![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Сибирская язва – высококонтагиозное заболевание человека и животных, вызываемое грамположительной эубактерией Bacillus anthracis. В связи с высокой смертностью и способностью возбудителя образовывать устойчивые споры данное заболевание имеет важное значение для медицины и сельского хозяйства. На данный момент в мире зарегистрированы и разрешены к применению два основных типа вакцин против сибирской язвы: основанный на живом аттенуированном возбудителе и основанный на антигенных компонентах возбудителя (полученных из культуральной среды). При этом в России только первый тип вакцин лицензирован для использования на людях, в то время как в США и Европе, а также в ряде других стран для использования в медицинских целях разрешен только второй тип. Оба типа вакцин обладают рядом побочных эффектов и противопоказаний при вакцинации, что дополнительно осложняется необходимостью многократного введения вакцины для формирования стойкого иммунитета. В связи с этим создание современной рекомбинантной безопасной вакцины против сибирской язвы является важной и актуальной задачей. Среди антигенов B.anthracis наиболее перспективным компонентом для создания рекомбинантной вакцины считается главный протективный антиген (PA) – основной антиген токсина сибирской язвы. К сожалению, при однократной иммунизации данный белок сам по себе или в паре с иммуностимулятором не способен обеспечить образование устойчивого иммунитета к сибирской язве. В то же время использование других компонентов токсина существенно ограничивается из-за их негативного воздействия на клетки тканей человека. Использование вирусов растений для создания новых биотехнологий, в том числе биомедицинских препаратов, – новый и многообещающий подход. Вирусы растений не представляют опасности для человека и могут быть успешно использованы в качестве компонентов вакцин. Заявленный проект направлен на создание прототипа вакцины нового поколения против сибирской язвы на основе вирусов растений. Ранее нами было показано, что при кратковременном нагревании палочковидного вируса табачной мозаики (ВТМ) происходит образование частиц регулируемого размера сферической формы (СЧ), которые обладают уникальными адсорбционными и иммуностимулирующими свойствами. Показано, что СЧ ВТМ способны стимулировать выработку гуморального и клеточного иммунного ответа на презентируемый антиген с эффективностью, сравнимой с действием неполного адъюванта Фрейнда. Вакцинный препарат будет представлять собой комплекс СЧ с тремя рекомбинантными белками токсина сибирской язвы, в котором СЧ будут одновременно играть роль эффективного иммуностимулятора и платформы (депо) для презентации антигенов. В качестве антигенов мы планируем использовать три компонента токсина сибирской язвы – главный протективный антиген (PA), фактор летальности (LF) и фактор эдемы (EF). Из литературных данных известно, что LF и EF при взаимодействии с PA проявляют токсичность, обусловленную их ферментативной активностью. Для снижения токсического действия прототипа вакцины будут получены мутантные формы LF и EF, лишенные ферментативной активности, но сохраняющие пространственную структуру и, следовательно, антигенную специфичность. Использование предлагаемого подхода позволит создать прототип вакцины против сибирской язвы, обладающий следующими преимуществами: а) высокая эффективность, основанная на стабильности и адъювантной активности СЧ ВТМ, а также способности СЧ ВТМ играть роль платформы (депо) для антигенов; б) применение сразу трех белков токсина сибирской язвы в качестве антигенов позволит повысить эффективность прототипа вакцины; в) использование мутированных форм факторов эдемы (EF) и летальности (LF), лишенных токсических свойств, но сохраняющих пространственную структуру, позволяет снизить токсичность вакцины при сохранении антигенной специфичности; г) биологическая безопасность иммуногенного препарата «сферические частицы ВТМ-антигены», основанная на отсутствии общих патогенов у растения и человека. д) низкая стоимость: предлагаемый подход не требует применения ослабленного или убитого патогена, особых условий стерильности и безопасности. Стоимость получения ВТМ сравнительно низка, так как вирус накапливается в заражённом растении в количестве до 10 г на 1 кг листьев. При этом процесс выделения очищенного вируса и получения из него СЧ прост и не занимает много времени.
