Получение, оценка специфической активности и подлинности рекомбинантной вакцины, предназначенной для профилактики синегнойной инфекции
- Авторы: Калошин А.А.1, Зимина Е.М.1, Калиниченко Е.О.1, Михайлова Н.А.1
-
Учреждения:
- ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова
- Выпуск: Том 11, № 4 (2021)
- Страницы: 763-770
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- Дата подачи: 31.01.2020
- Дата принятия к публикации: 16.05.2020
- Дата публикации: 24.06.2020
- URL: https://iimmun.ru/iimm/article/view/1369
- DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-OES-1369
- ID: 1369
Цитировать
Полный текст
Аннотация
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.
Об авторах
А. А. Калошин
ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова
Автор, ответственный за переписку.
Email: alex-k-1973@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8679-2421
Калошин Алексей Алексеевич, к.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории протективных антигенов
105064, Москва, Малый Казенный пер., 5А
Тел.: 8 (965) 136-51-45 (моб.), 8 (495) 916-25-87 (служебн.)
Факс: 8 (495) 917-54-60
РоссияЕ. М. Зимина
ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова
Email: ziminka@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-2167-8905
младший научный сотрудник лаборатории протективных антигенов
Москва
РоссияЕ. О. Калиниченко
ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова
Email: gladius.domini@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0048-3968
аспирант, младший научный сотрудник лаборатории механизмов регуляции иммунитета
Москва
РоссияН. А. Михайлова
ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова
Email: n_michailova@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-6652-2093
д.м.н., профессор, зав. лабораторией протективных антигенов
Москва
РоссияСписок литературы
- 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
- 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
- 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.)]
- 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.)]
- 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.]
- 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.)]
- 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.)]
- 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.)]
- 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)
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Sambrook J.F., Russell D.W. Molecular cloning: a laboratory manual. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001. 2100 p.
- 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