируса, свидетельствует об успешном распознавании частиц. В обсуждении приводятся возможные механизмы распознавания структур исследуемых вирусоподобных частиц рецепторами дендритных клеток. Заключение. Показано, что химерные вирусоподобные частицы индуцируют фенотипическое и функциональное созревание дендритных клеток, которое проявляется в значительном росте экспрессии функционально значимых мембранных молекул, а также в многократном усилении продукции цитокинов с широким спектром функций. По нашему мнению, полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования вирусоподобных частиц на основе норовирусных белков для экспонирования антигенов коронавируса SARS-CoV-2.