Anthrax is a highly contagious human and animal disease, which is caused by the grampositive bacterium Bacillus anthracis. It has a great significance for health care and agriculture because of the pathogen’s ability to form persistent spores and high morbidity of the disease. Currently, there are two types of anthrax vaccine registered worldwide: based on live attenuated pathogen, or based on the pathogen’s antigenic components (acquired from the liquid cultural medium). In Russia, both types of vaccine is certified for human use, while it is only the second type of vaccine that is exclusively certified in EU, USA and some other countries. Both types of vaccine have a number of side effects and contraindications for vaccination. It is additionally complicated by the need of multiple vaccinations for building up of a stable immunity. Therefore designing of a modern safe recombinant anthrax vaccine is an important, relevant goal. Among the antigens of Bacillus anthracis the protective antigen (PA) is considered to be the most promising component for recombinant vaccine formulation. Unfortunately, this protein being provided alone or along with an adjuvant fails to induce a stable immune response against anthrax. The utilization of other components of the toxin is meanwhile restricted because of their toxic effect on human tissue cells. Plant viruses’ application in development of novel biotechnologies (including biomedical drugs design) is a promising and a modern approach. This group of viruses does not harbour any biological hazards for human health and can be efficiently used as components for vaccine formulation. The present project’s aim is to create a prototype of new generation vaccine against anthrax based on plant viruses. It has been previously shown, that flash heating of virions of a rod-shaped tobacco mosaic virus (TMV) leads to formation of spherical particles (SPs) of a regulated size, which possess the unique absorbance and immune-stimulating properties. It has been also proven that TMV SPs are able to stimulate the immune response against the surface-presented antigen with efficiency compared to the Freund’s incomplete adjuvant. The proposed vaccine preparation is based on complexes, composed of TMV SPs and the recombinant anthrax toxin proteins, where SPs are supposed to serve as both potent immunostimulator and an antigen-presenting platform (depot). Within the vaccine prototype we propose to use all three components of the anthrax toxin – the protective antigen (PA), the lethal factor (LF) and the edema factor (EF). It is known from the scientific literature that LF and EF demonstrate toxicity caused by their enzymatic nature when provided together with PA. In order to compose a low-toxic vaccine prototype we will obtain the mutant variants of LF and EF, deficient in enzymatic function but possessing their native tertiary structure, and thus native antigenic specificity as well. The proposed approach could result in elaboration of an anthrax vaccine prototype with the following advantages: a) High efficiency, which is based on high stability, high adjuvant potential and also on the ability of TMV SPs to serve as an antigen-presenting platform (depot). b) Utilization of all three anthrax toxin proteins as antigens will enhance the efficacy of the vaccine prototype; c) Utilization of the EF and LF non-toxic mutant variants will allow to reduce of the vaccine prototype’s toxicity alongside with conservation of its antigenic specificity. d) Biosafety of the immunogenic formulation “spherical particles of TMV : antigens” as a result of the absence of common pathogens for plants and humans. e) Low costs, as the proposed approach does not require the usage of attenuated/killed, stringent sterility requirements and biosafety. The cost of the TMV preparation is relatively low, as the virus accumulates as abundantly as 10 g per 1 kg of leaves of the infected plant. Moreover, the process of virus extraction and purification along with the process of its subsequent remodeling into SPs is not time consuming.
В результате выполнения проекта будет разработан прототип новой рекомбинантной вакцины против сибирской язвы на основе вирусов растений. Существующие вакцины против этого патогена, полученные с использованием аттенуированного возбудителя или его компонентов, выделенных из культуральной среды, обладают побочными эффектами, противопоказаниями к применению и достаточно высокой стоимостью. Производство таких вакцин связано с известными рисками и требует повышенных мер безопасности. Для решения этих проблем необходимо разрабатывать современные рекомбинантные вакцины против сибирской язвы. В результате предлагаемого проекта будут получены комплексы, состоящие из сферических частиц вируса табачной мозаики и рекомбинантных антигенов Bacillus anthracis: PA, LF, EF. В каталитические центры белков LF и EF будут введены мутации, которые не изменят их пространственную структуру (и таким образом сохранят их антигенную специфичность), но снизят токсичность. СЧ в составе комплексов будут играть роль иммуностимуляторов и платформ (депо) для презентации антигенов. Полученные комплексы будут полностью охарактеризованы с помощью различных физико-химических методов (методами иммуноэлектронной и иммунофлуоресцентной микроскопии, методом анализа траекторий наночастиц). Будет исследована антигенная специфичность трех белков токсинов сибирской язвы в составе комплексов с СЧ. На лабораторных животных будет исследована эффективность созданного прототипа вакцины. Будет произведено сравнительное исследование иммуностимулирующих свойств СЧ ВТМ в составе прототипа вакцины с другими иммуностимуляторами, используемыми в современной медицинской практике. Таким образом, впервые будет получен прототип нетоксичной рекомбинантной вакцины против сибирской язвы на основе частиц вируса растений, содержащая сразу три компонента токсина. Применение структурно модифицированных вирусов растений для создания вакцинных препаратов представляет собой уникальный подход, предложенный авторским коллективом проекта, и полностью соответствует, а в чем-то и опережает современный уровень разработок в данной области.
