Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

Индукция перекрестно-реактивных антител у мышей, иммунизированных консервативными линейными В-клеточными эпитопами нейраминидазы вируса гриппа А

https://doi.org/10.15789/10.15789/2220-7619-IOC-1343

Полный текст:

Аннотация

Грипп является социально-значимой инфекцией, ежегодно наносящей значительный ущерб здоровью населения и экономике страны. Вакцинопрофилактика является наиболее эффективным способом борьбы с гриппом и его осложнениями. Существуют разнообразные вакцины против гриппа, однако, их общим недостатком является узкая специфичность, необходимость ежегодного обновления штаммового состава, не всегда удовлетворительная иммуногенность, а, следовательно, и эффективность. В этой связи пристальное внимание уделяется проблеме разработки универсальных гриппозных вакцин, направленных на индукцию перекрестно-реагирующих факторов иммунного ответа к наиболее консервативным участкам вирусных белков. Антитела против нейраминидазы (NA) способны обеспечивать гетеросубтипическую защиту, что важно ввиду потенциальной угрозы со стороны вирусов гриппа, с отличающимся гемагглютинином и нейраминидазой по сравнению с вирусами, которые циркулируют в настоящее время. Настоящее исследование посвящено поиску новых и анализу ранее предсказанных линейных B-клеточных эпитопов NA, консервативных среди всех подтипов вируса гриппа А. Было обнаружено 8 консервативных линейных В-клеточных эпитопов, расположенных вокруг активного центра нейраминидазы, три из которых (MNPNQKIITIGS, ILRTQESEC и DNWKGSNRP) были синтезированы de novo, конъюгированы c бычьим сывороточным альбумином и далее использовались для иммунизации мышей. В сыворотках иммунизированных мышей выявлялись IgG антитела, специфически связывающиеся в иммуноферментном анализе с различными вирусами гриппа А, содержащими NA подтипов N1, N2, N3 и N9. Иммунизация NA пептидами не защитила мышей от существенной потери веса после инфицирования летальным вирусом гриппа H1N1. Тем не менее, все иммунизированные мыши выжили в течение периода наблюдения, тогда как в контрольной группе выживаемость составила только 28,6%. Анализ вирусной нагрузки в легких мышей, зараженных вирусом H1N1, не выявил различий в титрах ни на 4, ни на 8 сутки после заражения. В то же время, защитный эффект отсутствовал при заражении мышей летальным вирусом гриппа H7N9: уровень летальности, потеря веса и титры вируса в легких были сопоставимы у иммунизированных и контрольных мышей. Полученные в настоящем исследовании данные показали наличие кросс-реактивности у анти-NA антител, индуцируемых при иммунизации NA пептидами, а также защитной эффективности в отношении инфекции, вызванной вирусом H1N1, но не вирусом H7N9. Эти результаты указывают на перспективность использования линейных B-клеточных эпитопов NA для дизайна эпитоп-направленных гриппозных вакцин, но при этом требуется более глубокое и полное исследование специфичности консервативных эпитопов NA, а также оптимизация схем иммунизации для достижения более высоких показателей защитной эффективности.

Об авторах

И. А. Сычев
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
Россия


П. М. Копейкин
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
Россия
Младший научный сотрудник отдела общей патологии и патологической физиологии ФГБНУ «ИЭМ»


Е. В. Цветкова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет». Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины».
Россия

к.б.н., доцент, кафедра биохимии, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет».

Старший научный сотрудник отдела общей патологии и патологической физиологии ФГБНУ «ИЭМ», Санкт-Петербург, Россия



К. В. Чередова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
Россия
Лаборант-исследователь отдела общей патологии и патологической физиологии ФГБНУ «ИЭМ»


Б. Л. Мильман
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
Россия
д.х.н, зав. лабораторией биомедицинской и фармацевтической масс-спектрометрии ФГБНУ «ИЭМ»


О. В. Шамова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
Россия
д.б.н., доцент, зав. отделом общей патологии и патологической физиологии ФГБНУ «ИЭМ»


И. Н. Исакова-Сивак
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
Россия
д.б.н., зав. лабораторией иммунологии и профилактики вирусных инфекций отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева, ФГБНУ «ИЭМ»


Ю. А. Дешева
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»
Россия
д.м.н., доцент, ведущий научный сотрудник отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева ФГБНУ «ИЭМ»


Список литературы

1. Дешева Ю.А., Руденко Л.Г., Александрова Г.И. Штамм вируса гриппа А/17/mallard/Нидерланды/00/95(H7N3) для производства живой и производства инактивированной гриппозных вакцин. Патент на изобретение 2012108866 Российская Федерация, опубликовано: 20.09.2013, Бюллетень изобретений. № 26, 2014.

