Адъювантное действие агониста NOD1 и NOD2 полимурамила различается при иммунизации мышей разных инбредных линий неструктурными белками вируса гепатита С (Flaviviridae: Hepacivirus) и синергетически усиливается в комбинации с агонистом TLR4 пирогеналом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Гепатит С – заболевание печени с высокой хронизацией, являющееся причиной цирроза и гепатокарциномы. Главное препятствие для контроля за гепатитом С – отсутствие вакцин.

Цель работы – сравнение иммуногенной активности неструктурных рекомбинантных белков NS3, NS4 и NS5B вируса гепатита С (ВГС) как компонентов субъединичной кандидатной вакцины и анализ адъювантных свойств двух отечественных коммерческих препаратов: полимурамила и пирогенала.

Материалы и методы. Мышей линий BALB/c, DBA/2J и C57BL/6 иммунизировали трижды с интервалом 2 недели белками NS3, NS4 и NS5B без адъювантов или с полимурамилом (агонист рецепторов иммунного ответа NOD1 и NOD2) и пирогеналом (липополисахарид, агонист TLR-4). Гуморальный ответ определяли по активности антител в ИФА, клеточный – по индексу стимуляции пролиферации лимфоцитов и способности продуцировать IFN-γ при антигенспецифической стимуляции in vitro.

Результаты. Рекомбинантные белки проявляли различную иммуногенность. NS4 индуцировал антитела эффективнее, чем NS3 и NS5B. Значительные различия обнаружены в иммунном ответе мышей трех инбредных линий: уровень секреции IFN-γ у мышей BALB/c и DBA/2J на белок NS5B был в 30 раз выше, чем у мышей C57Bl/6. Индукция антител, напротив, у мышей BALB/c была ниже, чем у C57Bl/6 и у DBA/2J. Полимурамил не увеличивал гуморальный ответ на NS5B и усиливал клеточный ответ только у мышей C57BL/6. Сочетанное применение полимурамила с пирогеналом значительно увеличивало как гуморальный, так и клеточный ответ мышей на все рекомбинантные белки ВГС.

Выводы. Различные иммуногенные свойства и разные функции неструктурных белков ВГС в репликации вируса свидетельствуют о целесообразности их сочетанного включения в состав субъединичных вакцин. Впервые установлено, что иммунизация белками ВГС с комплексным адъювантом (полимурамил + пирогенал) оказывает синергетический эффект, значительно превышая действие каждого из них по отдельности.

Об авторах

Екатерина Ивановна Леснова

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: wolf252006@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2801-6843

научный сотр.

Россия, 123098, г. Москва

Ольга Владимировна Масалова

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: ol.mas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5571-5669

доктор биологических наук, ведущий научный сотр., зав. лабораторией

Россия, 123098, г. Москва

Кристина Юрьевна Пермякова

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К.И. Скрябина» Министерства сельского хозяйства Российской Федерации

Email: kristusha164@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3579-4416

младший научный сотр., зав. лабораторией

Россия, 123098, г. Москва; 109472, г. Москва

Наталья Андреевна Демидова

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: ailande@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1961-9789

научный сотр.

Россия, 123098, г. Москва

Владимир Треворович Валуев-Эллистон

ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук

Email: gansfaust@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0365-570X

кандидат биологических наук, научный сотрудник

Россия, 119991, г. Москва

Александр Владимирович Иванов

ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук

Email: aivanov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5659-9679
SPIN-код: 5776-5496

доктор биологических наук, кандидат химических наук, главный научный сотрудник, рук. лаборатории биохимии вирусных инфекций, зам. директора по научной работе

Россия, 119991, г. Москва

Алла Александровна Кущ

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: vitallku@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3396-5533
SPIN-код: 6964-1715

доктор биол. наук, проф., ведущий научный сотр.