Авторами проекта впервые была продемонстрирована возможность термической перестройки вирусов растений со спиральным типом симметрии (вирус табачной мозаики, Х вирус картофеля) с образованием частиц сферической формы (Atabekov et al., 2011; Nikitin et al., 2011; Dobrov et al., 2014; Trifonova et al., 2014). Показано, что СЧ ВТМ обладают уникальными адсорбционными свойствами, высокой стабильностью к внешним факторам, биодеградируемы и не содержат вирусную РНК. Впервые было показано, что СЧ ВТМ выступают не только в роли платформы, на поверхности которой могут адсорбироваться антигены, но также являются эффективными адъювантами и стимулируют иммунный ответ на чужеродные антигены. Авторами заявки отработан метод получения СЧ ВТМ в препаративных количествах (Trifonova et al., 2015). В настоящее время закончены доклинические исследования новой кандидатной вакцины против вируса краснухи, полученной на основе СЧ ВТМ (государственный контракт от «22» августа 2014 г. № 14411.2049999.19.069) (Trifonova et al., 2017).
Впервые будет получен прототип нетоксичной рекомбинантной вакцины против сибирской язвы на основе частиц вируса растений, содержащая сразу три компонента токсина.
грант РНФ |
# | Сроки | Название |
1 | 24 апреля 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Разработка прототипа вакцины против сибирской язвы на основе сферических частиц вируса табачной мозаики |
Результаты этапа: Получена генетическая конструкция, позволяющая экспрессировать основной белковый компонент токсина сибирской язвы – главный протективный антиген (PA). Получены генетические конструкции, позволяющие экспрессировать два мутантных белковых компонента токсина сибирской язвы – фактор летальности (LF) и фактор эдемы (EF). Генетические конструкции экспрессированы в клетках E. coli, рекомбинантные белки выделены, очищены и охарактеризованы. Получены антисыворотки к каждому из очищенных рекомбинантных белков. Накоплен в растениях, выделен и очищен препарат ВТМ, из которого получены и полностью охарактеризованы с помощью ряда физико-химических методов СЧ. | ||
2 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Разработка прототипа вакцины против сибирской язвы на основе сферических частиц вируса табачной мозаики |
Результаты этапа: 1. Полученные и охарактеризованные в ходе выполнения проекта в 2018 году рекомбинантные белки РА, LFE687A и EFH351A – антигены B. anthracis были адсорбированы на поверхности СЧ-ВТМ. Для получения комплексов были использованы СЧ разного размера (300±27 нм – СЧ300 и 500±35 нм – СЧ500). Так как немутированные белки токсина заведомо токсичны при совместном введении, то в эксперименте по созданию комплексов с СЧ нами были использованы только инактивированные варианты LF и EF На первом этапе на СЧ разного размера были отдельно адсорбированы антигены токсина сибирской язвы и получены комплексы СЧ-РА, СЧ-LFE687A и СЧ-EFH351A. Для каждого комплекса было подобрано соотношение СЧ-антиген, таким образом, чтобы в инкубационной смеси не оставался свободный от СЧ рекомбинантный белок.. С помощью метода флуоресцентной спектроскопии определено предельное количество целевого антигена, способное адсорбироваться на поверхности СЧ. Было показано, что на поверхности СЧ выбранных размеров способно адсорбироваться ~ 10 мкг антигена. Оптимальное массовое соотношение СЧ–антиген составило 10:1. Таким образом, были получены комплексы СЧ-РА, СЧ-LFE687A и СЧ-EFH351A при инкубации СЧ с белком в массовом соотношении 10:1, на 100 мкг СЧ – 10 мкг антигена. Все комплексы были получены с сферическими частицами диаметром 300 нм и 500 нм. Впервые была предпринята попытка адсорбировать на поверхности СЧ сразу три различных белка. Более того, впервые целевые белки имели бактериальное происхождение. Комплексы СЧ-РА/ LFE687A/ EFH351A получали in vitro при инкубации СЧ диаметром 300 нм или 500 нм. и одновременно трех белков - РА, LFE687A, EFH351A. в массовом соотношении 100:3:3:3. Таким