Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI211610.15789/2220-7619-OOS-2116SHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationOptimization of storage conditions for Puumala virus based vaccineВлияние условий хранения на стабильность хантавирусных вакцинных препаратов на основе вируса ПуумалаVetrovaAnna N.ВетроваАнна Николаевна
Russian Federation

Research Laboratory Assistant, Laboratory of Hemorrhagic Fevers; Magistracy Student of Biotechnology

лаборант-исследователь лаборатории геморрагических лихорадок; студент магистратуры направления «Биотехнология»

ann.vetr.99@mail.ruKurashovaSvetlana S.КурашоваСветлана Сергеевна
Russian Federation

PhD (Medicine), Leading Researcher, Laboratory of Hemorrhagic Fevers

к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории геморрагических лихорадок

ann.vetr.99@mail.ruTeodorovichRostislav D.ТеодоровичРостислав Дмитриевич
Russian Federation

Researcher, Laboratory of Hemorrhagic Fevers

научный сотрудник лаборатории геморрагических лихорадок

ann.vetr.99@mail.ruPopovaYulia V.ПоповаЮлия Валерьевна
Russian Federation

Researcher, Laboratory of Hemorrhagic Fevers

научный сотрудник лаборатории геморрагических лихорадок

ann.vetr.99@mail.ruBlinovaEkaterina A.БлиноваЕкатерина А.
Russian Federation

Junior Researcher, Science Team for Genetic Engineering and Biotechnology

младший научный сотрудник научной группы генной инженерии и биотенологии

ann.vetr.99@mail.ruNabatnikovPavel A.НабатниковПавел Алексеевич
Russian Federation

Leading Technologist

ведущий технолог

ann.vetr.99@mail.ruTkachenkoEvgeny А.ТкаченкоЕвгений Александрович
Russian Federation

DSc (Medicine), Professor, Scientific Supervisor

д.м.н., профессор, руководитель научного направления

ann.vetr.99@mail.ruDzagurovaTamara K.ДзагуроваТамара Казбековна
Russian Federation

DSc (Medicine), Head of the Laboratory of Hemorrhagic Fevers

д.м.н., зав. лабораторией геморрагических лихорадок

ann.vetr.99@mail.ruChumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of the Russian Academy of SciencesФГАНУ Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН (Институт полиомиелита)Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)Central Research Institute of Epidemiology of The Federal Service on Customers’ Rights Protection and Human Well-being SurveillanceФБУН ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора19042023240420231323763821201202305042023Copyright ©; 2023, Vetrova A.N., Kurashova S.S., Teodorovich R.D., Popova Y.V., Blinova E.A., Nabatnikov P.A., Tkachenko E.А., Dzagurova T.K.Copyright ©; 2023, Ветрова А.Н., Курашова С.С., Теодорович Р.Д., Попова Ю.В., Блинова Е.А., Набатников П.А., Ткаченко Е.А., Дзагурова Т.К.2023Vetrova A.N., Kurashova S.S., Teodorovich R.D., Popova Y.V., Blinova E.A., Nabatnikov P.A., Tkachenko E.А., Dzagurova T.K.Ветрова А.Н., Курашова С.С., Теодорович Р.Д., Попова Ю.В., Блинова Е.А., Набатников П.А., Ткаченко Е.А., Дзагурова Т.К.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/2116

We report the effects of storage conditions and human serum albumin addition to the vaccine composition on the immunogenic properties of an experimental vaccine against hemorrhagic fever with renal syndrome. To obtain an experimental vaccine, the Puumala virus, propagated in Vero cells culture, was concentrated, inactivated with beta-propiolactone, and purified by chromatography on the Capto™Core 700 multimodal sorbent (GE Healthcare). The target component in the vaccine was 2±0.2 × 106 of viral RNA copies/ml. The humoral immune response to the vaccine was determined by measuring the neutralizing antibodies in the blood serum of immunized Syrian hamsters (Mesocricetus auratus). It was revealed that the Puumala virus inactivated with beta-propiolactone induces a pronounced humoral immune response, which indicates preservation of relevant immunogenic epitopes. Аccording to our study, viral RNA is more stable during storage of the inactivated vs. intact virus. It was confirmed that full virus inactivation occurred after 24 hours of storage at 37°C. A significant decrease in the virus immunogenicity during the thermal inactivation was noted, which confirms the need for careful selection of storage conditions for thermolabile Hantaviruses. A direct correlation was observed between viral titer and viral RNA copy number/ml. Adding human serum albumin stabilized viral infectivity during storage: Puumala virus titer remained at the same level for 3 months of storage at 6±2°C, whereas without albumin, the titer decreased to undetectable level. The addition of 0.1% human serum albumin to the inactivated virus stabilized its immunogenic properties during long-term storage. It was shown that vaccine preparations with human serum albumin (0.1–1%) show higher dose-dependent stability upon repeated freezing assessed by detecting viral RNA level and their immunogenicity. It can be assumed that human serum albumin provides better preservation of of viral genetic material during storage, as well the protein epitopes responsible for the protective immune response in the form of neutralizing antibodies induction, undergo less pronounced conformational changes in the presence of albumin. These data support the addition of human serum albumin to the vaccine formulation.

