Иммуностимулирующее действие наночастиц золота, конъюгированных с антигеном Yersinia enterocolitica
Аннотация
Yersinia enterocolitica, один из наиболее часто встречающихся возбудителей внутрибольничных инфекций, является причиной иерсиниоза — острого инфекционного заболевания желудочно-кишечного тракта. Проблема кишечного иерсиниоза, вызываемого этой бактерией, весьма актуальна для медицины и ветеринарии; для обнаружения возбудителя в организме человека и животных, а также в продуктах животноводства требуется использование серо- и иммунодиагностики. Одним из самых популярных наноносителей антигенов, используемых для иммунизации и вакцинации, являются наночастицы золота. Преимуществами использования наночастиц золота в качестве «транспортировщиков» вакцин в организме 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. Цель данного исследования — изучение применения наночастиц золота как иммуномодулятора при иммунизации и вакцинации антигеном, выделенным из Y. enterocolitica. Выделенный антиген Y. enterocolitica конъюгировали с 15-нанометровыми 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 kDa. 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%, тогда как все мыши контрольной группы погибли. Показано, что конъюга-ты иерсиниозного антигена с наночастицами золота обладают более высокой иммуномодулирующей активностью по сравнению с неконъюгированными антигенами. Полученные антитела можно использовать для эффективной иммунодиагностики иерсиниозов. Конъюгаты наночастиц золота с антигенами Y. enterocolitica могут послужить основой для создания профилактической вакцины.
Ключевые слова
Об авторах
С. А. СтароверовРоссия
Доктор биологических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунохимии ИБФРМ РАН; профессор СГАУ им. Н.И. Вавилова.
Саратов.
А. С. Фомин
Россия
Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории иммунохимии.
Саратов.
К. П. Габалов
Россия
Научный сотрудник лаборатории иммунохимии.
Саратов.
С. В. Иващенко
Россия
Кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии, биотехнологии и химии.
Саратов.
В. Э. Маниесон
Россия
Аспирант кафедры микробиологии, биотехнологии и химии.
Саратов.
Л. А. Дыкман
Россия
Дыкман Лев Абрамович - доктор биологических наук., ведущий научный сотрудник лаборатории иммунохимии, руководитель группы иммунотехнологии.
410049, Саратов, пр. Энтузиастов, 13.
Тел.: 8 (845) 297-04-03
Список литературы
1. 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. doi: 10.1134/S1995078010110029
2. Дыкман Л.А., Хлебцов Н.Г. Методы химического синтеза коллоидного золота // Успехи химии. 2019. Т. 88, № 3. С. 229—247. doi: 10.1070/RCR4843
3. Ленченко Е.М., Куликовский А.В., Павлова И.Б. Иерсиниоз. Этиология, эпизоотология, диагностика, меры борьбы и профилактики. М.: МГУПБ, 1998. 124 c.
4. 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.
5. Староверов С.А., Ермилов Д.Н., Щербаков А.А., Семенов С.В., Щеголев С.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.
6. Хаджу А., Иващенко С.В., Фомин А.С., Щербаков А.А., Староверов С.А., Дыкман Л.А. Использование гипериммунной сыворотки, полученной к ДМСО-антигену кишечно-иерсиниозного микроба, в непрямом дот-иммуноанализе с конъюгатом коллоидного золота // Научное обозрение. 2015. № 5. С. 30-34.
7. 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
8. 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
9. Fabrega A., Vila J. Yersinia enterocolitica: pathogenesis, virulence and antimicrobial resistance. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin., 2012, vol. 30, no. 1, pp. 24-32. doi: 10.1016rf.eimc.2011.07.017
10. 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
11. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head ofbacteriophage T4. Nature, 1970, vol. 227, no. 5259, pp. 680-685. doi: 10.1038/227680a0
12. 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
Дополнительные файлы
Для цитирования:
Староверов С.А., Фомин А.С., Габалов К.П., Иващенко С.В., Маниесон В.Э., Дыкман Л.А. Иммуностимулирующее действие наночастиц золота, конъюгированных с антигеном Yersinia enterocolitica. Инфекция и иммунитет. 2021;11(2):377-382. https://doi.org/10.15789/2220-7619-IEO-1405
For citation:
Staroverov S.А., Fomin А.S., Gabalov K.P., Ivaschenko S.V., Manieson V.E., Dykman L.А. Immunostimulating effect of Yersinia enterocolitica-antigen conjugated gold nanoparticles. Russian Journal of Infection and Immunity. 2021;11(2):377-382. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-IEO-1405