ИММУНОСТИМУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА, КОНЪЮГИРОВАННЫХ С АНТИГЕНОМ Yersinia enterocolitica

Yersinia enterocolitica является возбудителем иерсиниоза – острого инфекционного заболевания желудочно-кишечного тракта. Y. enterocolitica один из наиболее часто встречающихся возбудителей внутрибольничных инфекций. Проблема кишечного иерсиниоза, вызываемого Y. enterocolitica, является весьма актуальной для медицины и ветеринарии и требует использования серо- и иммунодиагностики для выявления возбудителя в организме человека, животных и продуктах животноводства. Одним из самых популярных наноносителей антигенов, используемых для иммунизации и вакцинации, являются наночастицы золота. Преимуществами использования наночастиц золота в качестве средств доставки вакцин являются их относительно небольшой размер, который позволяет легко проникать в ткани, малая токсичность и длительная циркуляции in vivo, низкая стоимость, воспроизводимость. В настоящее время с использованием наночастиц золота ведутся работы по созданию новых диагностических тестов и вакцин против вирусных, бактериальных, паразитарных инфекций, в том числе против бактерий рода Yersinia. Целью исследования было изучение применения наночастиц золота как иммуномодулятора при иммунизации и вакцинации антигеном, выделенным из Y. enterocolitica. Выделенный антиген Y. enterocolitica конъюгировали с 15-нм наночастицами золота. Синтезированный конъюгат был использован для иммунизации лабораторных животных. Методами иммунохимического анализа определены чувствительность и специфичность полученных антител. Для установления протективного эффекта животных вакцинировали конъюгатами антигена и препаратами сравнения. При иммунизации животных конъюгатом наночастиц золота с антигеном Y. enterocolitica была получена антисыворотка, специфически распознающая в блот-анализе иерсиниозные белки с молекулярными массами ~35 и ~14 кДА. Обнаружен перекрест с бактериями вида Y. pseudotuberculosis и отсутствие перекрестов с клетками бактерий кишечной группы Escherichia coli, Salmonella enterica, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, что указывает на родовую специфичность полученных антител. Для определения протективного эффекта животных вакцинировали конъюгатами антигена c наночастицами золота и препаратами сравнения. Через две недели после последней вакцинации мышам внутрибрюшинно вводили культуру патогенного штамма Y. enterocolitica. Группы, иммунизированные конъюгатом антигена с наночастицами золота, показали выживаемость 70-80%, при этом контрольные мыши погибли все. Показано, что конъюгаты наночастиц золота с иерсиниозным антигеном обладают более высокой иммуномодулирующей активностью по сравнению с неконъюгированным антигеном. Полученные антитела можно использовать для эффективной иммунодиагностики иерсиниозов. Конъюгаты наночастиц золота с антигенами Y. enterocolitica могут послужить основой для создания профилактической вакцины.

Yersinia enterocolitica, наночастицы золота, иммунизация, вакцинация, макрофаги, цитокины, иммуноанализ

1. Fàbrega A., Vila J. Yersinia enterocolitica: pathogenesis, virulence and antimicrobial resistance. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin., 2012, vol. 30, no. 1, pp. 24–32. doi: 10.1016/j.eimc.2011.07.017

2. Ленченко Е.М., Куликовский А.В., Павлова И.Б. Иерсиниоз. Этиология, эпизоотология, диагностика, меры борьбы и профилактики. М.: МГУПБ, 1998. 124 c. [Lenchenko E.M., Kulikovskij A.V., Pavlova I.B. Yersiniosis. Etiology, epizootology, diagnostics, measures of counteraction and prophylaxis. Moscow, 1998. 124 p. (In Russ.)]

