Cellular immune response to combined DNA-protein constructs carrying SARS-CoV-2 antigens

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: One approach that makes it possible to create vaccines relatively quickly and inexpensively is the creation of DNA vaccine constructs. They are of particular interest for the prevention of COVID-19, as they induce both types of immune response – humoral and T cell. Previously, we have created two DNA vaccines based on the pVAX vector: one encodes the full gene of the S protein of the SARS-CoV-2 virus, the second only encodes the receptor-binding domain (RBD) of the S protein of the SARS-CoV-2 virus. Next, the “naked” DNA was wrapped in a polycationic polyglucin-spermidine complex conjugated with the RBD protein. The resulting combined DNA-protein constructs were named CCV-RBD and CCV-S, respectively.

AIM: To investigate the induction of the T cell immune response of the developed combined DNA protein candidate vaccines in an animal model.

MATERIALS AND METHODS: BALB/c mice were immunized with constructs CCV-RBD and CCV-S, after which their spleens were removed from which splenocytes were isolated. The cellular response was assessed by the ability of splenocytes to secrete cytokines in response to stimulation with viral peptides. The intensity of the response was recorded using the intracellular cytokine staining (ICS) method using flow cytometry.

RESULTS: BALB/c mice were immunized twice with an interval of three weeks with a dose of 100 μg of DNA (8 animals per group): 1) CCV-RBD 2) CCV-S and 3) intact animals. It has been shown that both T helper lymphocytes (CD4+) and cytotoxic lymphocytes (CD8+) of animals immunized with CCV-S and CCV-RBD respond with the release of cytokines in response to stimulation with viral peptides.

CONCLUSIONS: In the case of CCV-RBD, a trend towards a higher response in both CD4+ and CD8+ was observed compared to the CCV-S group. Possibly, this difference may be due to more efficient synthesis of the RBD protein than the S protein, providing a DNA vaccine.

About the authors

Aleksey M. Zadorozhny

State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-being

Author for correspondence.
Email: zadorozhnyy_am@vector.nsc.ru

Intern Researcher

Russian Federation, Koltsovo, Novosibirsk Region

Maria B. Borgoyakova

State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-being

Email: borgoyakova_mb@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-0768-1561
Scopus Author ID: 57221732585

Junior Research Associate

Russian Federation, Koltsovo, Novosibirsk Region

Ekaterina V. Starostina

State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-being

Email: starostina_ev@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-1733-9524

Cand. Sci. (Biol.), Research Associate

Russian Federation, Koltsovo, Novosibirsk Region

Larisa I. Karpenko

State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-being

Email: karpenko@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-4365-8809
Scopus Author ID: 7005000410

Dr. Sci. (Biol.), Assistant Professor, Leading Research Associate

Russian Federation, Koltsovo, Novosibirsk Region

References

  1. Morens DM, Taubenberger JK, Fauci AS. Universal Coronavirus Vaccines — an urgent need. N Engl J Med. 2022;386(26):297–299. doi: 10.1056/NEJMp2118468
  2. Lumley SF, O’Donnell D, Stoesser NE, et al. Antibody status and incidence of SARS-CoV-2 infection in health care workers. N Engl J Med. 2021;384(6):533–540. DOI: 0.1056/NEJMoa2034545
  3. Hartenian E, Nandakumar D, Lari A, et al. The molecular virology of coronaviruses. J Biol Chem. 2020;295(37):12910–12934. doi: 10.1074/jbc.REV120.013930
  4. Borgojakova MB, Karpenko LI, Rudomjotov AP, et al. Immunogenic Properties of the DNA Construct Encoding the Receptor-Binding Domain of the SARS-CoV-2 Spike Protein. Mol Biol (Mosk). 2021;55(6):987–998. (In Russ.). doi: 10.31857/S0026898421060045
  5. Borgoyakova MB, Karpenko LI, Rudometov AP, et al. Self-assembled particles combining SARS-CoV-2 RBD Protein and RBD DNA vaccine induce synergistic enhancement of the humoral response in mice. Int J Mol Sci. 2022;23(4):2188. doi: 10.3390/ijms23042188

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Schematic representation of CCV-S and CCV-RBD particles

Download (96KB)
3. Fig. 2. Results of analysis of the specific T-cell response in immunized BALB/c mice using the ICS method: a — is the percentage of SARS-CoV-2-specific IFNγ-producing CD4+ and CD8+ T cells, determined by ICS using flow cytometry. The graphs were made in the GraphPad Prism 9.3 program, the data are presented as a spread of values from minimum to maximum with the designation of averages; b — shows typical plots (diagrams) of CD4+ and CD8+ T-lymphocytes obtained using flow cytometry. Reliability was calculated using the nonparametric Mann–Whitney method, * p < 0.05

Download (303KB)

Copyright (c) 2022 Eco-Vector



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».