Использование вирусоподобных частиц на основе рекомбинантных вирусных белков VP2/VP6 ротавируса А для оценки гуморального иммунного ответа методом ИФА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Ротавирусная инфекция является одной из основных проблем инфекционной патологии человека, животных и птиц. Оценку иммуногенности и эффективности всех типов вакцин против ротавируса типа А (РВА) проводят на лабораторной модели животных, в качестве которой обычно используют грызунов или новорождённых поросят, при этом для их проведения необходимо наличие ИФА, позволяющего выявить вирусспецифические антитела определённого класса.

Цель – разработка непрямого ИФА с использованием вирусоподобных частиц (VLP), состоящих из белков VP2/VP6 РВА, в качестве антигена для выявления и оценки уровня ВГА-специфических антител классов IgG, IgM, IgA в иммунном ответе к ротавирусу А.

Материалы и методы. Получение и очистка VP2/VP6 VLP РВА, электронная микроскопия, электрофорез в ПААГ-ДСН, иммуноблоттинг, иммуноферментный анализ, реакция нейтрализации.

Результаты. В статье представлены результаты получения рекомбинантного бакуловируса, содержащего ген VP2/VР6 GFP РВА, определения его инфекционной активности и использования для наработки VLP. Показана морфология, определён структурный состав и установлена высокая антигенная активность VP2/VP6 VLP РВА. На его основе разработан ИФА и приведены результаты выявления специфических антител к РВА в сыворотке крови различных видов животных.

Заключение. Разработанный ИФА с использованием VP2/VP6 VLP РВА в качестве универсального антигена позволяет выявлять весь спектр IgG-, IgM-, IgA-антител в иммунном ответе к РВА, что имеет важное научно-практическое значение в оценке иммуногенности и эффективности традиционных и разрабатываемых вакцин против ротавирусной инфекции.

Об авторах

Илья Евгеньевич Филатов

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: filat69rus@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5274-224X

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики

Россия, 123098, г. Москва

Валерий Владимирович Цибезов

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации

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

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, лаборатории средств специфической профилактики вирусных болезней

Россия, 123098, г. Москва

Марина Владимировна Баландина

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: mbalandina77@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-8179-1379

старший научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики

Россия, 123098, г. Москва

Светлана Николаевна Норкина

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: snork9@list.ru
ORCID iD: 0009-0006-9608-4713

старший научный сотрудник лаборатории средств специфической профилактики вирусных болезней

Россия, 123098, г. Москва

Олег Евгеньевич Латышев

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: oleglat80@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5757-3809

к.б.н., заведующий лабораторией иммунологии

Россия, 123098, г. Москва

Олеся Васильевна Елисеева

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: olesenka80@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0723-9749

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики

Россия, 123098, г. Москва

Станислав Андреевич Черепушкин

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: cherepushkin1@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1734-5369

научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики

Россия, 123098, г. Москва

Олег Анатольевич Верховский

АНО «Научно-исследовательский институт диагностики и профилактики болезней человека и животных»

Email: info@dpri.com
ORCID iD: 0000-0003-0784-9341

доктор биологических наук, профессор, президент

Россия, 123098, г. Москва

Татьяна Владимировна Гребенникова

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика Н.Ф. Гамалеи» Министерства здравоохранения Российской Федерации

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

доктор биологических наук, профессор, чл-корр. РАН, зав. лабораторией молекулярной диагностики