Россия, 123098, г. Москва

Список литературы

  1. Park S.H., Rehermann B. Immune responses to HCV and other hepatitis viruses. Immunity. 2014; 40(1): 13–24. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2013.12.010
  2. Dustin L.B. Innate and adaptive immune responses in chronic HCV infection. Curr. Drug Targets. 2017; 18(7): 826–43. https://doi.org/10.2174/1389450116666150825110532
  3. Wang Y., Rao H., Chi X., Li B., Liu H., Wu L., et al. Detection of residual HCV-RNA in patients who have achieved sustained virological response is associated with persistent histological abnormality. EBioMedicine. 2019; 46: 227–35. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.07.043
  4. Polyak S.J., Crispe I.N., Baumert T.F. Liver abnormalities after elimination of HCV infection: persistent epigenetic and immunological perturbations post-cure. Pathogens. 2021; 10(1): 44. https://doi.org/10.3390/pathogens10010044
  5. Sun D., Dai M., Shen S., Li C., Yan X. Analysis of naturally occurring resistance-associated variants to NS3/4A protein inhibitors, NS5A protein inhibitors, and NS5B polymerase inhibitors in patients with chronic hepatitis C. Gene Expr. 2018; 18(1): 63–9. https://doi.org/10.3727/105221617X15100607143377
  6. Ghweil A.A., Helal M.M. Reactivation of herpesvirus in patients with hepatitis C treated with direct-acting antiviral agents. Infect. Drug Resist. 2019; 12: 759–62. https://doi.org/10.2147/IDR.S184598
  7. Todryk S.M., Bassendine M.F., Bridge S.H. Revisiting the elusive hepatitis C vaccine. Vaccines (Basel). 2021; 9(2): 114. https://doi.org/10.3390/vaccines9020114
  8. Kozak M., Hu J. The integrated consideration of vaccine platforms, adjuvants, and delivery routes for successful vaccine development. Vaccines (Basel). 2023; 11(3): 695. https://doi.org/10.3390/vaccines11030695
  9. Bailey J.R., Barnes E., Cox A.L. Approaches, progress, and challenges to hepatitis C vaccine development. Gastroenterology. 2019; 156(2): 418–30. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2018.08.060
  10. Carty M., Guy C., Bowie A.G. Detection of viral infections by innate immunity. Biochem. Pharmacol. 2021; 183: 114316. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.114316
  11. Caucheteux S.M., Hu-Li J., Mohammed R.N., Ager A., Paul W.E. Cytokine regulation of lung Th17 response to airway immunization using LPS adjuvant. Mucosal Immunol. 2017; 10(2): 361–72. https://doi.org/10.1038/mi.2016.54
  12. Vegna S., Gregoire D., Moreau M., Lassus P., Durantel D., Assenat E., et al. NOD1 participates in the innate immune response triggered by hepatitis C virus polymerase. J. Virol. 2016; 90(13): 6022–35. https://doi.org/10.1128/JVI.03230-15
  13. Guryanova S.V., Khaitov R.M. Strategies for using muramyl peptides – modulators of innate immunity of bacterial origin – in medicine. Front. Immunol. 2021; 12: 607178. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.607178
  14. Budikhina A.S., Murugina N.E., Maximchik P.V., Dagil Y.A., Nikolaeva A.M., Balyasova L.S., et al. Interplay between NOD1 and TLR4 receptors in macrophages: nonsynergistic activation of signaling pathways results in synergistic induction of proinflammatory gene expression. J. Immunol. 2021; 206(9): 2206–20. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2000692
  15. Hennessy C., McKernan D.P. Anti-viral pattern recognition receptors as therapeutic targets. Cells. 2021; 10(9): 2258. https://doi.org/10.3390/cells10092258
  16. Абдулмеджидова А.Г., Масалова О.В., Атанадзе С.Н., Уланова Т.И., Бурков А.Н., Худяков Ю.Е. и др. Характеристика панели моноклональных антител к рекомбинантному белку NS3 вируса гепатита С. Вопросы вирусологии. 2002; 47(1): 21–5.
  17. Ivanov A.V., Korovina A.N., Tunitskaya V.L., Kostyuk D.A., Rechinsky V.O., Kukhanova M.K., et al. Development of the system ensuring a high-level expression of hepatitis C virus nonstructural NS5B and NS5A proteins. Protein Expr. Purif. 2006; 48(1): 14–23. https://doi.org/10.1016/j.pep.2006.02.011
  18. Masalova O.V., Lakina E.I., Abdulmedzhidova A.G., Atanadze S.N., Semiletov Y.A., Shkurko T.V., et al. Characterization of monoclonal antibodies and epitope mapping of the NS4 protein of hepatitis C virus. Immunol. Lett. 2002; 83(3): 187–96. https://doi.org/10.1016/s0165-2478(02)00081-0
  19. Li H.C., Yang C.H., Lo S.Y. Hepatitis C viral replication complex. Viruses. 2021; 13(3): 520. https://doi.org/10.3390/v13030520
  20. Масалова О.В., Леснова Е.И., Андреев С.М., Шершакова Н.Н., Козлов В.В., Пермякова К.Ю. и др. Адъювантное действие дисперсного фуллерена С60 на иммунный ответ против конструкций, имитирующих аминокислотные и нуклеотидные последовательности неструктурного белка NS5B вируса гепатита С. Вопросы вирусологии. 2022; 67(6): 516–26. https://doi.org/10.36233/0507-4088-149 https://elibrary.ru/laaczg
  21. Liu T., Matsuguchi T., Tsuboi N., Yajima T., Yoshikai Y. Differences in expression of toll-like receptors and their reactivities in dendritic cells in BALB/c and C57BL/6 mice. Infect. Immun. 2002; 70(12): 6638–45. https://doi.org/10.1128/IAI.70.12.6638-6645.2002
  22. Boonyarattanasoonthorn T., Elewa Y.H.A., Tag-El-Din-Hassan H.T., Morimatsu M., Agui T. Profiling of cellular immune responses to Mycoplasma pulmonis infection in C57BL/6 and DBA/2 mice. Infect. Genet. Evol. 2019; 73: 55–65. https://doi.org/10.1016/j.meegid.2019.04.019
  23. Huang H., Even Z., Wang Z., Li L., Erickson A., Golovko M., et al. Proteomics profiling reveals regulation of immune response to Salmonella enterica serovar Typhimurium infection in mice. Infect. Immun. 2023; 91(1): e0049922. https://doi.org/10.1128/iai.00499-22
