Маркеры аттенуации холодоадаптированных вариантов коронавируса SARS-CoV-2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Беспрецедентные противоэпидемические мероприятия и широкое применение вакцин против COVID-19 позволили снизить уровень госпитализации и смертности от заболевания, но не остановили пандемическое распространение коронавируса SARS-CoV-2. Именно поэтому актуальна разработка живых вакцин против COVID-19, способных обеспечить формирование длительного гуморального и клеточного иммунного ответа и перекрестную защиту от новых эпидемиологически значимых вариантов SARS-CoV-2. Ранее в НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова были получены холодоадаптированные (ca, cold-adapted) варианты коронавируса SARS-CoV-2.

Цель настоящей статьи — поиск методических подходов, позволяющих производить скрининговые исследования in vitro для оценки аттенуационного (att) фенотипа ca вариантов SARS-CoV-2.

Материалы и методы. Лабораторный штамм SARS-CoV-2 Dubrovka и его варианты культивировали в клетках Vero и Calu-3. Количественное определение вируса проводили путем титрования в клетках Vero и методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в режиме реального времени. Att-фенотип вариантов SARS-CoV-2 определяли на животной модели COVID-19 на сирийских хомяках.

Результаты. В опытах на сирийских хомяках установлено наличие у ca-вариантов вируса att-фенотипа. Животные, зараженные ca-вариантами вируса, достоверно меньше теряли в весе, имели меньшую вирусную нагрузку в легких и мозге и менее выраженные патологические изменения в легких по сравнению с заражением вирулентным штаммом. В экспериментах in vitro на клетках Vero и Calu-3 выявлены вероятные маркеры аттенуации са-вариантов вируса для сирийских хомяков: (1) способность размножаться при пониженной температуре (са-фенотип); (2) неспособность размножаться при 39 °C (ts-фенотип); (3) изменение видовой и тканевой специфичности вируса.

Заключение. Разработанные методические подходы к выявлению in vitro маркеров аттенуации SARS-CoV-2 — ценный инструмент контроля стабильности фенотипа кандидатных вакцинных штаммов.

Об авторах

Анастасия Вячеславовна Грачева

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Автор, ответственный за переписку.
Email: anastasiia.gracheva.95@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8428-4482

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной вирусологии Отдела вирусологии

Россия, Москва

Екатерина Романовна Корчевая

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: c.korchevaya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6417-3301
Scopus Author ID: 57225930677

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной вирусологии Отдела вирусологии

Россия, Москва

Роман Владимирович Самойликов

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: roma_sam78@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6405-1390

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии Отдела вирусологии

Россия, Москва

Дарья Ильинична Смирнова

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: daria.sm.1995@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7325-0834

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной вирусологии Отдела вирусологии

Россия, Москва

Ирина Анатольевна Ленева

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: wnyfd385@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7755-2714

д-р биол. наук, заведующая лабораторией экспериментальной вирусологии Отдела вирусологии

Россия, Москва

Артем Aндреевич Поромов

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: poromov@instmech.ru
ORCID iD: 0000-0002-2004-3935
Scopus Author ID: 56636881200

старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной вирусологии Отдела вирусологии

Россия, Москва

Андрей Александрович Панкратов

Национальный медицинский исследовательский центр радиологии

Email: andreimnioi@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7291-9743
Scopus Author ID: 7006145091

канд. биол. наук, заведующий микрохирургическим отделением МНИОИ им. П.А. Герцена

Россия, Москва

Галина Валентиновна Трунова

Национальный медицинский исследовательский центр радиологии

Email: gtrunovamnioi@mail.ru

канд. биол. наук, старший научный сотрудник отделения экспериментальной фармакологии и токсикологии МНИОИ им. П.А. Герцена

Россия, Москва

Варвара Андреевна Хохлова

Национальный медицинский исследовательский центр радиологии

Email: nostocus@yandex.ru

младший научный сотрудник отделения экспериментальной фармакологии и токсикологии МНИОИ им. П.А. Герцена

Россия, Москва

Фирая Галиевна Нагиева

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: fgn42@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8204-4899
Scopus Author ID: 6701793390

д-р мед. наук, доцент, заведующая лабораторией гибридных клеточных культур Отдела вирусологии

Россия, Москва

Оксана Анатольевна Свитич

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: svitichoa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1757-8389

д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН, заведующая лабораторией молекулярной иммунологии, директор

