Взаимодействие фрагментов оболочечного белка вируса зика с антителами сывороток людей, переболевших флавивирусными инфекциями

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Возбудитель лихорадки Зика (ZIKV) принадлежит к роду Flavivirus семейства Flaviviridae. Род флави-вирусов включает в себя более 70 представителей. По структурной организации вириона и аминокислотному составу белков этот вирус сходен с другими флавивирусами, в том числе с вирусами денге (DENV), желтой лихорадки и Западного Нила (WNV), представляющими опасность для здоровья человека. ZIKV является арбовирусом и может переноситься различными видами комаров рода Aedes. Считается, что основные переносчики также способны переносить вирус денге, желтой лихорадки и другие флавивирусные инфекции. Впервые ZIKV был выделен в 1947 г. из образцов крови от макаки-резуса в лесу Зика (Уганда). Долгое время вирус не рассматривался как патоген опасный для человека, так как лихорадка Зика протекает в большинстве случаев бессимптомно. Однако анализ протекания лихорадки Зика во время беременности выявил связь этого заболевания с тяжелыми врожденными патологиями нервной системы, включая микроцефалию, после чего эта инфекция стала рассматриваться как опасная. Стремительное распространение вируса обозначило ряд проблем, с которыми столкнулись врачи. Одна из основных — отсутствие методов специфической диагностики этой инфекции. ZIKV обладает значительным антигенным сходством с другими флавивирусами. Большинство моноклональных антител к вирусу денге связываются с вирусом Зика. Это закономерно, если учитывать высокую степень сходства аминокислотных последовательностей полипротеина флавивирусов. Для исследования возможности дифференциальной диагностики флавивирусов, основанной на выявлении специфических антител, в работе было сконструировано несколько антигенов, содержащих фрагменты поверхностного белка Е ZIKV. Для наработки рекомбинантных антигенов в клетках E. coli был выбран вектор pET32. После получения конструкций, кодирующих белки ZEa187 и ZEa40, проводили наработку химерных белков в количествах, необходимых для проведения ИФА с сыворотками крови. Подготовка препаратов белков включала выделение белка из бактериальной биомассы путем лизиса с последующей хроматографической очисткой. Для изучения иммунохимических свойств химерных белков были использованы сыворотки крови людей, переболевших лихорадками Зика, денге и Западного Нила. В качестве отрицательного контроля использовали сыворотки людей, не содержащие антител к флавивирусным инфекциям. При взаимодействии иммуноглобулинов класса М из сывороток больных флавивирусными инфекциями с ZEa187 и ZEa40 наблюдается высокий уровень перекрестного взаимодействия. При этом, несмотря на рост среднего сигнала специфического взаимодействия полученных белков с IgG сывороток ZIKV, наблюдается значительное перекрестное взаимодействие с IgG сывороток WNV и DENV. Таким образом, можно с определенной долей уверенности утверждать, что использование природных аминокислотных последовательностей поверхностного белка вируса Зика, выбранных для проведения данного исследования в качестве антигенов, в иммунохимических тестах не позволяет добиться высокой специфичности выявления антител.

Об авторах

Д. В. Шаньшин

ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотреднадзора; ФГБОУ ВО Алтайский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: shanshindv@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-3682-2287

Шаньшин Даниил Васильевич - младший научный сотрудник ГНЦВБ «Вектор» Роспотребнадзора; младший научный сотрудник РоссийскоАмериканского противоракового центра АГУ.

630559, Новосибирская область, р.п. Кольцово, Тел.: 8 903 939-74-79 (моб.)


SPIN-код: 7734-4352

Россия

А. Ю. Бакулина

ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотреднадзора; ФГБО УВПО Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Email: bakulina@gmail.com

Кандидат биологических наук старший научный сотрудник ГНЦВБ «Вектор» Роспотребнадзора; зав. лабораторией, факультет естественных наук ННИГУ.

Р.п. Кольцово, Новосибирская область; Новосибирск

Россия

Е. И. Казачинская

ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотреднадзора

Email: alenakaz@vector.nsc.ru

Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, зав. сектором гибридомных технологий.

Р.п. Кольцово, Новосибирская область

Россия

С. А. Пьянков

ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотреднадзора

Email: pyankov_sa@vector.nsc.ru

Заведующий лаборатории производства средств иммунодиагностики.

Р.п. Кольцово, Новосибирская область

Россия

А. А. Ильичев

ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотреднадзора

Email: ilyichev@vector.nsc.ru

Доктор биологических наук, профессор, начальник отдела биоинженерии.