Стабильность цельновирионных инактивированных вакцин в значительной степени зависит от формуляции готового препарата. В данном исследовании изучалось влияние на сохранность иммуногенных свойств экспериментального вакцинного препарата против геморрагической лихорадки с почечным синдромом условий хранения вакцинного полуфабриката и использование в составе вакцины человеческого сывороточного альбумина, широко использующегося в качестве криопротектора. Для получения экспериментальной вакцины вирус Пуумала, размноженный в культуре клеток Vero, был сконцентрирован, инактивирован бета-пропиолактоном в разведении 1:6000 и очищен хроматографически на мультимодальном сорбенте Capto™Core 700 (GE Healthcare, США). Содержание целевого компонента в вакцинном препарате составило 2±0,2 × 106 копий РНК/мл. Гуморальный иммунный ответ на введение вакцинного препарата определяли по индукции нейтрализующих антител в сыворотках крови иммунизированных сирийских хомяков (Mesocricetus auratus). Установлено, что инактивированный бета-пропиолактоном вирус Пуумала индуцирует выраженный гуморальный иммунный ответ, что свидетельствует о сохранности соответствующих иммуногенных эпитопов. Показано, что вирусная РНК более стабильна при хранении инактивированного вируса по сравнению с неинактивированным. В исследовании подтвержден факт полной инактивации вируса через 24 ч хранения при температуре 37°С. Отмечено значительное снижение иммуногенной активности вируса при термоинактивации, что подтверждает необходимость тщательного подбора условий хранения для термолабильных хантавирусов. Установлена прямая корреляция между титром вируса и количеством копий вирусной РНК/мл. Добавление человеческого сывороточного альбумина стабилизирует инфекционность вируса при хранении: титр вируса Пуумала оставался на неизменном уровне в течение 3 месяцев хранения при 6±2°С, тогда как в материале без добавления альбумина титр снижался до неопределяемых значений. Добавление 0,1% человеческого сывороточного альбумина к инактивированному вирусному препарату способствует стабилизации его иммуногенных свойств при длительном хранении. Показано, что препараты с добавлением человеческого сывороточного альбумина (0,1–1%) дозозависимо более стабильны при многократном замораживании по показателям содержания вирусной РНК и иммуногенности. Можно предполагать, что человеческий сывороточный альбумин способствует лучшей сохранности генетического материала вируса при хранении, а белковые эпитопы, ответственные за протективный иммунный ответ в форме индукции нейтрализующих антител, претерпевают в присутствии альбумина менее выраженные конформационные изменения. Эти данные указывают на целесообразность включения человеческого сывороточного альбумина в состав вакцинного препарата.