2. Дешева Ю.А., Смолоногина Т.С., Руденко Л.Г. Реассортантный штамм вируса гриппа RN2/57-Human A(H7N2) для определения антител к нейраминидазе при гриппозной инфекции и вакцинации. Патент на изобретение 2464312 Российская Федерация, опубликовано: 20.10.2012, Бюллетень изобретений. № 29, 2012.

3. Дешева Ю.А., Смолоногина Т.С., Руденко Л.Г., Киселева И.В., Ларионова Н.В. Реассортантный штамм вируса гриппа RN 1/09-Swine A(H7N1) для определения антител к нейраминидазе при гриппозной инфекции и вакцинации. Патент на изобретение 2428476 Российская Федерация, опубликовано: 10.09.2011, Бюллетень изобретений. № 25, 2011.

4. Приказ Министерства здравоохранения СССР № 755 от 12.08.1977 г. «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных»

5. Смолоногина Т.С., Дешева Ю.А. Реассортантный штамм вируса гриппа RN9/13-Human A(H6N9) для определения антител к нейраминидазе при гриппозной инфекции и вакцинации. Патент на изобретение 2587629 Российская Федерация, опубликовано: 20.06.2016. Бюллетень изобретений № 17, 2016.

6. Bao Y., Bolotov P., Dernovoy D., Kiryutin B., Zaslavsky L., Tatusova T., et al. The influenza virus resource at the National Center for Biotechnology Information. J. Virol., 2008, vol. 82, no. 2, pp. 596-601.

7. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem., 1976, vol. 72, pp. 248-254.

8. Bui C., Bethmont A., Chughtai A.A., Gardner L., Sarkar S., Hassan S., et al. A systematic review of the comparative epidemiology of avian and human influenza A H5N1 and H7N9 - lessons and unanswered questions. Transbound Emerg. Dis., 2016, vol. 63, no. 6, pp. 602-620.

9. Chan W.C., White P.D. Fmoc Solid-Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach, 2000.

10. Chen J., Liu H., Yang J., Chou K.C. Prediction of linear B-cell epitopes using amino acid pair antigenicity scale. Amino Acids, 2007, vol. 33, no. 3, pp. 423-428.

11. Chen Y.Q., Wohlbold T.J., Zheng N.Y., Huang M., Huang Y., Neu K.E., et al. Influenza infection in humans induces broadly cross-reactive and protective neuraminidase-reactive antibodies. Cell, 2018, vol. 173, no. 2, pp. 417-429.

12. Davydov Y.I., Tonevitsky A. Prediction of linear B-cell epitopes. Molecular Biology, 2009, vol. 43, no. 1, pp. 150-158.

13. Desheva J.A., Lu X.H., Rekstin A.R., Rudenko L.G., Swayne D.E., Cox N.J., et al. Characterization of an influenza A H5N2 reassortant as a candidate for live-attenuated and inactivated vaccines against highly pathogenic H5N1 viruses with pandemic potential. Vaccine, 2006, vol. 24, no. 47-48, pp. 6859-6866.

14. Dowdle W.R. Influenza anti-neuraminidase: the second best antibody. N. Engl. J. Med., 1972, vol. 286, no. 25, pp. 1360-1361.

15. Doyle T.M., Hashem A.M., Li C., Van Domselaar G., Larocque L., Wang J., et al. Universal anti-neuraminidase antibody inhibiting all influenza A subtypes. Antiviral research, 2013, vol. 100, no. 2, pp. 567-574.