Р.п. Кольцово, Новосибирская область

Россия

Д. Н. Щербаков

ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотреднадзора; ФГБОУ ВО Алтайский государственный университет

Email: dnshcherbakov@gmail.com

Кандидат биологических наук, зав. лабораторией иммунохимии ГНЦВБ «Вектор» Роспотребнадзора, р.п. Кольцово; ведущий научный сотрудник РоссийскоАмериканского противоракового центра АГУ.

Барнаул

Россия

Список литературы

  1. Иванов, Д. О., Малиновская, В. В., Тимченко, В. Н., Каплина, Т. А., Хакизимана, Ж. К. Глобальные и педиатрические аспекты лихорадки Зика //Педиатр. – 2016. – Т. 7. – №. 1. – С. 129-134.
  2. Калинина Е. И., Куличенко Т. В. Лихорадка Зика: основные факты об инфекции //Вопросы современной педиатрии. – 2016. – Т. 15. – №. 3. – С. 257-262.
  3. Локтев В.Б. Флавивирусы, генетическое разнообразие и распространение в современном мире // ББК 48.2 + 48.731 я431 Д 44 – 2016. – С. 84
  4. Малхазова С. М., Миронова В. А. Проблема новых и возвращающихся инфекции: задачи медико-географического изучения //Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. – 2017. – №. 1. – С. 21-31.
  5. Маниатис Т, Фрич Э, Сэмбрук Дж. / Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. Москва. Мир. 1984. с. 240-241
  6. Мастицкий С. Э., Шитиков В. К. Статистический анализ и визуализация данных с помощью R. - Москва.: ДМК Пресс, 2015. - 496 с.
  7. Покровский В.И., Малеев В.В., Краснова С.В., Сметанина С.В., Вдовина Е.Т., Котив С.И., Карань Л.С., Федорова М.В., Григорьева Я.Е., Валдохина А.В., Карганова Г.Г., Шипулин Г.А. Первый случай лихорадки Зика в России //Инфекционные болезни. – 2016. – Т. 14. – №. 1. – С. 90-95.
  8. Попова А. Ю., Ежлова Е. Б., Демина Ю. В., Топорков А. В., Викторов Д. В., Смелянский В. П., Жуков К.В., Бородай Н.В., Шпак И.М., Куличенко А.Н., Михеев В.Н., Малеев В.В., Шипулин Г.А. Лихорадка Зика: состояние проблемы на современном этапе //Проблемы особо опасных инфекций. – 2016. – №. 1. – С. 5-12.
  9. Рябинина Л.А., Кнышова Л.П. Лихорадка Зика-глобальная угроза здоровью нации // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2016. - №. 4-5
  10. Хасанова Г. М., Исхаков Э. Р., Хасанова А. Н. Аналитический обзор распространения заболевания, вызываемого вирусом Зика //Международный академический вестник. – 2016. – №. 4. – С. 29-31.
  11. Шестакова И. В. Болезнь, вызванная вирусом зика: новый взгляд на известную болезнь //Журнал инфектологии. – 2016. – Т. 8. – №. 1. – С. 5-18.
  12. Calvet G., Aguiar R. S., Melo A. S., Sampaio S. A., De Filippis I., Fabri A., Araujo E. S. M., de Sequeira P. C., de Mendonça M. C. L., Oliveira L., Tschoeke D. A., Schrago C. G., Thompson F. L., Brasil P., dos Santos F. B., Nogueira R. M. R., Tanuri A., de Filippis A. M. B. Detection and sequencing of Zika virus from amniotic fluid of fetuses with microcephaly in Brazil: a case study //The Lancet infectious diseases. – 2016. – Т. 16. – №. 6. – С. 653-660.
  13. Campos J. L. S., Poggianella M., Marchese S., Mossenta M., Rana J., Arnoldi F., Bestagno M., Burrone, O. R. DNA-immunisation with dengue virus E protein domains I/II, but not domain III, enhances Zika, West Nile and Yellow Fever virus infection //PloS one. – 2017. – Т. 12. – №. 7. – С. e0181734.
  14. Chambers T. J., Hahn C. S., Galler R., Rice C. M. Flavivirus genome organization, expression, and replication //Annual Reviews in Microbiology. – 1990. – Т. 44. – №. 1. – С. 649-688.
  15. Chaudhury S., Gromowski G. D., Ripoll D. R., Khavrutskii I. V., Desai V., Wallqvist, A. Dengue virus antibody database: Systematically linking serotype-specificity with epitope mapping in dengue virus //PLoS neglected tropical diseases. – 2017. – Т. 11. – №. 2. – С. e0005395.
  16. Faye O., Freire C. C., Iamarino A., Faye O., de Oliveira J. V. C., Diallo M., Zanotto P. M. Molecular evolution of Zika virus during its emergence in the 20th century //PLoS neglected tropical diseases. – 2014. – Т. 8. – №. 1. – С. e2636.