Россия, 123098, г. Москва

Список литературы

  1. Львов Д.К., ред. Руководство по вирусологии: Вирусы и вирусные инфекции человека и животных. М.: МИА; 2013.
  2. Saif L.J., Fernandez F.M. Group A rotavirus veterinary vaccines. J. Infect. Dis. 1996; 174(Suppl. 1): S98–106. https://doi.org/10.1093/infdis/174.supplement_1.s98
  3. Kumar D., Anderson A.V., Pittman J., Springer N.L., Marthaler D.G., Mwangi W. Antibody response to rotavirus C pre-farrow natural planned exposure to gilts and their piglets. Viruses. 2022; 14(10): 2250. https://doi.org/10.3390/v14102250
  4. Vetter V., Gardner R.C., Debrus S., Benninghoff B., Pereira P. Established and new rotavirus vaccines: a comprehensive review for healthcare professionals. Hum. Vaccin. Immunother. 2022; 18(1): 1870395. https://doi.org/10.1080/21645515.2020.1870395
  5. Folorunso O.S., Sebolai O.M. Overview of the development, impacts, and challenges of live-attenuated oral rotavirus vaccines. Vaccines (Basel). 2020; 8(3): 341. https://doi.org/10.3390/vaccines8030341
  6. 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. 2021; 17(3): 880–96. https://doi.org/10.1080/21645515.2020.1801071
  7. Chepngeno J., Diaz A., Paim F.C., Saif L.J., Vlasova A.N. Rotavirus C: prevalence in suckling piglets and development of virus-like particles to assess the influence of maternal immunity on the disease development. Vet. Res. 2019; 50(1): 84. https://doi.org/10.1186/s13567-019-0705-4
  8. 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
  9. 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
  10. Song J.M. Parenteral, non-live rotavirus vaccine: recent history and future perspective. Clin. Exp. Vaccine Res. 2021; 10(3): 203–10. https://doi.org/10.7774/cevr.2021.10.3.203
  11. Crawford S.E., Estes M.K., Ciarlet M., Barone C., O’Neal C.M., Cohen J., et al. Heterotypic protection and induction of a broad heterotypic neutralization response by rotavirus-like particles. J. Virol. 1999; 73(6): 4813–22. https://doi.org/10.1128/jvi.73.6.4813-4822.1999
  12. Черепушкин С.А., Цибезов В.В., Южаков А.Г., Латышев О.Е., Алексеев К.П., Алтаева Э.Г. и др. Синтез и характеристика вирусоподобных частиц ротавируса А (Reoviridae: Sedoreovirinae: Rotavirus: Rotavirus A) человека. Вопросы вирусологии. 2021; 66(1): 55–64. https://doi.org/10.36233/0507-4088-27 EDN: https://www.elibrary.ru/eersag
  13. Yuan L., Saif L.J. Induction of mucosal immune responses and protection against enteric viruses: rotavirus infection of gnotobiotic pigs as a model. Vet. Immunol. Immunopathol. 2002; 87(3–4): 147–60. https://doi.org/10.1016/s0165-2427(02)00046-6
  14. 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): 169–81. https://doi.org/10.1586/erv.13.3
  15. Shoja Z., Jalilvand S., Latifi T., Roohvand F. Rotavirus VP6: involvement in immunogenicity, adjuvant activity, and use as a vector for heterologous peptides, drug delivery, and production of nano-biomaterials. Arch. Virol. 2022; 167(4): 1013–23. https://doi.org/10.1007/s00705-022-05407-9
  16. 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 EDN: https://www.elibrary.ru/sckbyy
  17. Lai C.C., Cheng Y.C., Chen P.W., Lin T.H., Tzeng T.T., Lu C.C., et al. Process development for pandemic influenza VLP vaccine production using a baculovirus expression system. J. Biol. Eng. 2019; 13: 78. https://doi.org/10.1186/s13036-019-0206-z
  18. Белжеларская C.Н. Бакуловирусные системы экспрессии рекомбинантных белков в клетках насекомых и млекопитающих. Молекулярная биология. 2011; 45(1): 142–59. EDN: https://www.elibrary.ru/ndjchz
  19. 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
  20. Shoja Z., Jalilvand S., Latifi T., Roohvand F. Rotavirus VP6: involvement in immunogenicity, adjuvant activity, and use as a vector for heterologous peptides, drug delivery, and production of nano-biomaterials. Arch. Virol. 2022; 167(4): 1013–23. https://doi.org/10.1007/s00705-022-05407-9
  21. Heinimäki S., Tamminen K., Hytönen V.P., Malm M., Blazevic V. Rotavirus inner capsid VP6 acts as an adjuvant in formulations with particulate antigens only. Vaccines (Basel). 2020; 8(3): 365. https://doi.org/10.3390/vaccines8030365
  22. Macpherson A.J., Mccoy K.D., Johansen F.E., Brandtzaeg P. The immune geography of IgA induction and function. Mucosal. Immunol. 2008; 1(1): 11–22. https://doi.org/10.1038/mi.2007.6
  23. Mantis N.J., Rol N., Corthesy B. Secretory IgA’s complex roles in immunity and mucosal homeostasis in the gut. Mucosal. Immunol. 2011; 4(6): 603–11. https://doi.org/10.1038/mi.2011.41

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результат трансфекции линии клеток Sf-9 бакмидной ДНК, содержащей гены белков РВА VP6 и VP2-eGFP: а – незараженная культура клеток Sf-9 в проходящем свете; б, в – культура клеток Sf-9, зараженная рекомбинантным бакуловирусом 1-го (б) и 3-го (в) пассажа соответственно в флуоресцентном поле.

Скачать (647KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Инокулированная культура клеток Sf-21, разведение вируса 10–4: а – в проходящем свете; б, в, г – бляшки в флуоресцентном поле.

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Электронная микрофотография VP2/VP6 VLP РВА (а) и РВА (б). Увеличение ×25 000.

Скачать (482KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Структурный анализ препарата VP2/VP6 VLP РВА методом электрофореза в 12% ПААГ-ДСН. На электрофореграмме видны две полосы, соответствующие по молекулярной массе структурным белкам VP2 и VP6 ротавируса А (120 and 45 kDa). Видимые дополнительные полосы отсутствуют.

Скачать (180KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сравнительный анализ специфического связывания рек-VP6 (синие столбцы) и VP2/VP6 VLP РВА (красные столбцы) при их использовании в качестве антигена в непрямом ИФА для выявления IgG (а), IgM (б) и IgA (в) специфических антител в сыворотке крови мышей.

Скачать (39KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределение сывороточных IgG (a) и IgA (б) антител в иммунном ответе к РВА в опыте на новорождённых карликовых поросятах. В качестве антигена использован VP2/VP6 VLP РВА, испытуемые пробы отобраны до, после первой, второй и третьей иммунизации (ось абсцисс) соответственно. Приведены среднегеометрические показатели значения обратного титра антител (ось ординат).

Скачать (56KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Кривые титрования проб сыворотки крови морских свинок в VLP ИФА, отражающие уровень вирусспецифических антител IgG. В качестве антигена использован VP2/VP6 VLP РВА, испытуемые пробы отобраны после первой (а), второй (б) и третьей (в) иммунизации соответственно. В качестве отрицательного контроля использовали сыворотку крови неиммунных животных.

Скачать (146KB)
Метаданные

© Филатов И.Е., Цибезов В.В., Баландина М.В., Норкина С.Н., Латышев О.Е., Елисеева О.В., Черепушкин С.А., Верховский О.А., Гребенникова Т.В., 2023

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».