образом, было получено два типа комплексов: (1) СЧ, на поверхности которых сорбирован только один из трех рекомбинантных белков токсина, после чего такие комплексы могут быть объединены между собой в различных комбинациях и соотношениях в один препарат; (2) комплексы, полученные путем адсорбции на поверхности СЧ смеси из трех компонентов токсина. Всего было получено четыре препарата: 1) СЧ300 с отдельной посадкой трех антигенов (смесь), 2) СЧ300 с одновременной посадкой трех антигенов, 3) СЧ500 с отдельной посадкой трех антигенов (смесь), 4) СЧ500 с одновременной посадкой трех антигенов. 2. Полученные комплексы СЧ – антигены B. anthracis были охарактеризованы широким спектром физико-химических методов (электронная микроскопия, метод анализа траекторий наночастиц, электрофорез и спектрофотометрия), в том числе стабильность и агрегационное состояние. При анализе комплексов методом электрофореза в геле было показано, что в препарате присутствуют белки PA, LFE687A, EFH351A с молекулярной массой 83 кd, 93 кd и 89 кd соответственно и белок СЧ, соответствующий по молекулярной массе белку оболочки ВТМ. Анализ методом спектрофотометрии показал, что в составе комплексов присутствуют только белковые молекулы. С помощью метода просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и метода анализа траекторий наночастиц был проведен сравнительный анализ СЧ свободных от рекомбинантных белков и композиций СЧ-антигены. Показано, что СЧ после образования комплекса с рекомбинантными белками не меняют свою морфологию и средний размер и не образуют агрегатов. Для изучения стабильности композиций, состоящих из СЧ и антигенов B. anthracis были использованы метод ПЭМ и метод динамического рассеяния света (фотонная корреляционная спектроскопия). Важно было показать стабильность композиций СЧ-антиген(ы) в физиологических условиях. Для этого комплексы СЧ-антигены переводили из водного раствора в PBS. Полученные препараты были проанализированы с помощью методов ПЭМ и динамического рассеяния света, которые показали, что композиции СЧ-антигены B. anthracis сохраняют свой средний диаметр, как при переводе в PBS, так и при хранении в PBS. Важно отметить, что при изменении солевых условий не происходило их агрегации, что свидетельствует о высокой стабильности полученных препаратов в физиологических условиях. 3. Методом иммуноэлектронной микроскопии (ИЭМ) была исследована антигенная специфичность каждого из используемых рекомбинантных антигенов B. anthracis в составе комплексов с СЧ в физиологических условиях. Антигенную специфичность рекомбинантных белков исследовали в четырех вакцинных препаратах, содержащих смесь комплексов СЧ-РА, СЧ-LFE687A, СЧ-EFH351A и комплекс СЧ-РА/ LFE687A/ EFH351A и СЧ разного размера (СЧ300 и СЧ500). Специфическая активность каждого из используемых антигенов в комплексе с СЧ была подтверждена методом ИЭМ с помощью полученных в 2018 году мышиных антисывороток к рекомбинантным белкам (РА, LFE687A и EFH351A) и что гораздо важнее коммерческих поликлональных антител к РА, LF и EF (Goat anti-PA, Goat anti-LF, Goat anti-EF, ListLabs, США) и вторичных видоспецифических антител, конъюгированных с коллоидным золотом 12 нм. Было показано, что в физиологических условиях целевые белки остаются на поверхности сферических частиц и сохраняют свою антигенную специфичность, как в случае использования СЧ с диаметром 300 нм, так и в случае использования СЧ с диаметром 500 нм. 4. Комплексы СЧ и каталитически инактивированных мутантов токсина B. anthracis LF и EF были исследованы на наличие токсического действия на клеточных культурах в присутствии PA. Были использованы две линии клеток B. anthracis – клетки мышиных макрофагов (J774A.1) для исследования цитотоксичности LFE687A и клетки яичников китайского хомячка (CHO-K) для оценки ферментативной активности EFH351A. Клетки линии мышиных макрофагов 1774 А.1 чувствительны к действию летального токсина, что делает возможным проведение