  17. Hall T. A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT //Nucleic acids symposium series. – [London]: Information Retrieval Ltd., c1979-c2000., 1999. – Т. 41. – №. 41. – С. 95-98
  18. Houghton-Triviño N., Montaña D., Castellanos J. Dengue-yellow fever sera cross-reactivity; challenges for diagnosis //Revista de salud publica. – 2008. – Т. 10. – №. 2. – С. 299-307.
  19. Kam Y. W., Lee C. Y. P., Teo T. H., Howland S. W., Amrun S. N., Lum F. M., See P., Kng N.Q.R., Huber R.G., Xu M.H., Tan H.L., Choo A., Maurer-Stroh S., Ginhoux F., Fink K., Wang C.I., Ng L. F.P., Rénia L. Cross-reactive dengue human monoclonal antibody prevents severe pathologies and death from Zika virus infections //JCI insight. – 2017. – Т. 2. – №. 8.
  20. Koenig K.L. Quarantine for Zika Virus? Where is the Science? // Disaster medicine and public health preparedness. – 2016. – T. 10 - №. 5. C. 704-706.
  21. Kostyuchenko V. A., Lim E. X. Y., Zhang S., Fibriansah G., Ng T. S., Ooi J. S.G., Shi J., Lok, S. M.Structure of the thermally stable Zika virus //Nature. – 2016. – Т. 533. – №. 7603. – С. 425.
  22. Kuhn R. J., Zhang W., Rossmann M. G., Pletnev S. V., Corver J., Lenches E., Jones C. T., Mukhopadhyay R., Chipman S. P., Strauss E. G., Baker T. S., Strauss J. H. Structure of dengue virus: implications for flavivirus organization, maturation, and fusion //Cell. – 2002. – Т. 108. – №. 5. – С. 717-725
  23. Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. / Nature. 1970. V. 227. No. 5259. P. 680-685
  24. Li L., Lok S. M., Yu I. M., Zhang Y., Kuhn R. J., Chen J., Rossmann M. G. The flavivirus precursor membrane-envelope protein complex: structure and maturation //Science. – 2008. – Т. 319. – №. 5871. – С. 1830-1834
  25. Mossenta M. Marchese S., Poggianella M., Campos J. S., Burrone O. R. Role of N-glycosylation on Zika virus E protein secretion, viral assembly and infectivity //Biochemical and biophysical research communications. – 2017.
  26. Priyamvada L., Quicke K. M., Hudson W. H., Onlamoon N., Sewatanon J., Edupuganti S., Pattanapanyasat K., Chokephaibulkit K., Mulligan M. J., Wilson P. C., Ahmed R., Suthar M. S., Wrammert J. Human antibody responses after dengue virus infection are highly cross-reactive to Zika virus //Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2016. – Т. 113. – №. 28. – С. 7852-7857.
  27. Rai R., Dubey S., Santosh K. V., Biswas, A., Mehrotra, V., Rao D. N. Design and synthesis of multiple antigenic peptides and their application for dengue diagnosis // Biologicals. – 2017. – T. 49. – C. 81-85.
  28. Roth, A., Mercier, A., Lepers, C., Hoy, D., Duituturaga, S., Benyon, E., Guillaumot L., Souares, Y. Concurrent outbreaks of dengue, chikungunya and Zika virus infections–an unprecedented epidemic wave of mosquito-borne viruses in the Pacific 2012–2014 //Eurosurveillance. – 2014. – Т. 19. – №. 41. – С. 20929.
  29. Ventura C. V. Maia M., Bravo-Filho V., Góis A. L., Belfort R. Zika virus in Brazil and macular atrophy in a child with microcephaly //The Lancet. – 2016. – Т. 387. – №. 10015. – С. 228.
  30. Weber D. S., Alroy K. A., Scheiner S. M. Phylogenetic Insight into Zika and Emerging Viruses for a Perspective on Potential Hosts //EcoHealth. – 2017. – Т. 14. – №. 2. – С. 214-218.
  31. Wong S. H. Cloning of flavin reductase into pET32a (+) expression vector lacking the thioredoxin A tag to study solubility of EDTA monooxygenase A in overexpression systems //J. Exp. Microbiol. Immunol. – 2005. – Т. 8. – С. 59-66.
  32. World Health Organization et al. Zika virus, microcephaly and Guillain-Barré syndrome situation report. – 2016.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Шаньшин Д.В., Бакулина А.Ю., Казачинская Е.И., Пьянков С.А., Ильичев А.А., Щербаков Д.Н., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах