Протективная активность инактивированной вакцины против бешенства с использованием адъюванта на основе флагеллина

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Бешенство является зоонозным заболеванием с высокой степенью летальности. Большинство случаев смерти людей связаны с укусами, полученными от собак и кошек. Вакцинация является наиболее эффективным методом профилактики заболевания бешенством как у животных, так и у людей. В этом исследовании оценивалась способность адъюванта на основе рекомбинантного флагеллина Salmonella typhimurium повышать протективную активность инактивированной вакцины против бешенства у мышей. Для этого использовали серию инактивированной сухой культуральной вакцины для собак и кошек «Рабикан» (штамм «Щелково-51») с добавлением адъюванта в различных разведениях. Контрольным препаратом служила аналогичная серия инактивированной сухой культуральной вакцины без адъюванта. Протективную активность вакцинных препаратов оценивали методом NIH (NIH potency test), который является наиболее широко используемым и рекомендованным на международном уровне методом определения эффективности для тестирования инактивированных вакцин против бешенства. Значение специфической активности испытуемой антирабической вакцины при совместном введении с адъювантом было значительно выше (48,69 МЕ/мл), чем у вакцины без адъюванта (3,75 МЕ/мл). Таким образом, рекомбинантный флагеллин можно рассматривать в качестве эффективного адъюванта в составе будущих вакцинных препаратов против вируса бешенства.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. О. Сокол

Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, пос. Биокомбината, городской округ Лосино-Петровский

Н. А. Никитин

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, Москва

Е. А. Евтушенко

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, Москва

О. В. Карпова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, Москва

И. Н. Матвеева

Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности; Щелковский биокомбинат

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, пос. Биокомбината, городской округ Лосино-Петровский; пос. Биокомбината, городской округ Лосино-Петровский

С. А. Гринь

Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, пос. Биокомбината, городской округ Лосино-Петровский

В. М. Попова

Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, пос. Биокомбината, городской округ Лосино-Петровский

И. В. Иванов

Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, пос. Биокомбината, городской округ Лосино-Петровский

Ю. Н. Федоров

Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, пос. Биокомбината, городской округ Лосино-Петровский

И. Ю. Литенкова

Щелковский биокомбинат

Email: nikitin@mail.bio.msu.ru
Россия, пос. Биокомбината, городской округ Лосино-Петровский

