Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021; 98: 519-527
Иммуногенные свойства препарата, содержащего инактивированный β-пропиолактоном антиген вируса Чикунгунья
https://doi.org/10.36233/0372-9311-159Аннотация
Введение. Случаи лихорадки Чикунгунья зарегистрированы более чем в 100 странах Европы, Океании, Африки, Азии, Карибского бассейна, Америки. Поражения скелетно-мышечной системы, характерные для лихорадки Чикунгунья, могут длиться от нескольких месяцев до года и даже приводить к утрате трудоспособности. Считается, что перенесённая инфекция обеспечивает пожизненный иммунитет. Этот фактор, наряду с отсутствием специфической терапии, делает вакцинацию наиболее перспективным путём профилактики лихорадки Чикунгунья.
Целью настоящей работы было лабораторное изучение иммуногенных свойств препарата, содержащего инактивированный бета-пропиолактоном (β-ПЛ) антиген вируса Чикунгунья (ЧИКВ).
Материалы и методы. Очищенный инактивированный препарат с разными дозами антигена ЧИКВ был введён внутримышечно мышам BALB/c дважды с интервалом 14 сут. В динамике оценивали показатели гуморального и клеточного иммунитета в тестах ИФА, реакции нейтрализации и пролиферации спленоцитов.
Результаты. В ответ на введение инактивированного препарата антигена ЧИКВ наиболее выраженный иммунный ответ в ИФА и реакции нейтрализации отмечался для дозы 40 мкг. Стимуляция специфическим антигеном ЧИКВ вызывала выраженную пролиферацию спленоцитов иммунных животных. Максимальные показатели гуморального и клеточного иммунитета были отмечены у иммунизированных животных через 14 дней после 2-го введения препарата и сохранялись до конца срока наблюдения.
Обсуждение. Очищенный препарат, содержащий инактивированный β-ПЛ антиген ЧИКВ, обладал выраженными иммуногенными свойствами. Препарат, введённый мышам BALB/c двукратно с дозой инактивированного антигена ЧИКВ 40 мкг, вызывал формирование специфического гуморального иммунитета, характеризующегося появлением иммуноглобулинов класса G, обладающих вируснейтрализующей активностью, и формирование специфического клеточного ответа, характеризующегося пролиферацией спленоцитов в ответ на стимуляцию специфическим антигеном ЧИКВ.
Заключение. Очищенный инактивированный β-ПЛ препарат антигена ЧИКВ в дозе 40 мкг после двукратного введения мышам линии BALB/c продемонстрировал выраженную иммуногенность. Разработанный препарат может быть оценён как перспективный для профилактики лихорадки Чикунгунья с использованием дозы и схемы, апробированных в данном исследовании.
Список литературы
1. Weaver S.C., Lecuit M. Chikungunya virus and the global spread of a mosquito-borne disease. N. Engl. J. Med. 2015; 372(13): 1231-9. https://doi.org/10.1056/NEJMra1406035
2. Simon F., Javelle E., Cabie A., Bouquillard E., Troisgros O., Gentile G., et al. French guidelines for the management of chikungunya (acute and persistent presentations). Med. Mal. Infec/. 2015; 45(7): 243-63. https://doi.org/10.1016/j.medmal.2015.05.007
3. Schrauf S., Tschismarov R., Tauber E., Ramsauer K. Current efforts in the development of vaccines for the prevention of Zika and Chikungunya infections. Front. Immunol. 2020; (11): 592. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00592
4. Reyes-Sandoval A. 51 years in of Chikungunya clinical vaccine development: A historical perspective. Hum. Vaccin. Immunother. 2019; 15(10): 2351-8. https://doi.org/10.1080/21645515.2019.1574149
5. Erasmus J.H., Rossi S.L., Weaver S.C. Development of vaccines for Chikungunya fever. J. Inf. Dis. 2016; 214(S5): S488-96. https://doi.org/10.1093/infdis/jiw271
6. Porterfield J.S. Cross-neutralization studies with group A arthropod-borne viruses. Bull. WHO. 1961; 24(6): 735-41.
7. Hearn H.J., Rainey C.T. Cross protection in animals infected with group A arboviruses. J. Immunol. 1963; 90: 720-4.
8. Powers A.M., Brault A.C., Tesh R.B., Weaver S.C. Re-emergence of chikungunya and o'nyong-nyong viruses: evidence for distinct geographical lineages and distant evolutionary relationships. J. Gen. Virol. 2000; 81(Pt. 1): 471-9. https://doi.org/10.1099/0022-1317-81-2-471
9. Galatas B., Ly S., Duong V., Baisley K., Nguon K., Chan S., et al. Long-lasting immune protection and other epidemiological findings after Chikungunya emergence in a Cambodian Rural Community, April (2012). PLoS Negl. Trop. Dis. 2016; 10(1): e0004281. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0004281
10. Pierro A., Rossini G., Gaibani P., Finarelli A.C., Moro M.L., Landini M.P., et al. Persistence of anti-chikungunya virus-specific antibodies in a cohort of patients followed from the acute phase of infection after the 2007 outbreak in Italy. New Microbes New Infect. 2015; 7: 23-5. https://doi.org/10.1016/j.nmni.2015.04.002
11. Harrison V.R., Eckels K.H., Bartelloni P.J., Hampton C. Production and evaluation of a formalin-killed chikungunya vaccine. J. Immunol. 1971; (107): 643-6.