Россия, Москва

Виталий Васильевич Зверев

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Email: vitalyzverev@outlook.com
ORCID iD: 0000-0001-5808-2246

д-р биол. наук, профессор, академик РАН, научный руководитель Института

Россия, Москва

Евгений Бахтиерович Файзулоев

Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова; Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования

Email: faizuloev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7385-5083
Scopus Author ID: 23472535800

канд. биол. наук, заведующий лабораторией молекулярной вирусологии Отдела вирусологии

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Gómez-Carballa A., Pardo-Seco J., Bello X. et al. Superspreading in the emergence of COVID-19 variants // Trends Genet. 2021. Vol. 37, No. 12. P. 1069–1080. doi: 10.1016/j.tig.2021.09.003
  2. Nikonova A.A., Faizuloev E.B., Gracheva A.V. et al. Genetic diversity and evolution of the biological features of the pandemic SARS-CoV-2 // Acta Naturae. 2021. Vol. 13, No. 3. P. 77–88. doi: 10.32607/actanaturae.11337
  3. Choi J.Y., Smith D.M. SARS-CoV-2 variants of concern // Yonsei Med. J. 2021. Vol. 62, No. 11. P. 961–968. doi: 10.3349/ymj.2021.62.11.961
  4. Dupont L., Snell L.B., Graham C. et al. Neutralizing antibody activity in convalescent sera from infection in humans with SARS-CoV-2 and variants of concern // Nat. Microbiol. 2021. Vol. 6, No. 11. P. 1433–1442. doi: 10.1038/s41564-021-00974-0
  5. Tao K., Tzou P.L., Nouhin J. et al. The biological and clinical significance of emerging SARS-CoV-2 variants // Nat. Rev. Genet. 2021. Vol. 22, No. 12. P. 757–773. doi: 10.1038/s41576-021-00408-x
  6. Saito A., Irie T., Suzuki R. et al. Enhanced fusogenicity and pathogenicity of SARS-CoV-2 Delta P681R mutation // Nature. 2022. Vol. 602, No. 7896. P. 300–306. doi: 10.1038/s41586-021-04266-9
  7. Bowen J.E., Sprouse K.R., Walls A.C. et al. Omicron BA.1 and BA.2 neutralizing activity elicited by a comprehensive panel of human vaccines // bioRxiv. 2022. doi: 10.1101/2022.03.15.484542
  8. Файзулоев Е.Б., Грачева А.В., Корчевая Е.Р. и др. Получение и характеристика холодоадаптированного штамма коронавируса SARS-CoV-2 // Сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современная иммунопрофилактика: вызовы, возможности, перспективы», Москва, 7–8 октября 2021 г. Москва, 2021. С. 79.
  9. Грачева А.В., Корчевая Е.Р., Кудряшова А.М. и др. Адаптация МТТ-теста для определения нейтрализующих антител к вирусу SARS-CoV-2 // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021. Т. 98, № 3. С. 253–265. doi: 10.36233/0372-9311-136
  10. Ramakrishnan M.A. Determination of 50% endpoint titer using a simple formula // World J. Virol. 2016. Vol. 5, No. 2. P. 85–86. doi: 10.5501/wjv.v5.i2.85
  11. Chan J.F., Yip C.C., To K.K. et al. Improved molecular diagnosis of COVID-19 by the novel, highly sensitive and specific COVID-19-RdRp/Hel real-time reverse transcription-PCR assay validated in vitro and with clinical specimens // J. Clin. Microbiol. 2020. Vol. 58, No. 5. P. e00310–20. doi: 10.1128/JCM.00310-20
  12. Maassab H.F., DeBorde D.C. Development and characterization of cold-adapted viruses for use as live virus vaccines // Vaccine. 1985. Vol. 3, No. 5. P. 355–369. doi: 10.1016/0264-410x(85)90124-0
  13. Alexandrova G.I., Smorodinstev A.A. Obtaining of an additionally attenuated vaccinating cryophil influenza strain // Revue Roumaine d’Inframicrobiologie. 1965. Vol. 2, No. 3. P. 179–186.
  14. Ghendon Y.Z., Polezhaev F.I., Lisovskaya K.V. et al. 1984. Recombinant cold-adapted attenuated influenza A vaccines for use in children: molecular genetic analysis of the cold-adapted donor and recombinants // Infect. Immun. 1984. Vol. 44, No. 3. P. 730–733. doi: 10.1128/IAI.44.3.730-733.1984
  15. Maassab H.F. Adaptation and growth characteristics of influenza virus at 25 degrees c // Nature. 1967. Vol. 213, No. 5076. P. 612–614. doi: 10.1038/213612a0
  16. Rudenko L.G., Slepushkin A.N., Monto A.S. et al. Efficacy of live attenuated and inactivated influenza vaccines in schoolchildren and their unvaccinated contacts in Novgorod, Russia // J. Infect. Dis. 1993. Vol. 168, No. 4. P. 881–887. doi: 10.1093/infdis/168.4.881
  17. Lu X., Edwards L.E., Desheva J.A. et al. Cross-protective immunity in mice induced by live-attenuated or inactivated vaccines against highly pathogenic influenza A (H5N1) viruses // Vaccine. 2006. Vol. 24, No. 44–46. P. 6588–6593. doi: 10.1016/j.vaccine.2006.05.039
  18. Seo S.H., Jang Y. Cold-adapted live attenuated SARS-Cov-2 vaccine completely protects human ACE2 transgenic mice from SARS-Cov-2 infection // Vaccines (Basel). 2020. Vol. 8, No. 4. P. 584. doi: 10.3390/vaccines8040584
  19. Okamura S., Ebina H. Could live attenuated vaccines better control COVID-19? // Vaccine. 2021. Vol. 39, No. 39. P. 5719–5726. doi: 10.1016/j.vaccine.2021.08.018
  20. Tsfasman T.M., Markushin S.G., Akopova I.I., Ghendon YZ. Molecular mechanisms of reversion to the ts+ (non-temperature-sensitive) phenotype of influenza A cold-adapted (ca) virus strains // J. Gen. Virol. 2007. Vol. 88, No. Pt 10. P. 2724–2729. doi: 10.1099/vir.0.83014-0
  21. Ammour Y., Faizuloev E., Borisova T. et al. Quantification of measles, mumps and rubella viruses using real-time quantitative TaqMan-based RT-PCR assay // J. Virol. Methods. 2013. Vol. 187, No. 1. P. 57–64. doi: 10.1016/j.jviromet.2012.09.011
  22. Landgraf G., Desheva Y.A., Rudenko L.G. Evaluation of influenza A and B cold-adapted reassortant virus reproduction in trivalent live influenza vaccines // Virus Res. 2021. Vol. 300. P. 198396. doi: 10.1016/j.virusres.2021.198396