Список литературы

  1. Natesan, K., Isloor, S., Vinayagamurthy, B., Ramakrishnaiah, S., Doddamane, R., and Fooks, A. R. (2023) Developments in rabies vaccines: the path traversed from Pasteur to the modern era of immunization, Vaccines, 11, 756, https://doi.org/10.3390/vaccines11040756.
  2. Wilbur, L. A., and Aubert, M. F. A. (1996) The NIH test for potency, in Laboratory Techniques in Rabies, 4th Edn (Meslin F. X., Kaplan M. M., and Koprowski, H., ed) Geneva, Switzerland: World Health Organisation, 360-368.
  3. Matveeva, I., Karpova, O., Nikitin, N., Akilin, O., Yelnikov, V., Litenkova, I., Melnik, R., Melnik, N., Asimov, K., Zaberezhny, A., Fyodorov, Y., and Markova, E. (2022) Long-term humoral immunogenicity, safety and protective efficacy of inactivated vaccine against reindeer rabies, Front. Microbiol., 13, 988738, https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.988738.
  4. Nedosekov, V., Polupan, I., and Slivko, I. (2019) Veterinary Vaccine Potency Testing: Improvement of the NIH Method, Biomed. J. Sci. Tech. Res., 16, 002850, https://doi.org/10.26717/BJSTR.2019.16.002850.
  5. Kim, J. Y., Rosenberger, M. G., Rutledge, N. S., and Esser-Kahn, A. P. (2023) Next-generation adjuvants: applying engineering methods to create and evaluate novel immunological responses, Pharmaceutics, 15, 1687, https:// doi.org/10.3390/pharmaceutics15061687.
  6. Sun, H. X., Xie, Y., and Ye, Y. P. (2009) Advances in saponin-based adjuvants, Vaccine, 27, 1787-1796, https:// doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.01.091.
  7. Leroux-Roels, G. (2010) Unmet needs in modern vaccinology: adjuvants to improve the immune response, Vaccine, 28, 25-36, https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2010.07.021.
  8. Shi, S., Zhu, H., Xia, X., Liang, Z., Ma, X., and Sun, B. (2019) Vaccine adjuvants: understanding the structure and mechanism of adjuvanticity, Vaccine, 37, 3167-3178, https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.04.055.
  9. Gupta, T., and Gupta, S. K. (2020) Potential adjuvants for the development of a SARS-CoV-2 vaccine based on experimental results from similar coronaviruses, Int. Immunopharmacol., 86, 106717, https://doi.org/10.1016/ j.intimp.2020.106717.
  10. Halperin, S. A., Van Nest, G., Smith, B., Abtahi, S., Whiley, H., and Eiden, J. J. (2003) A phase I study of the safety and immunogenicity of recombinant hepatitis B surface antigen co-administered with an immunostimulatory phosphorothioate oligonucleotide adjuvant, Vaccine, 21, 2461-2467, https://doi.org/10.1016/S0264-410X (03)00045-8.
  11. Soldi, C., Pizzolatti, M. G., Luiz, A. P., Marcon, R., Meotti, F. C., Mioto, L. A., and Santos, A. R. (2008) Synthetic derivatives of the alpha- and beta-amyrin triterpenes and their antinociceptive properties, Bioorg. Med. Chem., 16, 3377-3386, https://doi.org/10.1016/j.bmc.2007.12.008.
  12. Wilson-Welder, J. H., Torres, M. P., Kipper, M. J., Mallapragada, S. K., Wannemuehler, M. J., and Narasimhan, B. (2009) Vaccine adjuvants: current challenges and future approaches, J. Pharm. Sci., 98, 1278-1316, https:// doi.org/10.1002/jps.21523.
  13. Montaner, A., Nichilo, A., Rodriguez, J., Hernando-Insua, A., Fló, J., Lopez, R., Sierra, V., Paolazzi, C., Larghi, O., Horn, D., Zorzopulos, J., and Elias, F. (2012) IMT504: a new and potent adjuvant for rabies vaccines permitting significant dose sparing, World J. Vaccines, 2, 182-188, https://doi.org/10.4236/wjv.2012.24025.
  14. Hu, X., Liu, R., and Zhu, N. (2013) Enhancement of humoral and cellular immune responses by monophosphoryl lipid A (MPLA) as an adjuvant to the rabies vaccine in BALB/c mice, Immunobiology, 218, 1524-1528, https:// doi.org/10.1016/j.imbio.2013.05.006.
  15. Coffman, R. L., Sher, A., and Seder, R. A. (2010) Vaccine adjuvants: putting innate immunity to work, Immunity, 33, 492-503, https://doi.org/10.1016/j.immuni.2010.10.002.
