Effect of Point Mutations in the Polymerase Genes of the Influenza A/PR/8/34 (H1N1) Virus on the Immune Response in a Mouse Model

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The vaccine strains for live attenuated influenza vaccines (LAIVs) have cold-adapted, temperature-sensitive, and attenuated phenotypes, which are guaranteed by the presence of specific mutations from the master donor virus in their internal genes. In this study, we used mutant viruses of the pathogenic A/Puerto Rico/8/34 (H1N1) that contained ts-mutations in PB1 (K265N, V591I), PB2 (V478L), and PA (L28P, V341L) genes along and/or in different combinations to evaluate the impact of these mutations in the immune responses. Sequential addition of tested mutations resulted in the stepwise decrease in virus-specific serum and, to a lesser extent, mucosal antibody levels. We demonstrated strong positive correlation between virus attenuation (virus titer in lung) and antibody titers. The ts-mutations in PB1, PB2, and PA genes are mostly involved in the modulation of the humoral immunity, but also have a moderate effect on the cellular adaptive immune response.

About the authors

S. A. Kuznetsova

Institute of Experimental Medicine, Russian Academy of Medical Sciences

Author for correspondence.
Email: kuznetsova4872@yahoo.co.uk

Svetlana Kuznetsova, candidate of biological Sciences

197376, St. Petersburg

Russian Federation

I. N. Isakova-Sivak

Institute of Experimental Medicine, Russian Academy of Medical Sciences

Email: fake@neicon.ru
197376, St. Petersburg Russian Federation

V. A. Kuznetcova

Institute of Experimental Medicine, Russian Academy of Medical Sciences

Email: fake@neicon.ru
197376, St. Petersburg Russian Federation

G. D. Petukhova

Institute of Experimental Medicine, Russian Academy of Medical Sciences

Email: fake@neicon.ru
197376, St. Petersburg Russian Federation

I. V. Losev

Institute of Experimental Medicine, Russian Academy of Medical Sciences

Email: fake@neicon.ru
197376, St. Petersburg Russian Federation

S. A. Donina

Institute of Experimental Medicine, Russian Academy of Medical Sciences

Email: fake@neicon.ru
197376, St. Petersburg Russian Federation

L. G. Rudenko

Institute of Experimental Medicine, Russian Academy of Medical Sciences

Email: fake@neicon.ru
197376, St. Petersburg Russian Federation

A. N. Naikhin

Institute of Experimental Medicine, Russian Academy of Medical Sciences

Email: fake@neicon.ru
197376, St. Petersburg Russian Federation

References

  1. Kreijtz J.H., Fouchier R.A., Rimmelzwaan G.F. Immune responses to influenza virus infection. Virus Res. 2011; 162(1–2): 19–30.
  2. Программа фундаментальных научных исследований государственных академий на 2013-2020 года (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 3 декабря 2012 N2237-р), подраздел 205 «Получение новых знаний о механизмах постинфекционной и поствакцинальной иммунологии». М.; 2012.
  3. Киселева И.В., Ларионова Н.В., Voeten J.T.M., Teley L.C., Drieszen-van der Cruijsen S.K., Heldens J.G. и др. Ведущая роль генов полимеразного комплекса в аттенуации доноров отечественной живой гриппозной вакцины А и В. Журнал микробиологии, эпиднмиологии, иммунобиологии. 2010; 6: 41–7.
  4. Isakova-Sivak I., Chen L.M., Matsuoka Y.,Voeten J.T., Kiseleva I., Heldens J.G. et al. Genetic bases of the temperature-sensitive phenotype of A master donor virus used in live attenuated influenza vaccines: A/Leningrad/134/17/57(H2N2). Virology. 2011; 412 (2): 297–305.
  5. Донина С.А., Найхин А.Н., Петухова Г.Д., Баранцева И.Б., Чиркова Т.В., Григорьева Е.П. и др. Системный гуморальный и клеточный иммунный ответ при экспериментальной гриппозной инфекции и вакцинации. Медиинкая иммунология. 2006; 8 (1): 31–6.