  24. Casanova T., Van de Paar E., Desmecht D., Garigliany M.M. Hyporeactivity of alveolar macrophages and higher respiratory cell permissivity characterize DBA/2J mice infected by influenza A virus. J. Interferon Cytokine Res. 2015; 35(10): 808–20. https://doi.org/10.1089/jir.2014.0237
  25. Srivastava B., Błazejewska P., Hessmann M., Bruder D., Geffers R., Mauel S., et al. Host genetic background strongly influences the response to influenza a virus infections. PLoS One. 2009; 4(3): e4857. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004857
  26. Marzec J., Cho H.Y., High M., McCaw Z.R., Polack F., Kleeberger S.R. Toll-like receptor 4-mediated respiratory syncytial virus disease and lung transcriptomics in differentially susceptible inbred mouse strains. Physiol. Genomics. 2019; 51(12): 630–43. https://doi.org/10.1152/physiolgenomics.00101.2019
  27. Leclerc C., Dériaud E., Megret F., Briand J.P., Van Regenmortel M.H., Deubel V. Identification of helper T cell epitopes of dengue virus E-protein. Mol. Immunol. 1993; 30(7): 613–25. https://doi.org/10.1016/0161-5890(93)90072-j
  28. Tailor N., Warner B.M., Griffin B.D., Tierney K., Moffat E., Frost K., et al. Generation and characterization of a SARS-CoV-2-susceptible mouse model using adeno-associated virus (AAV6.2FF)-mediated respiratory delivery of the human ACE2 gene. Viruses. 2022; 15(1): 85. https://doi.org/10.3390/v15010085
  29. Tamiya S., Yoshikawa E., Suzuki K., Yoshioka Y. Susceptibility analysis in several mouse strains reveals robust T-cell responses after mycoplasma pneumoniae infection in DBA/2 mice. Front Cell Infect. Microbiol. 2021; 10: 602453. https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.602453
  30. Gieni R.S., Fang Y., Trinchieri G., Umetsu D.T., DeKruyff R.H. Differential production of IL-12 in BALB/c and DBA/2 mice controls IL-4 versus IFN-gamma synthesis in primed CD4 lymphocytes. Int. Immunol. 1996; 8(10): 1511–20. https://doi.org/10.1093/intimm/8.10.1511
  31. Saha P., Xiao X., Li Y., Golonka R.M., Abokor A.A., Yeoh B.S., et al. Distinct iron homeostasis in C57BL/6 and Balb/c mouse strains. Physiol. Rep. 2020; 8(9): e14441. https://doi.org/10.14814/phy2.14441
  32. Watanabe H., Numata K., Ito T., Takagi K., Matsukawa A. Innate immune response in Th1- and Th2-dominant mouse strains. Shock. 2004; 22(5): 460–6. https://doi.org/10.1097/01.shk.0000142249.08135.e9
  33. Mosley Y.C., Radder J.E., HogenEsch H. Genetic variation in the magnitude and longevity of the IgG subclass response to a diphtheria-tetanus-acellular pertussis (DTaP) vaccine in mice. Vaccines (Basel). 2019; 7(4): 124. https://doi.org/10.3390/vaccines7040124
  34. Girardin S.E., Boneca I.G., Viala J., Chamaillard M., Labigne A., Thomas G., et al. Nod2 is a general sensor of peptidoglycan through muramyl dipeptide (MDP) detection. J. Biol. Chem. 2003; 278(11): 8869–72. https://doi.org/10.1074/jbc.C200651200
  35. Girardin S.E., Boneca I.G., Carneiro L.A., Antignac A., Jéhanno M., Viala J., et al. Nod1 detects a unique muropeptide from gram-negative bacterial peptidoglycan. Science. 2003; 300(5625): 1584 7. https://doi.org/10.1126/science.1084677
  36. Tukhvatulin A.I., Gitlin I.I., Shcheblyakov D.V., Artemicheva N.M., Burdelya L.G., Shmarov M.M., et al. Combined stimulation of Toll-like receptor 5 and NOD1 strongly potentiates activity of NF-κB, resulting in enhanced innate immune reactions and resistance to Salmonella enterica serovar Typhimurium infection. Infect. Immun. 2013; 81(10): 3855–64. https://doi.org/10.1128/IAI.00525-13
  37. Tukhvatulin A.I., Dzharullaeva A.S., Tukhvatulina N.M., Shcheblyakov D.V., Shmarov M.M., Dolzhikova I.V., et al. Powerful complex immunoadjuvant based on synergistic effect of combined TLR4 and NOD2 activation significantly enhances magnitude of humoral and cellular adaptive immune responses. PLoS One. 2016; 11(5): e0155650. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0155650
  38. Tukhvatulin A., Dzharullaeva A., Erokhova A., Zemskaya A., Balyasin M., Ozharovskaia T., et al. Adjuvantation of an influenza hemagglutinin antigen with TLR4 and NOD2 agonists encapsulated in poly(D,L-Lactide-Co-Glycolide) nanoparticles enhances immunogenicity and protection against lethal influenza virus infection in mice. Vaccines (Basel). 2020; 8(3): 519. https://doi.org/10.3390/vaccines8030519
  39. Hedl M., Li J., Cho J.H., Abraham C. Chronic stimulation of Nod2 mediates tolerance to bacterial products. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2007; 104(49): 19440–5. https://doi.org/10.1073/pnas.0706097104
  40. Pashenkov M.V., Murugina N.E., Budikhina A.S., Pinegin B.V. Synergistic interactions between NOD receptors and TLRs: Mechanisms and clinical implications. J. Leukoc. Biol. 2019; 105(4): 669–80. https://doi.org/10.1002/JLB.2RU0718-290R
  41. Bagchi A., Herrup E.A., Warren H.S., Trigilio J., Shin H.S., Valentine C., et al. MyD88-dependent and MyD88-independent pathways in synergy, priming, and tolerance between TLR agonists. J. Immunol. 2007; 178(2): 1164–71. https://doi.org/10.4049/jimmunol.178.2.1164
  42. Magalhaes J.G., Lee J., Geddes K., Rubino S., Philpott D.J., Girardin S.E. Essential role of Rip2 in the modulation of innate and adaptive immunity triggered by Nod1 and Nod2 ligands. Eur. J. Immunol. 2011; 41(5): 1445–55. https://doi.org/10.1002/eji.201040827
  43. Owen A.M., Luan L., Burelbach K.R., McBride M.A., Stothers C.L., Boykin O.A., et al. MyD88-dependent signaling drives toll-like receptor-induced trained immunity in macrophages. Front. Immunol. 2022; 13: 1044662. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1044662