экспериментов по цитотоксичности. МТТ-тест проводили по методике, описанной ранее (Lu, et al, 2013). Результаты МТТ-анализа показали значительное дозо-зависимое снижение жизнеспособности клеток (цитотоксичность от 10 до 100%) только в присутствии LT (LF+PA). В случае В случае PA +LFE687 и СЧ-PA+СЧ-LFE687 регистрировали незначительные отклонения от нормы – цитотоксичность до 20%. Все остальные тестируемые препараты (PA, СЧ-PA, LFwt, LFE687A или СЧ-LFE687A) не обладали токсическим действием в культуре клеток мышиных макрофагов J774A.1. Полученные результаты отличаются от ранее опубликованных данных о полном отсутствии цитотоксичности мутанта LFE687 на культуре мышиных макрофагов (Gupta 2007), что может быть связано, в частности, с использованием другого растворителя для формазана и чувствительностью метода. Учитывая результаты по токсичности, полученной на культурах клеток было принято решение исследовать токсичность полученных вакцинных препаратов на мышах. В связи с этим дополнительно к МТТ-тесту были проведены эксперименты по изучению токсикологических свойств (летальности) полученных препаратов СЧ-PA и СЧ-LFE687 на лабораторных животных. Мышам линии BALB/c в возрасте 6 – 8 недель (в каждой группе по 6 животных) вводили одну или две дозы с интервалом в 1 неделю СЧ-PA совместно с СЧ-LFE687. Контрольным группам мышей вводили СЧ-PA или физиологический раствор. После введения второй дозы в опытной группе (СЧ-PA+ СЧ-LFE687) был зарегистрирован падеж мышей. В конрольных группах животных отклонений от нормы (внешний вид, вес, двигательная активность) не наблюдали. Для оценки ферментативной активности EFH351A использовали клеточную линию яичников китайского хомячка (CHO-K1, Termo Fisher Scientific). Уровни внутриклеточного цАМФ определяли количественно в клеточных лизатах. Дозо-зависимое увеличение цАМФ наблюдали только в клетках, обработанных ЕТ (EF+РА). Уровень цАМФ в клетках, инкубированных с мутантной формой ЕF в присутствии РА, практически не отличался от отрицательных контролей. Однако, в недавно опубликованном исследовании по токсичности каталитически инактивированных мутантов EF, включая EFH351A, было показано, что они сохраняли способность вызывать системную токсичность, хотя эффекты были значительно слабее, чем у животных, инъецированных нативным EF (Zhao et al., 2016). Полученные нами результаты по токсичности препарата СЧ-LFE687 при совместном введении с СЧ-PA лабораторным животным, а также новые литературные данные о токсичности мутанта EFH351A при совместном введении с РА на модели животных (Zhao et al., 2016).заставили нас отказаться от дальнейшего использования мутантных форм LFE687 и EFH351A в составе кандидатной вакцины против сибирской язвы. Протективный антиген является центральным компонентом токсинов и играет ключевую роль в защите против инкапсулированных и некапсулированных штаммов B. аnthracis. Во многих исследованиях показано, что протективная эффективность коррелирует с нейтрализующими антителами, индуцируемыми РА. Большинство эпитопов, антитела к которым обладают токсин-нейтрализующей активностью картированы на РА Исходя из ряда достоверных данных, опубликованных в последнее время, можно утверждать, что рекомбинантный РА (rPA), адсорбированный на гидроксиде алюминия нестабилен и теряет способность индуцировать нейтрализующие антитела при хранении. Однако, адъюванты на основе гидроксида алюминия используется практически во всех кандидатных вакцинах, которые находятся в клинических испытаниях. Мы считаем, что подбор подходящего адъюванта является одной из наиболее важных стратегий для разработки новой эффективной вакцины против сибирской язвы. Предложен новый подход – использование структурно модифицированных вирусов растений (СЧ) в качестве стабилизирующей rРА платформы и эффективного адъюванта, – который может стать определяющим в успехе разработки современной вакцины только на основе протективного антигена. 