  6. Петухова Г.Д., Найхин А.Н., Баранцева И.Б., Донина С.А., Чиркова Т.В., Григорьева Е.П. и др. Локальный гуморальный и клеточный иммунный ответ мышей при гриппозной инфекции и вакцинации. Медицинская иммунологии. 2006; 8 (4): 511–6.
  7. Petukhova G., Chirkova T., Donina S., Korenkov D., Naykhin A., Rudenko L. Comparative studies of local antibody and cellular immune responses to influenza infection and vaccination with live attenuated influenza vaccine (LAIV) utilizing a mouse nasalassociated lymphoid tissue (NALT) separation method. Vaccine. 2009; 27(19): 2580–87.
  8. Znou B., Li Y., Speer S. Engineering temperature sensitive live attenuated influenza vaccines from emerging viruses. Vaccine. 2012; 30(24): 3691–702.
  9. Jin H., Zhou H., Lu B., Kemble G. Imparting temperature sensitivity and attenuation in ferrets to A/Puerto/Rico/8/34 influenza virus by transferring the genetic signature for temperature sensitivity from cold-adapted A/Ann Arbor/6/60. J. Virol. 2004; 78(2): 995–8.
  10. He W., Wang W., Han H., Wang L., Zhang G., Gao B. Molecular basis of live-attenuated influenza virus. PLoS ONE. 2013; 8 (3): e60413.
  11. Gabriel G., Garn H., Wegmann M., Renz H., Herwing A., Klenk H.-D. et al. The potential of a protease activation mutant of a highly pathogenic avian influenza virus for a pandemic live vaccine. Vaccine. 2008; 26(7): 956–65.
  12. Jin H., Lu B., Zhou H., Ma C., Zhao J., Yang C. et al. Multiple amino acid residues confer temperature sensitivity to human influenza virus vaccine strains (FluMist) derived from cold-adapted A/Ann Arbor/6/60. Virology. 2003; 306: 18–24.
  13. Mueller S., Coleman J.R., Papamichail D., Ward C.B., Nimnual A., Futcher B. et al. Live attenuated influenza virus vaccines by computer-aided rational design. Nat. Biotechn. 2010; 28 (7): 723–6.
  14. Solorzano A., Ye J., Perez D.R. Alternative live-attenuated influenza vaccines based on modifications in the polymerase genes protect against epidemic and pandemic flu. J. Virology. 2010; 84(9): 4587– 96.
  15. Subbarao E.K., Kawaoka Y., Murphy B.R. Rescue of an influenza A virus wild-type PB2 gene and a mutant derivative bearing a sitespecific temperature and attenuating mutation. J. Virology. 1993; 67: 7223–8.
  16. Subbarao E.K., Park E. J.U, Lawson C.M., Chen A.Y., Murphy B.R. Sequential addition of temperature-sensitive missense mutations into the PB2 gene of influenza A transfectant viruses can effect an increase in temperature sensitivity and attenuation and permits the rational design of a genetically engineered live influenza A virus vaccine. J. Virology. 1995; 69(10): 5969–77.
  17. Boon A.C., de Mutsert G., Graus Y.M., Fouchier R.A., Sinthicolaas K., Osterhaus A.D. Sequence variation in a newly identified HLAB35-restricted epitope in the influenza A virus nucleoprotein associated with escape from Cytotoxic T lymphocytes. J. Virology. 2002; 76(5): 2567–72.
  18. Rimmelzwaan G.F., Boon A.C., Voeten J.T., Berkhoff E.C., Fouchier R.A., Osterhaus A.D. Sequence variation in the influenza A virus nucleoprotein associated with escape from Cytotoxic T lymphocytes. Virus Res. 2004; 103 (1–2): 97–100.
  19. Voeten J.T., Bestebroer T.M., Nieuwkoop N.J., Fouchier R.A., Osterhaus A.D. Antigenic drift in the influenza a virus (H3N2) nucleoprotein and escape from recognition by Cytotoxic T lymphocytes. J. Virology. 2000; 74 (15): 6800–7.
  20. Cox R.J., Brokstad K.A., Ogra E.P. Influenza virus: immunity and vaccination strategies. Comparison of the immune response to inactivated and live, attenuated influenza vaccines. Scand. J. Immunol. 2004; 59(1): 1–15.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 Kuznetsova S.A., Isakova-Sivak I.N., Kuznetcova V.A., Petukhova G.D., Losev I.V., Donina S.A., Rudenko L.G., Naikhin A.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a 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».