Синтез и характеристика вирусоподобных частиц ротавируса А (Reoviridae: Sedoreovirinae: Rotavirus: Rotavirus A) человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Ротавирусная инфекция (РВИ) является основной причиной острого гастроэнтерита у детей до 5 лет. Проблема разработки новых вакцин против ротавируса (РВ) А до настоящего времени актуальна, так как возбудитель имеет множество генотипов, часть из которых представлена только в определённых регионах. Один из перспективных путей создания эффективных и безопасных вакцинных препаратов в настоящее время - использование вирусоподобных частиц (ВпЧ).

Цель данного исследования - разработать технологию получения ВпЧ на основе белков РВ VP4, VP7, генотипы которых наиболее представлены на территории Российской Федерации, а также VP2 и VP6; дать их молекулярно-генетическую и вирусологическую характеристику.

Материал и методы. В работе использовали вирулентный штамм Wa G1P[8] РВ А человека, адаптированный к клеточной культуре MARC-145, который культивировали и очищали по описанной авторами ранее методике. Применяли стандартные молекулярно-генетические и цитологические методы: синтез генов, клонирование в трансферные плазмиды, получение рекомбинантных бакуловирусов; производство ВпЧ с помощью бакуловирусной системы экспрессии Bac-to-Bac в клетках насекомых; центрифугирование в растворе сахарозы; иммуноферментный анализ (ИФА); электронная микроскопия (ЭМ); электрофорез (ЭФ) в полиакриламидном геле с додецилсульфатом (лаурилсульфатом) натрия (ПААГ-ДСН); имму-ноблоттинг.

Результаты. Для включения в состав ВпЧ выбраны 6 наиболее распространённых в России генотипов РВ A по белкам VP4 и VP7 (G1, G2, G4, G9, P4, P8), а также VP2 и VP6. Получены рекомбинантные баку-ловирусы, содержащие оптимизированные для экспрессии в клетках насекомых последовательности выбранных генов. Клетки совки (Trichoplusia ni) коинфицированы различными сочетаниями указанных вирусов с получением ВпЧ, состоящих из 2-4 белков. Эти частицы очищены центрифугированием в растворе сахарозы. По результатам ЭМ морфология и размер частиц соответствовали вириону РВ А. Присутствие в них белков данного патогена подтверждено методами ИФА, электрофореза в ПААГ-ДСН и последующего иммуноблоттинга.

Заключение. Разработана и оптимизирована технология синтеза 3-слойных ВпЧ, состоящих из белков РВ А VP2, VP4, VP6, VP7. Полученные частицы содержат белки VP4 и VP7 6 генотипов, наиболее представленных на территории России, и могут быть использованы для создания вакцинных препаратов против РВ А.

Об авторах

С. А. Черепушкин

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: cherepushkin1@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1734-5369

Черепушкин Станислав Андреевич - научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики.

123098, Москва

Россия

В. В. Цибезов

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: tsibezov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2150-5764

Цибезов Валерий Владимирович - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории средств специфической профилактики.

123098, Москва

Россия

А. Г. Южаков

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: anton_oskol@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0426-9678

Южаков Антон Геннадиевич - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики.

123098, Москва

Россия

О. Е. Латышев

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: oleglat80@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1934-9635

Латышев Олег Евгеньевич - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики.

123098, Москва

Россия

К. П. Алексеев

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: kalekseev@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9536-3127

Алексеев Константин Петрович - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории прикладной вирусологии и биотехнологии.

123098, Москва Россия

Э. Г. Алтаева

Ветбиохим, ООО

Email: e.altaeva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7188-1704

Алтаева Эржена Григорьевна - кандидат биологических наук, старший инженер-технолог.

105120, Москва

Россия

К. М. Хаметова

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: kizkhalum@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8461-600X

Хаметова Кизхалум Маликовна - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории средств специфической профилактики.

123098, Москва

Россия

Г. К. Воркунова

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: chekh-ks@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3130-5029

Южакова Ксения Андреевна - младший научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики.

123098, Москва

Россия

К. А. Южакова

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: g.k.vorkunova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1346-3744

Воркунова Галина Константиновна - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики.

123098, Москва

Россия

Т. В. Гребенникова

ФГБУ Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: t_grebennikova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6141-9361

Гребенникова Татьяна Владимировна - доктор биологических наук, профессор, чл.-корр. РАН, заведующий лабораторией молекулярной диагностики.