3. Маслова И.И., Хоробрых Н.Е., Ушакова М.А., Овечко Н.Н., Муравьев Ю.В. Антитела к Yersinia enterocolitica и Proteus mirabilis в сыворотках больных ревматоидным артритом // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2004. № 4. С. 71–72. [Maslova I.I., Khorobrykh N.E., Ushakova M.A., Ovechko N.N., Murav'ev Iu.V. Antibodies to Yersinia enterocolitica and Proteus mirabilis in blood sera of rheumatoid arthritis patients. Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol. 2004, no. 4, pp. 71–72. (In Russ.)]

4. Dykman L.A., Khlebtsov N.G. Immunological properties of gold nanoparticles. Chem. Sci., 2017, vol. 8, no. 3, pp. 1719–1735. doi:10.1039/C6SC03631G

5. Дыкман Л.А., Староверов С.А., Богатырев В.А., Щеголев С.Ю. Адъювантные свойства наночастиц золота // Российские нанотехнологии. 2010. Т. 5, № 11-12. С. 58–68. [Dykman L.A., Staroverov S.A., Bogatyrev V.A., Shchyogolev S.Yu. Adjuvant properties of gold nanoparticles. Nanotechnol. Russ., 2010, vol. 5, no. 11-12, pp. 748–761. doi: 10.1134/S1995078010110029]

6. Староверов С.А., Ермилов Д.Н., Щербаков А.А., Семенов С.В., Щеголев C.Ю., Дыкман Л.А. Получение антител к антигенам Yersinia pseudotuberculosis с использованием в качестве адъюванта частиц коллоидного золота // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2003. № 3. C. 54–57. [Staroverov S.A., Ermilov D.N., Shcherbakov A.A., Semenov S.V., Shchyegolev S.Yu., Dykman L.A. Generation of antibodies to Yersinia pseudotuberculosis antigens using the colloid gold particles as an adjuvant. Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol., 2003, no. 3. pp. 54–57. (In Russ.)]

7. Gregory A.E., Williamson E.D., Prior J.L., Butcher W.A., Thompson I.J., Shaw A.M., Titball R.W. Conjugation of Y. pestis F1-antigen to gold nanoparticles improves immunogenicity. Vaccine, 2012, vol. 30, no. 48, pp. 6777–6782. doi: 10.1016/j.vaccine.2012.09.021

8. Хаджу А., Иващенко С.В., Фомин А.С., Щербаков А.А., Староверов С.А., Дыкман Л.А. Использование гипериммунной сыворотки, полученной к ДМСО-антигену кишечноиерсиниозного микроба, в непрямом дот-иммуноанализе с конъюгатом коллоидного золота // Научное обозрение. 2015. № . С. 30–34. [Khadzhu A., Ivaschenko S.V., Fomin A.S., Scherbakov A.A., Staroverov S.A., Dykman L.A. Usage of hyperimmune serum obtained for the DMSO-antigen of intestinal yersiniosis microbe in the indirect dot-immunoanalysis with colloidal gold conjugate. Nauchnoe obozrenie = Scientific Review, 2015, no. 5, pp. 30–34. (In Russ.)]

9. Дыкман Л.А., Хлебцов Н.Г. Методы химического синтеза коллоидного золота // Успехи химии. 2019. Т. 88, № 3. С. 229–247. [Dykman L.A., Khlebtsov N.G. Methods for chemical synthesis of colloidal gold. Russ. Chem. Rev., 2019, vol. 88, no. 3, pp. 229–247. doi: 10.1070/RCR4843]

10. Leiter E.H. The NOD mouse: a model for insulin dependent diabetes mellitus. Curr. Protoc. Immunol., 2001, vol. 24, no. 1, pp. 15.9.1–15.9.23. doi: 10.1002/0471142735.im1509s24

11. Bernas T., Dobrucki J.W. The role of plasma membrane in bioreduction of two tetrazolium salts, MTT, and CTC. Arch. Biochem. Biophys., 2000, vol. 380, no. 1. pp. 108–116. doi: 10.1006/abbi.2000.1907

12. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 1970, vol. 227, no, 5259, pp. 680–685. doi: 10.1038/227680a0