  16. Stepanova, L. A., Mardanova, E. S., Shuklina, M. A., Blokhina, E. A., Kotlyarov, R. Y., Potapchuk, M. V., Kovaleva, A. A., Vidyaeva, I. G., Korotkov, A. V., Eletskaya, E. I., Ravin, N. V., and Tsybalova, L. M. (2018) Flagellin-fused protein targeting M2e and HA2 induces potent humoral and T-cell responses and protects mice against various influenza viruses a subtypes, J. Biomed. Sci., 25, 33, https://doi.org/10.1186/s12929-018-0433-5.
  17. Софронов Г. А., Мурзина Е. В., Болехан В. Н., Веселова О. М., Симбирцев А. С. (2017) Перспективные направления использования препаратов на основе рекомбинантного флагеллина, Мед. Акад. Журн., 17, 7-20, https://doi.org/10.17816/MAJ1727-20.
  18. Cui, B., Liu, X., Fang, Y., Zhou, P., Zhang, Y., and Wang, Y. (2018) Flagellin as a vaccine adjuvant, Expert Rev. Vaccines, 17, 335-349, https://doi.org/10.1080/14760584.2018.1457443.
  19. Daas, A., Bruckner, L., and Milne, C. (2015) EDQM biological reference preparation for rabies vaccine (inactivated) for veterinary use, Pharmeur. Bio. Sci. Notes, 2015, 57-72.
  20. Schiffelers, M. J., Blaauboer, B. J., Bakker, W. E., and Hendriksen, C. F. (2015) Regulatory acceptance and use of serology for inactivated veterinary rabies vaccines, ALTEX, 32, 211-221, https://doi.org/10.14573/altex. 1501261.
  21. Гребенюк А. Н., Аксенова Н. В., Петров А. В., Аль-Шехадат Р. И., Климов Н. А., Симбирцев А. С. (2013) Получение различных вариантов рекомбинантного флагеллина и оценка их радиозащитной эффективности, Вестник Российской Воен. Мед. Акад., 3, 75-80.
  22. Nikitin, N., Trifonova, E., Evtushenko, E., Kirpichnikov, M., Atabekov, J., and Karpova, O. (2015) Comparative study of non-enveloped Icosahedral viruses size, PLoS One, 10, e0142415, https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0142415.
  23. Reed, L. J., and Muench, H. (1938) A simple method of estimating fifty per cent end points, Am. J. Hyg., 27, 493-497, https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a118408.
  24. Szaret, P. (1996) General consideration in testing the safety and potency of rabies vaccine, in Laboratory Techniques in Rabies, 4th Edn (Meslin, F. X., Kaplan, M. M., and Koprowski, H., eds) Geneva, Switzerland, World Health Organisation, pp. 355-359.
  25. Ашмарин И. П., Воробьев А. А. (1962) Статистические методы в микробиологических исследованиях, Медгиз, Ленинград.
  26. Rupprecht, C. E., Fooks, A. R., and Abela-Ridder, B. (2018) Laboratory techniques in rabies, World Health Organization, 5th Edn, Vol. 1, 108-123.
  27. Servat, A., Picard-Meyer, E., Robardet, E., Muizniece, Z., Must, K., and Cliquet, F. (2012) Evaluation of a rapid immunochromatographic diagnostic test for the detection of rabies from brain material of European mammals, Biologicals, 40, 61-66, https://doi.org/10.1016/j.biologicals.2011.12.011.
  28. Stokes, W., Mcfarland, R., Kulpa-Eddy, J., Gatewood, D., Levis, R., Halder, M., Pulle, G., Kojima, H., Casey, W., Gaydamaka, A., Miller, T., Brown, K., Lewis, C., Chapsal, J. M., Bruckner, L., Gairola, S., Kamphuis, E., Rupprecht, C. E., Wunderli, P., McElhinney, L., De Mattia, F., Gamoh, K., Hill, R., Reed, D., Doelling, V., Johnson, N., Allen, D., Rinckel, L., and Jones, B. (2012) Report on the international workshop on alternative methods for human and veterinary rabies vaccine testing: State of the science and planning the way forward, Biologicals, 40, 369-381, https://doi.org/10.1016/j.biologicals.2012.07.005.
  29. Akkermans, A., Chapsal, J. M., Coccia, E. M., Depraetere, H., Dierick, J. F., Duangkhae, P., Goel, S., Halder, M., Hendriksen, C., Levis, R., Pinyosukhee, K., Pullirsch, D., Sanyal, G., Shi, L., Sitrin, R., Smith, D., Stickings, P., Terao, E., Uhlrich, S., Viviani, L., and Webster, J. (2020) Animal testing for vaccines. Implementing replacement, reduction and refinement: challenges and priorities, Biologicals, 68, 92-107, https://doi.org/10.1016/j. biologicals.2020.07.010.
  30. Lin, H., and Perrin, P. (1999) Influence of aluminum adjuvant to experimental rabies vaccine, Chin. J. Exp. Clin. Virol., 13, 133-135.
  31. Jones, L. S., Peek, L. J., Power, J., Markham, A., Yazzie, B., and Middaugh, C. R. (2005) Efects of adsorption to aluminum salt adjuvants on the structure and stability of model protein antigens, J. Biol. Chem., 280, 13406-13414, https://doi.org/10.1074/jbc.M500687200.
