СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТВЕРДОФАЗНЫХ МЕТОДОВ ИММУНОДЕТЕКЦИИ БОТУЛИНИЧЕСКОГО ТОКСИНА В СЫВОРОТКЕ КРОВИ БОЛЬНОГО С ДИАГНОЗОМ «БОТУЛИЗМ»

Статья в Elpub

Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2017; : 64-70

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТВЕРДОФАЗНЫХ МЕТОДОВ ИММУНОДЕТЕКЦИИ БОТУЛИНИЧЕСКОГО ТОКСИНА В СЫВОРОТКЕ КРОВИ БОЛЬНОГО С ДИАГНОЗОМ «БОТУЛИЗМ»

Загоскина Т. Ю., Марков Е. Ю., Чапоргина Е. А., Попова Ю. О., Долгова Т. М., Гаврилова О. В., Tайкова Т. С., Никитина А. В., Помелова В. Г., Осин Н. С., Балахонов С. В.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-5-64-70

Аннотация

Цель. Сравнение эффективности твердофазных методов иммунодетекции ботулинического токсина в сыворотке крови больного с диагнозом «ботулизм»: дот-иммуноанализа с использованием специфических противоботулинических антител (АТ), меченных наночастицами коллоидного серебра, фосфоресцентного анализа (ФОСФАН) с использованием стрептавидина, меченного платинокопропорфирином (PtKD) и полистирольными наночастицами, содержащими хелатный комплекс ионов европия с нафтоилтрифторацетоном (НЧ-Eu). Материалы и методы. В работе использовали меченные наночастицами серебра IgG, выделенные из коммерческой диагностической поливалентной сыворотки против ботулотоксинов типов А, В, С, Е, F производства НПО «Аллерген» (Ставрополь) активностью 5000 - 10 000 ME, и конъюгированные с биотином коммерческие моноклональные антитела к ботулотоксину А, поликлональные моноспецифические АТ к ботуло-токсину В и ботулотоксину Е и поливалентный иммуноглобулин к ботулотоксинам А, В, С, Е, F. Детекцию ботулотоксина в клиническом материале осуществляли в дот-иммуноанализе на нитроцеллюлозной мембране и методом ФОСФАН в экспериментальной тест-системе с применением двух детекторных систем на основе стрептавидина: PtKn и НЧ-Eu. Результаты. В сыворотке крови больного ботулизмом обнаружен ботулотоксин с использованием обоих разработанных методов иммунодетекции. Метод ФОСФАН позволил идентифицировать серотип В ботулотоксина, что совпало с полученным результатом в реакции биологической нейтрализации ботулотоксина. Чувствительность ФОСФАН с системой детекции на основе люминесцентных наночастиц НЧ-Eu была выше, чем с метчиком Р1КП. Заключение. Разработанные методы (ФОСФАН и дот-иммуноанализ) отличаются высокой специфичностью и чувствительностью и могут быть рекомендованы для экспресс-детекции ботулинического токсина в клиническом материале.

Список литературы

1. Аббасова С.Руденко Н.В., Гороховатекий А.Ю., Капралова М.В., Виноградова И.Д., Вертиев Ю.В., Несмеянов В.А., Гришин Е.В. Моноклональные антитела к ботулиническим нейротоксинам типов А, В, Е и Е Биоорг. химия. 2011, 37 (3): 344-353.

2. Загоскина Т.Ю., Балахонов С.В., Марков Е.Ю., Николаев В.Б., Субычева Е.Н., Чапор-гина Е.А., Михайлов Е.П., Бодрых О.Б., Попова Ю.О. Апробация диагностических тест-систем с использованием наночастиц серебра в качестве маркеров специфических антител для скрининга исследуемого материала на наличие антигенов возбудителей чумы, бруцеллеза, туляремии и ботулотоксина в дот-иммуноанализе. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2014, 4: 61-64.