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Динамика веса хомяков, интраназально зараженных вариантами SARS-CoV-2. K — незараженные хомяки. Среднее значение ± SD. Тест Тьюки (Post Hoc Tukey HSD): ** p < 0,001, * p < 0,01, в сравнении с группой животных, зараженных штаммом Dubrovka

Скачать (149KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение вируса в легких и мозге хомяков на 4-е сутки после заражения: a — концентрация вирусной РНК; b — титр вируса. D — штамм Dubrovka; ca-B4 — вариант Dubrovka-са-B4; ca-D2 — вариант Dubrovka-ca-D2; K — незараженные хомяки; n/d — не обнаружено. Медиана ± интерквантильный размах (n = 4). Тест Данна (post-hoc Dunn’s test) с поправкой Холма – Бонферрони: * p < 0,01, ** p < 0,05, *** p > 0,05

Скачать (176KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Показатели репродукции вариантов SARS-CoV-2 в культуре клеток Vero на 3-и сутки п. и. (39 °С, MOI 0,001): a — концентрация вирусной РНК; b — титр вируса. D — штамм Dubrovka; ca-B4 — вариант Dubrovka-са-B4; ca-D2 — вариант Dubrovka-ca-D2; K — незараженные хомяки; n/d — не обнаружено. Данные двух независимых экспериментов; пороговое значение методов детекции: титрование — 1,0 lg ТЦД50/мл, ОТ–ПЦР–РВ — 3,0 lg копий РНК/мл

Скачать (148KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Концентрация вирусной РНК в культурах клеток Calu-3 и Vero, зараженных вариантами SARS-CoV-2 на 3-и сутки п. и. (MOI 0,001). D — штамм Dubrovka (2-й пассаж); ca-B4 — вариант Dubrovka-са-B4; ca-D2 — вариант Dubrovka-ca-D2; D-37 — вариант Dubrovka-37. Данные двух независимых экспериментов; пороговое значение для реакции ОТ–ПЦР–РВ — 3,0 lg копий РНК/мл

Скачать (107KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2022



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».