Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; 1: 74-80
РАЗРАБОТКА ВАКЦИНЫ НА ОСНОВЕ РЕКОМБИНАНТНЫХ АНТИГЕНОВ СИНЕГНОЙНОЙ ПАЛОЧКИ
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-1-74-80Аннотация
Цель. Получение, исследование и отбор рекомбинантных антигенов для включения в состав антисинегнойной вакцины. Материалы и методы. При использовании в качестве матрицы геномной ДНК Pseudomonas aeruginosa, в результате ПЦР синтезированы гены, кодирующие одни из наиболее изученных антигенов микроорганизма, в частности белки F, L и I наружной мембраны и экзотоксин А. Амплифицированные последовательности клонированы в плазмидных векторах, предназначенных для экспрессии в клетках Escherichia coli. Синтезированные в результате экспрессии рекомбинантные белки очищали в колонках с никель-активированным сорбентом. Подлинность рекомбинантных антигенов оценивали электрофорезом и иммуноблоттингом. При оценке иммуногенности рекомбинантных белков их сорбировали на гидроокиси алюминия и использовали для внутрибрюшинной иммунизации мышей с последующим внутрибрюшинным введением живой вирулентной культуры или экзотоксина А. Результаты. Полученные рекомбинантные белки наружной мембраны OprF, OprL и OprI, а также делеционный вариант экзотоксина А (анатоксин) стимулировали иммунные реакции и защищали экспериментальных животных от вирулентной культуры P. aeruginosa. При использовании комплексов рекомбинантных белков, а также при иммунизации слитыми белками, состоящими из последовательностей двух или трех рекомбинантных антигенов, наблюдалось аддитивное увеличение защитных эффектов. Наиболее эффективными оказались комбинация рекомбинантного белка OprF и рекомбинантного анатоксина (индекс эффективности защитных свойств (ИЭ 3,0) и два слитых рекомбинантных белка (ИЭ 3,5). Первый слитый рекомбинантный белок (OprF-aTox-OprI) состоял из слитых полипептидных последовательностей OprF, анатоксина и OprI, а второй — из слитых полипептидных последовательностей OprF и OprI. Заключение. Полученные данные показали принципиальную возможность использования слитых рекомбинантных белков OprF-aTox-OprI и OprF-OprI, а также комплекса рекомбинантных OprF и анатоксина в качестве кандидатов антисинегнойных вакцин.
Список литературы
1. Благовидов Д.А., Костинов М.П., Симонова О.И. и др. Переносимость вакцины против P. aeruginosa у детей с муковисцидозом и врожденными пороками развития легких. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2016, 2 (87):55-66.
2. Лазарева А.В., Чеботарь И.В., Крыжановская О.А. и др. Pseudomonas aeruginosa: патогенность, патогенез и патология. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2015, 17(3):170-186.
3. Макаренко Т.А., Станиславский Е.С. Иммунологическое изучение белков клеточной стенки Pseudomonas aeruginosa. Журнал микробиол. 1996, 2: 7-9.
4. Михайлова Н.А., Шаймухаметов Ф.А., Кузнецова Т.Н., Мороз А.Ф. Пат. 1481962 С СССР А61К35/74. Способ обезвреживания очищенного экзотоксина А синегнойной палочки. Заявл. 15.07.87; опубл. 09.06.95.
5. Подгорная Л.Г., Дзюбан Н.Ф. Антигенные свойства анатоксина синегнойной палочки и протективное действие антитоксической противосинегнойной сыворотки. Журнал микробиол. 1986, 6:67-69.
6. Станиславский Е.С., Joo I., Северцева М.К. и др. Иммунологическая эффективность и безвредность в эксперименте пиоиммуногена-вакцины против инфекции Pseudomonas aeruginosa. Журнал микробиол. 1982, 5:70-75.
7. Титова Т.И., Сидорова Т.Н., Радкевич С.А. и др. Получение и изучение свойств поливалентной корпускулярной синегнойной вакцины. Журнал микробиол. 1985, 8:80-8.
8. Chatterjee M., Anju C.P., Biswas L. et al. Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa and alternative therapeutic options. Int. J. Med. Microbiоl., 2016, 306(1):48-58.
9. Doring G., Pier G.B. Vaccines and immunotherapy against Pseudomonas aeruginosa. Vaccine. 2008, 26(8):1011-1024.
10. Lee N.G., Jung S.B., Ahn B.Y. et al. Immunization of burn-patients with a Pseudomonas aeruginosa outer membrane protein vaccine elicits antibodies with protective efficacy. Vaccine. 2000, 18:1952-1961.
11. Sambrook J.F., Russell D.W. Molecular Cloning, 2001.
12. Stanislavsky E.S., Joo I., Mashilova G.M. et al. Vaccines against Pseudomonas aeruginosa infection: 1. Experimental studies. Vaccine. 1985, Jun 3(2):128-36.
13. Stover C.K., Pham X.Q., Erwin A.L. et al. Pseudomonas aeruginosa PAO1, complete genome. GenBank, Accession Number AE004091.