16. Eichelberger M.C., Monto A.S. Neuraminidase, the forgotten surface antigen, emerges as an influenza vaccine target for broadened protection. The Journal of infectious diseases, 2019, vol. 219, Supplement_1, pp. 75-80.

17. Eichelberger M.C., Morens D.M., Taubenberger J.K. Neuraminidase as an influenza vaccine antigen: a low hanging fruit, ready for picking to improve vaccine effectiveness. Current opinion in immunology, 2018, vol. 53, pp. 38-44.

18. Gottlieb T., Ben-Yedidia T. Epitope-based approaches to a universal influenza vaccine. Journal of autoimmunity, 2014, vol. 54, pp. 15-20.

19. Gravel C., Li C., Wang J., Hashem A.M., Jaentschke B., Xu K.W., et al. Qualitative and quantitative analyses of virtually all subtypes of influenza A and B viral neuraminidases using antibodies targeting the universally conserved sequences. Vaccine, 2010, vol. 28, no. 36, pp. 5774-5784.

20. Herrera-Rodriguez J., Meijerhof T., Niesters H.G., Stjernholm G., Hovden A.O., Sorensen B., et al. A novel peptide-based vaccine candidate with protective efficacy against influenza A in a mouse model. Virology, 2018, vol. 515, pp. 21-28.

21. Huang P., Xu Y., Ni H., Zhong J., Zhang X., Tan S., et al. Linear B-cell epitope mapping of neuraminidases of the 2009 A H1N1 viruses based on immunoinformatics. Vaccine, 2011, vol. 29, no. 6, pp. 1278-1282.

22. Krammer F., Fouchier R.A.M, Eichelberger M.C., Webby R.J., Shaw-Saliba K., Wan H., et al. NAction! How can neuraminidase-based immunity contribute to better influenza virus vaccines? MBio, 2018, vol. 9, no. 2, e02332-17.

23. Larsen J.E., Lund O., Nielsen M. Improved method for predicting linear B-cell epitopes. Immunome Res., 2006, vol. 2, no. 1., p. 2.

24. Murphy B.R., Kasel J.A., Chanock R.M. Association of serum anti-neuraminidase antibody with resistance to influenza in man. N. Engl. J. Med., 1972, vol. 286, no. 25, pp. 1329-1332.

25. Nichol K.L. Efficacy and effectiveness of influenza vaccination. Vaccine, 2008, vol. 26, Supplement 4, pp. 17-22.

26. Okonechnikov K., Golosova O., Fursov M., team U. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit. Bioinformatics, 2012, vol. 28, no. 8, pp. 1166-1167.

27. Pace C.N. Evaluating contribution of hydrogen bonding and hydrophobic bonding to protein folding. Methods Enzymol., 1995, vol. 259, pp. 538-554.

28. Ponomarenko J., Bui H.H., Li W., Fusseder N., Bourne P.E., Sette A., et al. ElliPro: a new structure-based tool for the prediction of antibody epitopes. BMC Bioinformatics, 2008, vol. 9, pp. 514.

29. Quan F.S., Kim M.C., Lee B.J., Song J.M., Compans R.W., Kang S.M. Influenza M1 VLPs containing neuraminidase induce heterosubtypic cross-protection. Virology, 2012, vol. 430, no. 2, pp. 127-135.

30. Reed L.J., Muench H.. A simple method of estimating fifty per cent endpoints. American Journal of Epidemiology, 1938, vol. 27, no.3, pp. 493-497.

31. Rubinstein N.D., Mayrose I., Martz E., Pupko T. Epitopia: a web-server for predicting B-cell epitopes. BMC Bioinformatics, 2009, vol. 10, pp. 287.

32. Saha S., Raghava G.P. Prediction of continuous B-cell epitopes in an antigen using recurrent neural network. Proteins, 2006, vol. 65, no. 1, pp.40-48.

33. Schulman J.L., Khakpour M., Kilbourne E.D. Protective effects of specific immunity to viral neuraminidase on influenza virus infection of mice. J. Virol., 1968, vol. 2, no. 8, pp. 778-786.

34. Soema P.C., Rosendahl Huber S.K., Willems G.J., Jacobi R., Hendriks M., Soethout E., et al. Whole-inactivated influenza virus is a potent adjuvant for influenza peptides containing CD8(+) T cell epitopes. Frontiers in immunology, 2018, vol. 9, pp. 525.