12. Langsjoen R.M., Haller S.L., Roy C.J., Vinet-Oliphant H., Ber-gren N.A., Erasmus J.H., et al. Chikungunya virus strains show lineage-specific variations in virulence and cross-protective ability in murine and nonhuman primate models. mBio. 2018; 9(2): e02449-17. https://doi.org/10.1128/mBio.02449-17
13. Tiwari M., Parida M., Santhosh S.R., Khan M., Dash P.K., Rao P.V. Assessment of immunogenic potential of Vero adapted formalin inactivated vaccine derived from novel ECSA genotype of Chikungunya virus. Vaccine. 2009; 27(18): 2513-22. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.02.062
14. Kumar M., Sudeep A.B., Arankalle V.A. Evaluation of recombinant E2 protein-based and whole-virus inactivated candidate vaccines against chikungunya virus. Vaccine. 2012; 30(43): 6142-9. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2012.07.072
15. Игнатьев Г.М., Каа К.В., Оксанич А.С., Антонова Л.П., Самарцева Т.Г., Мефед К.М. и др. Индикация и идентификация вирусов денге и Чикунгунья в комарах рода Aedes spp., отловленных в Центральной Америке. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020; 97(3): 227-32. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-3-4
16. Mayer U.B., Haller C., Haidinger W., Atrasheuskaya A., Bukin E., Lubitz W., et al. Bacterial ghosts as an oral vaccine: a single dose of Escherichia coli O157:H7 bacterial ghosts protects mice against lethal challenge. Infect. Immun. 2005; (8): 4810-7. https://doi.org/10.1128/IAI.73.8.4810-4817.2005
17. Delrue I., Verzele D., Madder A., Nauwynck J. Inactivated virus vaccines from chemistry to prophylaxis: merits, risks and challenges. Expert. Rev. Vaccines. 2012; 11(6): 695-719. https://doi.org/10.1586/erv.12.38
18. Davenport B.J., Bullock C., McCarthy M.K., Hawman D.W., Murphy K.M., Kedl R.M., et al. Chikungunya virus evades antiviral CD8T cell responses to establish persistent infection in joint-associated tissues. J. Virol. 2020; (94): e02036-19. https://doi.org/10.1128/JVI.02036-19
19. Uittenbogaard J.P., Zomer B., Hoogerhout P., Metz B. Reactions of в-propiolactone with nucleobase analogues, nucleosides, and peptides. J. Biol. Chem. 2011; 286(42): 36198-214. https://doi.org/10.1074/jbc.M111.279232
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2021; 98: 519-527
Immunogenic properties of the preparation containing the Chikungunya virus antigen inactivated by β-propiolactone
https://doi.org/10.36233/0372-9311-159Abstract
Introduction. Cases of Chikungunya fever have been reported in more than 100 countries in Europe, Oceania, Africa, Asia, the Caribbean, and America. The musculoskeletal disorders typical for Chikungunya fever can last from several months to a year and even lead to disability. The infection is believed to provide lifelong immunity. This factor and the lack of specific therapy make vaccination the most promising method for preventing Chikungunya fever.
Materials and methods. The purified inactivated preparation with the different doses of the CHIKV antigen was injected intramuscularly to BALB/c mice twice with an interval of 14 days. Indicators of humoral and cellular immunity were assessed in dynamics in ELISA, the neutralization test and proliferation test of splenocytes. Results. The purified preparation containing the CHIKV antigen inactivated by beta-propiolactone had pronounced immunogenic properties. The most prominent immune response in ELISA and neutralization test was registered for a dose of 40 μg. Stimulation with the specific CHIKV antigen caused a pronounced proliferation of animals' splenocytes. The peak values of specific humoral and cellular immunity parameters were registered 14 days after the second injection.
Discussion. The purified preparation containing the CHIKV antigen inactivated by beta-propiolactone had demonstrated the sufficient immunogenic properties. The immunizing dose of 40 μg CHIKV selected as a result of the studies caused in BALB/c mice the development of the humoral immunity characterized by the specific IgG with neutralizing activity, and the specific cell immunity characterized by the animals' splenocytes proliferation after stimulation with CHIKV antigen.
Conclusion. The purified β-PL inactivated preparation of the CHIKV antigen at a dose of 40 μg to demonstrated pronounced immunogenicity in BALB/c mice after two-dose immunization. The developed preparation can be considered as promising for the prevention of Chikungunya fever using the dose and scheme tested in this study.