5. Для проведения сравнительного исследования иммуногенной активности кандидатных вакцинных препаратов на основании полученных данных были отобраны 2 препарата - СЧ300-РА (РА, адсорбированный на СЧ диаметром 300 нм) и СЧ500-РА (РА, адсорбированный на СЧ диаметром 500 нм).. Наибольшие титры антител регистрировались на седьмой день после третьей иммунизации для вакцинного препарата СЧ300-РА – 1/650000 при дозе антигена 10 мкг и СЧ500-РА – 1/600000. Показано, что иммунизация животных СЧ-РА приводила к значительному увеличению титров антител к РА по сравнению с иммунизацией только РА (10 мкг). Таким образом, в ходе выполнения проекта было отобрано два варианта кандидатного вакцинного препарата СЧ300-РА и СЧ500-РА, подобраны оптимальный состав кандидатной вакцины, доза антигена (10 мкг) и оптимальное соотношение антиген – СЧ. 6. Результаты, полученные в ходе выполнения проекта в 2019 году еще раз продемонстрировали уникальные адсорбционные свойства СЧ. Была впервые показана возможность одновременной презентации на их поверхности трех белков бактериальной природы. В 2019 г. в ходе выполнения проекта было проведено сравнительное исследование поверхностного аминокислотного состава СЧ и вирионов ВТМ, чтобы приблизиться к пониманию уникальных адсорбционных свойств СЧ и сделать важный шаг для понимания их структуры. Использование метода тритиевой планиграфии и дополнительных физико-химических методов позволило нам провести детальный структурный анализ поверхности СЧ. Суммируя полученные данные, можно утверждать, что состав аминокислотных остатков на поверхности СЧ существенно отличается от вирионов ВТМ, что объясняет уникальные адсорбционные свойства СЧ, которые позволяют презентировать и стабилизировать РА на их поверхности. | ||
3 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Разработка прототипа вакцины против сибирской язвы на основе сферических частиц вируса табачной мозаики |
Результаты этапа: Для создания вакцины против сибирской язвы на основе вирусов растений в ходе выполнения проекта были отобраны два кандидатных вакцинных препарата - СЧ300-РА (РА, адсорбированный на СЧ диаметром 300 нм) и СЧ500-РА (РА, адсорбированный на СЧ диаметром 500 нм). Протективный антиген (РА) – основной антиген токсина сибирской язвы - играет ключевую роль в защите против токсигенных и капсулированных штаммов B. аnthracis. Одной из главных проблем при создании субъединичных вакцин на основе рекомбинантного РА (rPA) является нестабильность этого белка. Исходя из ряда данных, опубликованных в последнее время, можно утверждать, что rPA, адсорбированный на гидроксиде алюминия нестабилен, деградирует и теряет способность индуцировать нейтрализующие антитела при хранении. Однако адъюванты на основе гидроксида алюминия используются практически во всех кандидатных вакцинах на основе rPA, которые находятся в настоящее время в клинических испытаниях. По нашему мнению, подбор подходящего адъюванта и стабилизация молекулы полноразмерного РА является одной из наиболее важных стратегий для разработки новой эффективной вакцины против сибирской язвы. На лабораторных животных проведен анализ кинетики уровня специфических антител к протективному антигену антратоксина. Показано, что иммунизация животных СЧ300-РА и СЧ500-РА приводила к значительному увеличению титров антител к rРА по сравнению с иммунизацией только rРА. СЧ с диаметром 300 нм и 500 нм с одинаковой эффективностью стимулируют иммунный ответ у лабораторных животных на целевой антиген. Продемонстрировано, что большая часть антител вырабатывается на протективный антиген, а не на СЧ, используемые в качестве адъюванта. Для оценки вклада клеточного и гуморального иммунного ответа на протективный антиген в составе вакцинного препарата проведено изотипирование двух антисывороток, полученных при иммунизации мышей двумя прототипами вакцины. Показано, что комплексы СЧ500-РА и СЧ300-РА способствуют стимуляции Th2–иммунного ответа, поскольку наблюдается