Иммуностимулирующее действие наночастиц золота, конъюгированных с антигеном Yersinia enterocolitica

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.

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