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гуморальный (а) и клеточный (б) ответ мышей C57BL/6 на рекомбинантный белок NS5В ВГС, введенный с пирогеналом. *р < 0,05 по сравнению с группой мышей, иммунизированных с ф/р; **р < 0,05 по сравнению с остальными группами мышей.

Скачать (147KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Усиление гуморального (а, б) и клеточного (в, г) ответа мышей на рекомбинантный белок NS3 ВГС при сочетанном использовании полимурамила и пирогенала в качестве адъювантов. ОП – оптическая плотность при 450 нм; ИСП – индекс стимуляции пролиферации. *р < 0,05 по сравнению с группой мышей, иммунизированных с ф/р; **р < 0,05 по сравнению с остальными группами мышей.

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Усиление гуморального (а, б) и клеточного (в, г) ответа мышей на рекомбинантный белок NS4 ВГС при сочетанном использовании полимурамила и пирогенала в качестве адъювантов. ОП – оптическая плотность при 450 нм; ИСП – индекс стимуляции пролиферации. *р < 0,05 по сравнению с группой мышей, иммунизированных с ф/р; **р < 0,05 по сравнению с остальными группами мышей.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Леснова Е.И., Масалова О.В., Пермякова К.Ю., Демидова Н.А., Валуев-Эллистон В.Т., Иванов А.В., Кущ А.А., 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».