123098, Москва

Россия

Список литературы

  1. Crawford S.E., Ramani S., Tate J.E., Parashar U.D., Svensson L., Hagbom M., et al. Rotavirus infection HHS Public Access. JAMA Pediatrics. 2018; 172(Suppl. 3): 50-3. https://doi.org/10.1038/nrdp.2017.83.Rotavirus.
  2. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2018 году». Москва; 2019. Available at: https://www.rospotrebnadzor.ru/upload/iblock/798/gosudarstvennyy-doklad-o-sostoyanii-sanitarno_epidemiologicheskogo-blagopoluchiya-naseleniya-v-rossiyskoy-fed-eratsii-v-2018-godu.pdf (accessed January 28, 2021).
  3. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2019 году». Москва; 2020. Available at: https://www.rospotreb-nadzor.ru/upload/iblock/8e4/gosdoklad-za-2019_seb_29_05.pdf (accessed January 28, 2021).
  4. Burke R.M., Tate J.E., Kirkwood C.D., Steele A.D., Parashar U.D. Current and new rotavirus vaccines. Curr. Opin. Infect. Dis. 2019; 32(5): 435-44. https://doi.org/10.1097/QC0.0000000000000572.
  5. Wang Y., Li J., Liu P., Zhu F. The performance of licensed rotavirus vaccines and the development of a new generation of rotavirus vaccines: a review. Hum. Vaccin. Immunother. 2020; 1-17. https://doi.org/10.1080/21645515.2020.1801071.
  6. Yen C., Healy K., Tate J.E., Parashar U.D., Bines J., Neuzil K., et al. Rotavirus vaccination and intussusception - Science, surveillance, and safety: A review of evidence and recommendations for future research priorities in low- and middle-income countries. Hum. Vac-cin. Immunother. 2016; 12(10): 2580-9. https://doi.org/10.1080/21645515.2016.1197452.
  7. Parez N. Rotavirus gastroenteritis: why to back up the development of new vaccines? Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis. 2008; 31(2-3): 253-69. https://doi.org/10.1016/j.cimid.2007.07.005.
  8. Crawford S.E., Labbe M., Cohen J., Burroughs M.H., Zhou Y.J., Estes M.K. Characterization of virus-like particles produced by the expression of rotavirus capsid proteins in insect cells. J. Virol. 1994; 68(9): 5945-52. https://doi.org/10.1128/jvi.68.9.5945-5952.1994.
  9. Azevedo M.P., Vlasova A.N., Saif L.J. Human rotavirus virus-like particle vaccines evaluated in a neonatal gnotobiotic pig model of human rotavirus disease. Expert Rev. Vaccines. 2013; 12(2): 16981. https://doi.org/10.1586/erv.13.3.
  10. Changotra H., Vij A. Rotavirus virus-like particles (RV-VLPs) vaccines: An update. Rev. Med. Virol. 2017; 27(6). https://doi.org/10.1002/rmv.1954.
  11. Doro R., Laszlo B., Martella V., Leshem E., Gentsch J., Parashar U., et al. Review of global rotavirus strain prevalence data from six years post vaccine licensure surveillance: Is there evidence of strain selection from vaccine pressure? Infect. Genet. Evol. 2014; 28: 446-61. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2014.08.017.
  12. Matthijnssens J., Ciarlet M., Rahman M., Attoui H., Estes M.K., Gentsch J.R., et al. Recommendations for the classification of group A rotaviruses using all 11 genomic RNA segments. Arch. Virol. 2008; 153(8): 1621-9. https://doi.org/10.1007/s00705-008-0155-1.
  13. Matthijnssens J., Bilcke J., Ciarlet M., Martella V, Banyai K., Rahman M., et al. Rotavirus disease and vaccination: impact on genotype diversity. Future Microbiol. 2009; 4(10): 1303-16. https://doi.org/10.2217/fmb.09.96.
  14. Хаметова К.М., Алексеев К.П., Южаков А.Г., Костина Л.В., Раев С.А., Мусиенко М.И., и др. Молекулярно-биологические свойства клонированного штамма Wa ротавируса А человека. Вопросы вирусологии. 2019; 64(1): 16-22. https://doi.org/10.18821/0507-4088-2019-64-1-16-22.
  15. Латышев О.Е., Елисеева О.В., Костина Л.В., Алексеев К.П., Хаметова К.М., Алтаева Е.Г., и др. Оценка иммуногенной активности клонированного штамма WA ротавируса А человека. Вопросы вирусологии. 2019; 64(4): 156-64. https://doi.org/10.36233/0507-4088-2019-64-4-156-164.