35. Stadlbauer D., Zhu X., McMahon M., Turner J.S, Wohlbold T.J., Schmitz A.J., et al. Broadly protective human antibodies that target the active site of influenza virus neuraminidase. Science, 2019, vol. 366, no. 6464, pp. 499-504.

36. Sweredoski M.J., Baldi P. COBEpro: a novel system for predicting continuous B-cell epitopes. Protein Eng. Des. Sel., 2009, vol. 22, no. 3, pp. 113-120.

37. Wohlbold T.J., Krammer F. In the shadow of hemagglutinin: a growing interest in influenza viral neuraminidase and its role as a vaccine antigen. Viruses, 2014, vol. 6, no. 6, pp. 2465-2494.

38. Xiao J., Zhang L., Wang Z., Xiang W., Lu P., Zhao Y., et al. Conserved peptides enhance immune efficiency of inactive vaccines against emerging avian influenza viruses in chicken. Science China Life sciences, 2017, vol. 60, no. 12, pp. 1340-1347.


Дополнительные файлы

1. Метаданные
Тема
Тип Прочее
Скачать (16KB)    
Метаданные
2. Подписи авторов
Тема
Тип Прочее
Скачать (1MB)    
Метаданные
3. Титульный лист
Тема
Тип Прочее
Скачать (18KB)    
Метаданные
4. Резюме
Тема
Тип Прочее
Скачать (19KB)    
Метаданные
5. Рисунок 1.Масс-спектры БСА (молекулярная масса - 66431 Да, верхний масс-спектр) и его конъюгатов с пептидом MNPNQKIITIGS (M, моноизотопная молекулярная масса 1314,7 Да, нижний масс-спектр)
Тема
Тип Результаты исследования
Скачать (739KB)    
Метаданные
6. Рисунок 2.Визуализация пространственного расположения обнаруженных консервативных линейных В-клеточных эпитопов на мономере молекулы NA
Тема
Тип Результаты исследования
Скачать (4MB)    
Метаданные
7. Рисунок 3.Иммуногенность смеси из трех NA пептидов при иммунизации мышей линии СВА
Тема
Тип Результаты исследования
Скачать (184KB)    
Метаданные
8. Рисунок 4.Защитная эффективность смеси из трех NA пептидов при иммунизации мышей линии СВА
Тема
Тип Результаты исследования
Скачать (192KB)    
Метаданные
9. Список рисунков
Тема
Тип Результаты исследования
Скачать (15KB)    
Метаданные
10. Список литературы
Тема
Тип Прочее
Скачать (150KB)    
Метаданные
11. Индукция перекрестно-реактивных антител у мышей, иммунизированных консервативными линейными В-клеточными эпитопами нейраминидазы вируса гриппа А(Rev)
Тема
Тип Результаты исследования
Скачать (87KB)    
Метаданные
12. Резюме(Rev)
Тема
Тип Чистый текст
Скачать (20KB)    
Метаданные
13. Список исправлений
Тема
Тип Прочее
Скачать (16KB)    
Метаданные
14. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (5MB)    
Метаданные

Для цитирования:


Сычев И.А., Копейкин П.М., Цветкова Е.В., Чередова К.В., Мильман Б.Л., Шамова О.В., Исакова-Сивак И.Н., Дешева Ю.А. Индукция перекрестно-реактивных антител у мышей, иммунизированных консервативными линейными В-клеточными эпитопами нейраминидазы вируса гриппа А. Инфекция и иммунитет. 2019;. https://doi.org/10.15789/10.15789/2220-7619-IOC-1343

For citation:


Sychev I., Kopeikin P., Tsvetkova E., Cheredova K., Milman B., Shamova O., Isakova-Sivak I., Desheva Y. Induction of cross-reactive antibodies in mice immunized with conserved linear b-cell epitopes derived from influenza a virus neuraminidase. Russian Journal of Infection and Immunity. 2019;. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/10.15789/2220-7619-IOC-1343

Просмотров: 25


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-7619 (Print)
ISSN 2313-7398 (Online)