3. Загоскина Т.Ю., Субычева Е.Н., Носырева Л.И., Бодрых О.Б., Марков Е.Ю., Вейде А.А., Долгова Т.М., Тайкова Т.С., Балахонов С.В. Конструирование тест-системы для скрининга пищевых продуктов и клинического материала на ботулотоксин в дот-иммуноанализе. Журн. инф. патол. 2009, 16 (3): 20-23.

4. Зубик Т.М. Ботулизм. В: Инфекционные болезни. Ю.В.Лобзин (ред.). СПб, Спешит, 2001, с. 147-156.

5. Куренков АЛ., Артеменко А.Р, Никитин С.С., Орлова О.Р. Современные представления о механизмах действия ботулинического токсина типа А. Врач. 2009, 7: 8-12.

6. Никитина А В., Помелова В.Г., Быченкова Т.А., Парамонов Д.В., Кострюкова Т.С., Осин Н.С. Иммуночипы для одновременного обнаружения пяти ботулотоксинов методом фосфоресцентного анализа (ФОСФАН). Пробл. особо опасных инф. 2016, 4: 64-68. doi: 10.21055/0370-1069-2016-4-64-68.

7. Никифоров В.Н., Никифоров В.В. Ботулизм. Л., Медицина, 1985.

8. Осин Н.С., ПомеловаВ.Г.,СоколовА.С., БыченковаТ.А., Бекман Н.И.,Шарафудинова ЕЮ., Аслиян С.К., Ивановская Н.П., Ларичева С.Ю., Канаева Т.А. Фосфоресцентный микроанализ как новая технологическая платформа для молекулярной диагностики. Вестник РАМН. 2007, 12: 3-10.

9. Парамонов Д.В., Кострюкова Т.С., Быченкова Т.А., Помелова В.Г, Осин Н.С. Биоспецифичные наночастицы для мультиплексного фосфоресцентного анализа (ФОСФАН). Биоорг. химия. 2016, 42 (6): 722-731. doi: 10.7868/S0132342316060099.

10. Lindstrom М., Korkeala Н. Laboratory diagnostics of botulism. Clin. Microbiol. Rev. 2006, 19 (2): 298-314.

11. McKinney M.M., Parkinson A. A simple, non-chromatographic procedure to purify immunoglobulins from serum and ascites fluid. J. Immunol. Meth. 1987, 96 (2): 271-278.

12. Montal M. Botulinum neurotoxin: a marvel of protein design. Annu. Rev. Biochem. 2010; 79: 591-617.

Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2017; : 64-70

COMPARATIVE ANALYSIS OF EFFECTIVENESS OF SOLID-PHASE METHODS OF IMMUNE DETECTION OF BOTULINIC TOXIN IN BLOOD SERA OF A PATIENT WITH BOTULISM DIAGNOSIS

Zagoskina T. Yu., Markov E. Yu., Chaporgina E. A., Popova Yu. O., Dolgova T. M., Gavrilova O. V., Taikova T. S., Nikitina A. V., Pomelova V. G., Osin N. S., Balakhonov S. V.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-5-64-70

Abstract

Aim. Comparison of effectiveness of solid phase methods of immune detection of botulinic toxin in blood sera of a patient with botulism diagnosis: dot-immune assay using specific anti-botulinic antibodies (AT) labeled with nanoparticles of colloid silver, phosphorescent analysis (PHOSPHAN) using streptavidin label with platinum coproporphyrin (PtCP) and polystyrene nanoparticles, containing chelate complex of europium ions with naphthoyl trifluoroacetone (NA-Eu). Materials and methods. Silver nanoparticle labeled IgG isolated from a commercial diagnostic polyvalent sera against type А, В, С, E, F botulotoxins manufactured by SPA Allergen (Stavropol) with 5000 - 10000 IU activity and biotin conjugated commercial monoclonal antibodies against botulotoxin A, polyclonal mono-specific AB against botulotixin В and E and polyvalent immunoglobulin against botulotoxin А, В, С, E, F. Detection ofbotulotoxin in clinical material was carried out in dot-immunoassay on nitrocellulose membrane by PHOSPHAN method in an experimental test system using 2 detector systems based on streptavidin: PtCP and NA-Eu. Results. Botulotoxin was detected in blood sera of the botulism patient using both of the developed immune detection methods. PHOSPHAN method allowed to identify serotype В botulotoxin, that corresponded with the results obtained in botulotoxin biological neutralization reaction. Sensitivity of PHOSPHAN with NA-Eu luminescent nanoparticle based detection system was higher than with PtCP label. Conclusion. The developed methods (PHOSPHAN and dot-immunoassay) differ by high specificity and sensitivity and may be recommended for express detection of botulinic toxin in clinical material.