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2019; 1: 74-80
DEVELOPMENT OF THE VACCINE BASED ON THE RECOMBINANT ANTIGENS OF PSEUDOMONAS AERUGINOSA
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-1-74-80Abstract
Aim. The aim is obtaining, investigation and selection of recombinant antigens for inclusion theirs into the against Pseudomonas vaccine. Materials and methods. The genes encoding of the outer membrane proteins F, L and I and Exotoxin A were synthesized by PCR with the genomic DNA of Pseudomonas aeruginosa. The amplified sequences were cloned into plasmid vectors for expression in cells of Escherichia coli. As the result of expression were the synthesized recombinant proteins that were purified in columns with a nickel-activated sorbent. The authenticity of the recombinant antigens was assessed by electrophoresis and immunoblotting. For assessing the immunogenicity of the recombinant proteins,they were sorbed on aluminum hydroxide and used for intraperitoneal immunization of mice. After a course of immunization, mice were injected intraperitoneally with a live virulent culture or еxotoxin A. Results. The obtained recombinant outer membrane proteins OprF, OprL and OprI, as well as the deletion variant of еxotoxin A (toxoid) stimulated immune reactions and protected the experimental animals from the virulent culture of P. aeruginosa. Using of the complexes of the recombinant proteins, as well as immunization with the fusion proteins consisting from sequences of two or three recombinant antigens, produced an additive increase in protective effects. The combination of the recombinant OprF protein and the recombinant toxoid (efficiency index of protective properties (EI 3.0) and two recombinant fusion proteins (EI 3.5) were the most effective. The first recombinant fusion protein (OprF-aTox-OprI) consisted from fused polypeptide sequences of OprF, toxoid and OprI. The second recombinant fusion protein (OprF-OprI) consisted from fused polypeptide sequences of OprF and OprI. Conclusion. The data obtained showed the fundamental possibility of using recombinant fusion proteins OprF-aTox-OprI and OprF-OprI as well as the complex of the recombinant OprF protein and the recombinant toxoid as the candidated vaccines against Pseudomonas aeruginosa.
References
1. Blagovidov D.A., Kostinov M.P., Simonova O.I. i dr. Perenosimost' vaktsiny protiv P. aeruginosa u detei s mukovistsidozom i vrozhdennymi porokami razvitiya legkikh. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2016, 2 (87):55-66.
2. Lazareva A.V., Chebotar' I.V., Kryzhanovskaya O.A. i dr. Pseudomonas aeruginosa: patogennost', patogenez i patologiya. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya. 2015, 17(3):170-186.
3. Makarenko T.A., Stanislavskii E.S. Immunologicheskoe izuchenie belkov kletochnoi stenki Pseudomonas aeruginosa. Zhurnal mikrobiol. 1996, 2: 7-9.
4. Mikhailova N.A., Shaimukhametov F.A., Kuznetsova T.N., Moroz A.F. Pat. 1481962 S SSSR A61K35/74. Sposob obezvrezhivaniya ochishchennogo ekzotoksina A sinegnoinoi palochki. Zayavl. 15.07.87; opubl. 09.06.95.
5. Podgornaya L.G., Dzyuban N.F. Antigennye svoistva anatoksina sinegnoinoi palochki i protektivnoe deistvie antitoksicheskoi protivosinegnoinoi syvorotki. Zhurnal mikrobiol. 1986, 6:67-69.
6. Stanislavskii E.S., Joo I., Severtseva M.K. i dr. Immunologicheskaya effektivnost' i bezvrednost' v eksperimente pioimmunogena-vaktsiny protiv infektsii Pseudomonas aeruginosa. Zhurnal mikrobiol. 1982, 5:70-75.
7. Titova T.I., Sidorova T.N., Radkevich S.A. i dr. Poluchenie i izuchenie svoistv polivalentnoi korpuskulyarnoi sinegnoinoi vaktsiny. Zhurnal mikrobiol. 1985, 8:80-8.
8. Chatterjee M., Anju C.P., Biswas L. et al. Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa and alternative therapeutic options. Int. J. Med. Microbiol., 2016, 306(1):48-58.
9. Doring G., Pier G.B. Vaccines and immunotherapy against Pseudomonas aeruginosa. Vaccine. 2008, 26(8):1011-1024.
10. Lee N.G., Jung S.B., Ahn B.Y. et al. Immunization of burn-patients with a Pseudomonas aeruginosa outer membrane protein vaccine elicits antibodies with protective efficacy. Vaccine. 2000, 18:1952-1961.
11. Sambrook J.F., Russell D.W. Molecular Cloning, 2001.
12. Stanislavsky E.S., Joo I., Mashilova G.M. et al. Vaccines against Pseudomonas aeruginosa infection: 1. Experimental studies. Vaccine. 1985, Jun 3(2):128-36.
13. Stover C.K., Pham X.Q., Erwin A.L. et al. Pseudomonas aeruginosa PAO1, complete genome. GenBank, Accession Number AE004091.