  32. Hogenesch, H. (2013) Mechanisms of immunopotentiation and safety of aluminium adjuvants, Front. Immunol., 3, 406, https://doi.org/10.3389/fmmu.2012.00406.
  33. Lin, Y. J., Shih, Y. J., Chen, C. H., and Fang, C. T. (2018) Aluminum salts as an adjuvant for pre-pandemic infuenza vaccines: a meta-analysis, Sci. Rep., 8, 11460, https://doi.org/10.1038/s41598-018-29858-w.
  34. Yu, P., Yan, J., Wu, W., Tao, X., Lu, X., Liu, S., and Zhu, W. (2018) A CpG oligodeoxynucleotide enhances the immune response to rabies vaccination in mice, Virol. J., 15, 174, https://doi.org/10.1186/s12985-018-1089-1.
  35. Авдеева Ж. И., Акользина С. Е., Алпатова Н. А., Мовсесянц А. А., Медуницын Н. В. (2007) Действие цитокинов на протективные свойства антирабической вакцины, Цитокины Воспаление, 6, 46-50.
  36. Zhang, Y., Zhang, S., Li, W., Hu, Y., Zhao, J., Liu, F., Lin, H., Liu, Y., Wang, L., Xu, S., Hu, R., Shao, H., and Li, L. (2016) A novel rabies vaccine based-on toll-like receptor 3 (TLR3) agonist PIKA adjuvant exhibiting excellent safety and efficacy in animal studies, Virology, 489, 165-172, https://doi.org/10.1016/j.virol.2015.10.029.
  37. Nikitin, N. A., Matveeva, I. N., Trifonova, E. A., Puhova, N. M., Samuylenko, A. Y., Gryn, S. A., Atabekov, J. G., and Karpova, O. V. (2018) Spherical particles derived from TMV virions enhance the protective properties of the rabies vaccine, Data Brief, 21, 742-745, https://doi.org/10.1016/j.dib.2018.10.030.
  38. Huleatt, J. W., Jacobs, A. R., Tang, J., Desai, P., Kopp, E. B., Huang, Y., Song, L., Nakaar, V., and Powell, T. J. (2006) Vaccination with recombinant fusion proteins incorporating Toll-like receptor ligands induces rapid cellular and humoral immunity, Vaccine, 25, 763-775, https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2006.08.013.
  39. Hajam, I. A., Dar, P. A., Shahnawaz, I., Jaume, J. C., and Lee, J. H. (2017) Bacterial flagellin – a potent immunomodulatory agent, Exp. Mol. Med., 49, e373, https://doi.org/10.1038/emm.2017.172.
  40. Mbow, M. L., De Gregorio, E., Valiante, N. M., and Rappuoli, R. (2010) New adjuvants for human vaccines, Curr. Opin. Immunol., 22, 411-416, https://doi.org/10.1016/j.coi.2010.04.004.
  41. Skountzou, I., Martin, M., Wang, B., Ye, L., Koutsonanos, D., Weldon, W., Jacob, J., and Compans, R. W. (2010) Salmonella flagellins are potent adjuvants for intranasally administered whole inactivated influenza vaccine, Vaccine, 28, 4103-4112, https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.07.058.
  42. McDonald, W. F., Huleatt, J. W., Foellmer, H. G., Hewitt, D., Tang, J., Desai, P., Price, A., Jacobs, A., Takahashi, V. N., Huang, Y., Nakaar, V., Alexopoulou, L., Fikrig, E., and Powell, T. J. (2007) A West Nile virus recombinant protein vaccine that coactivates innate and adaptive immunity, J. Infect. Dis., 195, 1607-1617, https://doi.org/ 10.1086/517613.
  43. Xiao, X. X., Zhang, Y., Liu, J. X., Wei, Q. L., and Yin, X. P. (2016) Immunoenhancement with flagellin as an adjuvant to whole-killed rabies vaccine in mice, Arch. Virol., 161, 685-691, https://doi.org/10.1007/s00705-015-2704-8.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Анализ препарата рекомбинантного флагеллина RecFlic-FM. а – Электрофоретический анализ в 13%-ном ДСН-ПААГ, окрашивание в Кумасси G-250; дорожки: М – маркеры молекулярной массы белков, кДа («Thermo Fisher Scientific», США), 1–5 – RecFlic-FM в концентрации 1, 0,5, 0,25, 0,1 и 0,05 мг/мл соответственно. б – Просвечивающая электронная микроскопия, контрастирование 2%-ным водным раствором уранилацетата; размер метки – 1 мкм

Скачать (198KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схематическое изображение эксперимента по оценке титра ЛД50 вируса бешенства штамма «CVS»

Скачать (118KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схематическое изображение эксперимента по оценке протективной активности инактивированной вакцины против вируса бешенства, содержащей флагеллин в качестве адъюванта; д.п.и. – день после инфекции

Скачать (127KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024