References
1. Weaver S.C., Lecuit M. Chikungunya virus and the global spread of a mosquito-borne disease. N. Engl. J. Med. 2015; 372(13): 1231-9. https://doi.org/10.1056/NEJMra1406035
2. Simon F., Javelle E., Cabie A., Bouquillard E., Troisgros O., Gentile G., et al. French guidelines for the management of chikungunya (acute and persistent presentations). Med. Mal. Infec/. 2015; 45(7): 243-63. https://doi.org/10.1016/j.medmal.2015.05.007
3. Schrauf S., Tschismarov R., Tauber E., Ramsauer K. Current efforts in the development of vaccines for the prevention of Zika and Chikungunya infections. Front. Immunol. 2020; (11): 592. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00592
4. Reyes-Sandoval A. 51 years in of Chikungunya clinical vaccine development: A historical perspective. Hum. Vaccin. Immunother. 2019; 15(10): 2351-8. https://doi.org/10.1080/21645515.2019.1574149
5. Erasmus J.H., Rossi S.L., Weaver S.C. Development of vaccines for Chikungunya fever. J. Inf. Dis. 2016; 214(S5): S488-96. https://doi.org/10.1093/infdis/jiw271
6. Porterfield J.S. Cross-neutralization studies with group A arthropod-borne viruses. Bull. WHO. 1961; 24(6): 735-41.
7. Hearn H.J., Rainey C.T. Cross protection in animals infected with group A arboviruses. J. Immunol. 1963; 90: 720-4.
8. Powers A.M., Brault A.C., Tesh R.B., Weaver S.C. Re-emergence of chikungunya and o'nyong-nyong viruses: evidence for distinct geographical lineages and distant evolutionary relationships. J. Gen. Virol. 2000; 81(Pt. 1): 471-9. https://doi.org/10.1099/0022-1317-81-2-471
9. Galatas B., Ly S., Duong V., Baisley K., Nguon K., Chan S., et al. Long-lasting immune protection and other epidemiological findings after Chikungunya emergence in a Cambodian Rural Community, April (2012). PLoS Negl. Trop. Dis. 2016; 10(1): e0004281. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0004281
10. Pierro A., Rossini G., Gaibani P., Finarelli A.C., Moro M.L., Landini M.P., et al. Persistence of anti-chikungunya virus-specific antibodies in a cohort of patients followed from the acute phase of infection after the 2007 outbreak in Italy. New Microbes New Infect. 2015; 7: 23-5. https://doi.org/10.1016/j.nmni.2015.04.002
11. Harrison V.R., Eckels K.H., Bartelloni P.J., Hampton C. Production and evaluation of a formalin-killed chikungunya vaccine. J. Immunol. 1971; (107): 643-6.
12. Langsjoen R.M., Haller S.L., Roy C.J., Vinet-Oliphant H., Ber-gren N.A., Erasmus J.H., et al. Chikungunya virus strains show lineage-specific variations in virulence and cross-protective ability in murine and nonhuman primate models. mBio. 2018; 9(2): e02449-17. https://doi.org/10.1128/mBio.02449-17
13. Tiwari M., Parida M., Santhosh S.R., Khan M., Dash P.K., Rao P.V. Assessment of immunogenic potential of Vero adapted formalin inactivated vaccine derived from novel ECSA genotype of Chikungunya virus. Vaccine. 2009; 27(18): 2513-22. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.02.062
14. Kumar M., Sudeep A.B., Arankalle V.A. Evaluation of recombinant E2 protein-based and whole-virus inactivated candidate vaccines against chikungunya virus. Vaccine. 2012; 30(43): 6142-9. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2012.07.072
15. Ignat'ev G.M., Kaa K.V., Oksanich A.S., Antonova L.P., Samartseva T.G., Mefed K.M. i dr. Indikatsiya i identifikatsiya virusov denge i Chikungun'ya v komarakh roda Aedes spp., otlovlennykh v Tsentral'noi Amerike. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2020; 97(3): 227-32. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-3-4
16. Mayer U.B., Haller C., Haidinger W., Atrasheuskaya A., Bukin E., Lubitz W., et al. Bacterial ghosts as an oral vaccine: a single dose of Escherichia coli O157:H7 bacterial ghosts protects mice against lethal challenge. Infect. Immun. 2005; (8): 4810-7. https://doi.org/10.1128/IAI.73.8.4810-4817.2005
17. Delrue I., Verzele D., Madder A., Nauwynck J. Inactivated virus vaccines from chemistry to prophylaxis: merits, risks and challenges. Expert. Rev. Vaccines. 2012; 11(6): 695-719. https://doi.org/10.1586/erv.12.38
18. Davenport B.J., Bullock C., McCarthy M.K., Hawman D.W., Murphy K.M., Kedl R.M., et al. Chikungunya virus evades antiviral CD8T cell responses to establish persistent infection in joint-associated tissues. J. Virol. 2020; (94): e02036-19. https://doi.org/10.1128/JVI.02036-19
19. Uittenbogaard J.P., Zomer B., Hoogerhout P., Metz B. Reactions of v-propiolactone with nucleobase analogues, nucleosides, and peptides. J. Biol. Chem. 2011; 286(42): 36198-214. https://doi.org/10.1074/jbc.M111.279232