наибольшая выработка антител подкласса IgG1, что крайне важно для получения эффективного протективного эффекта. Проведено сравнение иммуностимулирующих свойств СЧ в составе прототипа вакцины по сравнению с широко распространенными в фармакологии адъювантами. Продемонстрировано, что СЧ обоих размеров (СЧ300 и СЧ500) вызывают более высокие титры антител по сравнению с гидроксидом алюминия и обладают сравнимыми адъювантными свойствами с неполным адъювантом Фрейнда. Проведены предварительные эксперименты по изучению токсических свойств препаратов кандидатной вакцины при однократном внутримышечном введении различных доз мышам линии BALB/c. За время проведения эксперимента не было выявлено гибели подопытных животных и отклонений в наблюдаемых внешних признаках, а также в регистрируемых физиологических параметрах (вес, температура). В результате проведенного исследования токсичности на мышах BALB/c при однократном введении препаратов кандидатной вакцины установлено, что исследуемые препараты нетоксичны. Проведено сравнительное изучение стабильности rPA, а также rPA в составе комплексов с СЧ при хранении при +25°С в течение 12 дней. Результаты, полученные на полноразмерном rPA с молекулярной массой 83 кДа (rPA83), продемонстрировали, что адсорбция rPA83 на поверхности СЧ приводит к частичной защите целевого антигена от протеолиза при хранении. Однако, устойчивость белка rPA83 (в комплексе с СЧ) к деградации была неполной. В связи с этим был предложен другой подход для стабилизации rРА. Для отработки этого подхода было принято решение провести направленный мутагенез части молекулы РА, а именно содержащей домены 3 и 4. Сайт-направленным мутагенезом был получен белок, состоящий из доменов 3 и 4 rPA (mrPA3+4) с заменами двух аспарагинов на глутамины. Дезамидирование аспарагинов является наибодее частой причиной деградации белков при хранении. Продемонстрирована эффективная сорбция белка mrPA3+4 на СЧ с сохранением антигенной специфичности и стабильность при хранении. Сочетание одновременно двух подходов – использование структурно модифицированных вирусов растений (СЧ) как стабилизирующей rРА платформы (а также эффективного адъюванта) и модифицированного rРА83 c аминокислотными заменами, стабилизирующими белок, – может стать основой для создания современной стабильной вакцины на основе протективного антигена. В результате проведенных работ был создан и охарактеризован прототип вакцины против сибирской язвы. на основе рекомбинантного антигена B. anthracis и структурно модифицированных вирусов растений (СЧ) в качестве стабилизирующей rРА платформы и эффективного адъюванта. Получено два варианта препарата кандидатной вакцины - СЧ300-РА (rРА, адсорбированный на СЧ диаметром 300 нм) и СЧ500-РА (rРА, адсорбированный на СЧ диаметром 500 нм). Исследованы иммуногенность, безопасность и стабильность вакцинного препарата. Частицы двух размеров СЧ300 и СЧ500 с равной эффективностью могут выполнять роль стабилизируюшей платформы-адъюванта при разработке вакцины против сибирской язвы. В ходе выполнения проекта показано, что стабилизация полноразмерного rPA может быть осуществлена одновременно с использованием двух подходов: адсорбцией rPA на поверхности СЧ и направленным мутагенезом сайтов, являющихся причиной дестабилизации белка. Получены также комплексы СЧ с доменами 3 и 4 РА, которые содержат 7 токсин-нейтрализующих эпитопов и которые могут также рассматриваться как самостоятельные антигены при создании рекомбинантной вакцины против сибирской язвы. Полученные результаты могут лечь в основу разработки современной эффективной рекомбинантной вакцины с модифицированным rРА83, стабилизированным за счет аминокислотных замен в комплексе с СЧ. Дальнейшие исследования необходимы для создания эффективного прототипа современного вакцинного препарата и его полной характеристики, включая изучение протективных свойств на моделях животных. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".