hemorrhagic fever with renal syndromePuumala virushantavirus vaccineneutralizing antibodiesimmune responsehuman serum albuminгеморрагическая лихорадка с почечным синдромомхантавирус Пуумалахантавирусный вакцинный препаратнейтрализующие антителаиммунный ответчеловеческий сывороточный альбуминДзагурова Т.К., Ткаченко Е.А., Петров В.А. Эффективность применения культуральных антигенов для серодиагностики ГЛПС с помощью метода иммунофлюоресценции // Вопросы вирусологии. 1988. № 1. С. 71–75. [Dzagurova T.K., Tkachenko E.A., Petrov V.A. The effectiveness of culture antigens for HFRS serodiagnostics by means of the immunofluorescence method. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 1988, no. 1, pp. 71–75. (In Russ.)]Егорова М.С., Курашова С.С., Дзагурова Т.К., Баловнева М.В., Ишмухаметов А.А., Ткаченко Е.А. Влияние инактивирующих вирус агентов на иммуногенность вакцин против геморрагической лихорадки с почечным синдромом // Биотехнология. 2020. Т. 36, № 2. С. 64–73. [Egorova M.S., Kurashova S.S., Dzagurova T.K., Balovneva M.V., Ishmukhametov A.A., Tkachenko E.A. The effect of virus inactivating agents on the immunogenicity of vaccines against hemorrhagic fever with renal syndrome. Biotekhnologiya = Biotechnology, 2020, vol. 36, no. 2, pp. 64–73. (In Russ.)] doi: 10.21519/0234-2758-2020-36-2-64-73Курашова С.С., Баловнева М.В., Ишмухаметов А.А., Теодорович Р.Д., Попова Ю.В., Ткаченко Е.А., Дзагурова Т.К. Гуморальный иммунный ответ после иммунизации морских свинок вакцинным препаратом на основе вируса Пуумала // Инфекция и иммунитет. 2022. Т. 12, № 5. C. 971–975. [Kurashova S.S., Balovneva M.V., Ishmukhametov A.A., Teodorovich R.D., Popova Yu.V., Tkachenko E.A., Dzagurova T.K. Immune response evaluation in the guinea pigs after immunization with the experimental Puumala virus vaccine. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2022, vol. 12, no. 5, pp. 971–975. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-IRE-1956Ткаченко Е.А., Ишмухаметов А.А., Дзагурова Т.К., Синюгина А.А., Коротина Н.А., Набатников П.А., Соцкова С.Е., Баловнева М.В., Малкин А.Е. Разработка экспериментально-промышленной технологии производства вакцины для профилактики геморрагической лихорадки с почечным синдромом // Ремедиум. 2015. Т. 6. С. 47–53. [Tkachenko E.A., Ishmukhametov A.A., Dzagurova T.K., Sinyugina A.A., Korotina N.A., Nabatnikov P.A., Sotskova S.E., Balovneva M.V., Malkin A.E. Development of experimental and industrial technology for the production of a vaccine for the prevention of hemorrhagic fever with renal syndrome. Remedium = Remedium, 2015, vol. 6, pp. 47–53. (In Russ.)]Choo J.J.Y., McMillan C.L.D., Fernando G.J.P., Hall R.A., Young P.R., Hobson-Peters J., Muller D.A. Developing a stabilizing formulation of a live chimeric dengue virus vaccine dry coated on a high-density microarray patch. Vaccines (Basel), 2021, vol. 9, no. 11: 1301. doi: 10.3390/vaccines9111301Dzagurova T.K., Klempa B., Tkachenko E.A., Slyusareva G.P., Morozov V.G., Auste B., Kruger D.H. Molecular diagnostics of hemorrhagic fever with renal syndrome during a Dobrava virus infection outbreak in the European part of Russia. J. Clin. Microbiol., 2009, vol. 47, no. 12, pp. 4029–4036. doi: 10.1128/JCM.01225-09Egorova M.S., Kurashova S.S., Ishmukhametov A.A., Balovneva M.V., Deviatkin A.A., Safonova M.V., Ozherelkov S.V., Khapchaev Y.K., Balkina A.S., Belyakova A.V., Dzagurova T.K., Tkachenko E.A. [Real-time PCR assay development for the control of vaccine against hemorrhagic fever with renal syndrome]. Vopr. Virusol., 2021, vol. 66, no. 1, pp. 65–73. (In Russ.). doi: 10.36233/0507-4088-30Marth E., Kleinhappl B. Albumin is a necessary stabilizer of TBE-vaccine to avoid fever in children after vaccination. Vaccine, 2001, vol. 20, no. 3–4, pp. 532–537. doi: 10.1016/s0264-410x(01)00329-2Miao J., Chard L.S., Wang Z., Wang Y. Syrian hamster as an animal model for the study on infectious diseases. Front. Immunol., 2019, vol. 10: 2329. doi: 10.3389/fimmu.2019.02329Safronetz D., Ebihara H., Feldmann H., Hooper J.W. The Syrian hamster model of hantavirus pulmonary syndrome. Antiviral Res., 2012, vol. 95, no. 3, pp. 282–292. doi: 10.1016/j.antiviral.2012.06.002Xu W., He J., Wu G., Xiong F., Du H., Wang G. Stabilization and immune response of HBsAg encapsulated within poly(lactic-co-glycolic acid) microspheres using HSA as a stabilizer. Int. J. Pharm., 2015, vol. 496, no. 2, pp. 332–341. doi: 10.1016/j.ijpharm.2015.10.004