References

1. Abbasova S.Rudenko N.V., Gorokhovatekii A.Yu., Kapralova M.V., Vinogradova I.D., Vertiev Yu.V., Nesmeyanov V.A., Grishin E.V. Monoklonal'nye antitela k botulinicheskim neirotoksinam tipov A, V, E i E Bioorg. khimiya. 2011, 37 (3): 344-353.

2. Zagoskina T.Yu., Balakhonov S.V., Markov E.Yu., Nikolaev V.B., Subycheva E.N., Chapor-gina E.A., Mikhailov E.P., Bodrykh O.B., Popova Yu.O. Aprobatsiya diagnosticheskikh test-sistem s ispol'zovaniem nanochastits serebra v kachestve markerov spetsificheskikh antitel dlya skrininga issleduemogo materiala na nalichie antigenov vozbuditelei chumy, brutselleza, tulyaremii i botulotoksina v dot-immunoanalize. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2014, 4: 61-64.

3. Zagoskina T.Yu., Subycheva E.N., Nosyreva L.I., Bodrykh O.B., Markov E.Yu., Veide A.A., Dolgova T.M., Taikova T.S., Balakhonov S.V. Konstruirovanie test-sistemy dlya skrininga pishchevykh produktov i klinicheskogo materiala na botulotoksin v dot-immunoanalize. Zhurn. inf. patol. 2009, 16 (3): 20-23.

4. Zubik T.M. Botulizm. V: Infektsionnye bolezni. Yu.V.Lobzin (red.). SPb, Speshit, 2001, s. 147-156.

5. Kurenkov AL., Artemenko A.R, Nikitin S.S., Orlova O.R. Sovremennye predstavleniya o mekhanizmakh deistviya botulinicheskogo toksina tipa A. Vrach. 2009, 7: 8-12.

6. Nikitina A V., Pomelova V.G., Bychenkova T.A., Paramonov D.V., Kostryukova T.S., Osin N.S. Immunochipy dlya odnovremennogo obnaruzheniya pyati botulotoksinov metodom fosforestsentnogo analiza (FOSFAN). Probl. osobo opasnykh inf. 2016, 4: 64-68. doi: 10.21055/0370-1069-2016-4-64-68.

7. Nikiforov V.N., Nikiforov V.V. Botulizm. L., Meditsina, 1985.

8. Osin N.S., PomelovaV.G.,SokolovA.S., BychenkovaT.A., Bekman N.I.,Sharafudinova EYu., Asliyan S.K., Ivanovskaya N.P., Laricheva S.Yu., Kanaeva T.A. Fosforestsentnyi mikroanaliz kak novaya tekhnologicheskaya platforma dlya molekulyarnoi diagnostiki. Vestnik RAMN. 2007, 12: 3-10.

9. Paramonov D.V., Kostryukova T.S., Bychenkova T.A., Pomelova V.G, Osin N.S. Biospetsifichnye nanochastitsy dlya mul'tipleksnogo fosforestsentnogo analiza (FOSFAN). Bioorg. khimiya. 2016, 42 (6): 722-731. doi: 10.7868/S0132342316060099.

10. Lindstrom M., Korkeala N. Laboratory diagnostics of botulism. Clin. Microbiol. Rev. 2006, 19 (2): 298-314.

11. McKinney M.M., Parkinson A. A simple, non-chromatographic procedure to purify immunoglobulins from serum and ascites fluid. J. Immunol. Meth. 1987, 96 (2): 271-278.

12. Montal M. Botulinum neurotoxin: a marvel of protein design. Annu. Rev. Biochem. 2010; 79: 591-617.