  16. Kumar А., Charpilienne А., Cohen J. Nucleotide sequence of the gene encoding for the RNA binding protein (VP2) of RF bovine rotavirus. Nucleic Acids Res. 1989; 17(5): 2126. https://doi.org/10.1093/nar/17.5.2126.
  17. Charpilienne A., Nejmeddine M., Berois M., Parez N., Neumann E., Hewat E., et al. Individual rotavirus-like particles containing 120 molecules of fluorescent protein are visible in living cells. J. Biol. Chem. 2001; 276(31): 29361-7. https://doi.org/10.1074/jbc.M101935200.
  18. Ivashechkin A.A., YuzhakovA.G., Grebennikova T.V., Yuzhakova K.A., Kulikova N.Y., Kisteneva L.B., et al. Genetic diversity of group A rotaviruses in Moscow in 2018-2019. Arch. Virol. 2020; 165(3): 691-702. https://doi.org/10.1007/s00705-020-04534-5.
  19. Kiseleva V., Faizuloev E., Meskina E, Marova A., Oksanich A., Samart-seva T., et al. Molecular-genetic characterization of human rotavirus A strains circulating in Moscow, Russia (2009-2014). Virol. Sin. 2018; 33(4): 304-13. https://doi.org/10.1007/s12250-018-0043-0.
  20. Jere K.C., O’Neill H.G., Potgieter A.C., Van Dijk A.A. Chimaeric virus-like particles derived from consensus genome sequences of human rotavirus strains co-circulating in Africa. PLoS One. 2014; 9(9): e105167. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0105167.
  21. Donaldson B., Lateef Z., Walker G.F., Young S.L., Ward V.K. Virus-like particle vaccines: immunology and formulation for clinical translation. Expert Rev. Vaccines. 2018; 17(9): 833-49. https://doi.org/10.1080/14760584.2018.1516552.
  22. Estes M.K., Crawford S.E., Penaranda M.E., Petrie B.L., Burns J.W., Chan W.K., et al. Synthesis and immunogenicity of the rotavirus major capsid antigen using a baculovirus expression system. J. Virol. 1987; 61(5): 1488-94. https://doi.org/10.1128/jvi.61.5.1488-1494.1987.
  23. Labbe M., Charpilienne A., Crawford S.E., Estes M.K., Cohen J. Expression of rotavirus VP2 produces empty corelike particles. J. Virol. 1991; 65(6): 2946-52. https://doi.org/10.1128/jvi.65.6.2946-2952.1991.
  24. Vieira H.L.A., Estevao C., Roldao A., Peixoto C.C., Sousa M.F.Q., Cruz P.E., et al. Triple layered rotavirus VLP production: Kinetics of vector replication, mRNA stability and recombinant protein production. J. Biotechnol. 2005; 120(1): 72-82. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2005.03.026.
  25. Vicente T., Sousa M.F.Q., Peixoto C., Alves P.M., Mota J.P., Car-rondo M.J.T. Anion-exchange membrane chromatography for purification of rotavirus-like particles. J. Memb. Sci. 2008; 311(1-2): 270-83. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2007.12.021.
  26. Kim Y., Chang K., Kim W., Saif L.J. Production of hybrid double-or triple-layered virus-like particles of group A and C rotaviruses using a baculovirus expression system. Virology. 2002; 302(1): 1-8. https://doi.org/10.1006/viro.2002.1610.
  27. O’Neal C.M., Crawford S.E., Estes M.K., Conner M.E. Rotavirus virus-like particles administered mucosally induce protective immunity. J. Virol. 1997; 71(11): 8707-17. https://doi.org/10.1128/jvi.71.11.8707-8717.1997.
  28. Ciarlet M., Crawford S.E., Barone C., Bertolotti-Ciarlet A., Ramig R.F., Estes M.K., et al. Subunit rotavirus vaccine administered parenterally to rabbits induces active protective immunity. J. Virol. 1998; 72(11): 9233-46. https://doi.org/10.1128/jvi.72.11.9233-9246.1998.
  29. Gonzalez A.M., Azevedo M.S.P., Jung K., Vlasova A., Zhang W., Saif L.J. Innate immune responses to human rotavirus in the neonatal gnotobiotic piglet disease model. Immunology. 2010; 131(2): 242-56. https://doi.org/10.1111/j.1365-2567.2010.03298.x.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Черепушкин С.А., Цибезов В.В., Южаков А.Г., Латышев О.Е., Алексеев К.П., Алтаева Э.Г., Хаметова К.М., Воркунова Г.К., Южакова К.А., Гребенникова Т.В., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».