Научная статья на тему 'Иммуногенность и протективная активность рекомбинантной вакцины против синегнойной инфекции'

Иммуногенность и протективная активность рекомбинантной вакцины против синегнойной инфекции Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
249
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Иммунология
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
Ключевые слова
анатоксин / OprF / a-Tox Pseudomonas aeruginosa / изотипы иммуноголобулинов / toxoid / OprF / a-Tox Pseudomonas aeruginosa / immunoglobuline isotypes.

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Ахматова Н. К., Калиниченко Е. О., Курбатова Е. А., Михайлова Н. А.

Синегнойная инфекция представляет серьезную социально-экономическую проблему здравоохранения, так как возбудитель обладает высоким уровнем резистентности к антибиотикам, а клинические проявления заболевания характеризуются многообразием и нередко тяжелым течением. Цель – исследование антительного иммунного ответа у мышей, вакцинированных кандидатной вакциной против Pseudomonas aeruginosa, характеристика спектра изотипов вырабатываемых иммуноглобулинов. Материал и методы. Мышам (BALB/с, самки) дважды внутрибрюшинно с интервалом в 2 нед вводили рекомбинантную вакцину против Pseudomonas aeruginosa, содержащую белки OprF (порин внешней мембраны P. aeruginosa, outer membrane porin, 25 мкг) и a-Tox (анатоксин, делеционная форма экзотоксина А, 50 мкг), адсорбированные на 225 мкг геля гидроксида алюминия. Через 3 нед после последней иммунизации у животных определяли уровни антител методом иммуноферментного анализа и протективную активность препарата при заражении летальной дозой P. aeruginosa. Результаты. Двукратная иммунизация мышей рекомбинантной вакциной против P. aeruginosa индуцировала нарастание в крови титров IgM и IgG, а также изотипов IgG1, IgG2a, IgG2b и IgG3 к OprF и a-Tox по сравнению с контролем (интактные мыши) (p < 0,01). При этом вакцина защищала мышей от летальной заражающей дозы P. aeruginosa в 80% случаев. Заключение. Можно предположить, что действие вакцины на основе рекомбинантных белков OprF и анатоксина P. aeruginosa связано как с индукцией антител, так и с активацией клеточных механизмов иммунного ответа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Ахматова Н. К., Калиниченко Е. О., Курбатова Е. А., Михайлова Н. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Influence of the recombinant vaccine against pseudomonas infection on humoral immune response and protective activity in mice

Pseudomonas infection is a serious socio-economic problem of public health, as the pathogen has a high level of resistance to antibiotics, and the clinical manifestations of the disease are characterized by diversity and, often, severe course. The aim – study of antibody response in mice vaccinated with candidate vaccine against Pseudomonas aeruginosa, characterization of the spectrum of subisotypes of the produced immunoglobulins. Material and methods. Mice were injected intraperitoneally at 2-week intervals with a recombinant vaccine against P. aeruginosa (25 μg of OprF and 50 μg of a-Tox (toxoid), sorbed on 225 μg of aluminum hydroxide gel). 3 weeks after the last immunization of mice, antibody levels by ELISA and the protective activity of the vaccine upon infection with a lethal dose of P. aeruginosa were determined. Results. Twice immunization of mice with a recombinant vaccine against P. aeruginosa induced an increase (p < 0.01) in mice blood of IgM and IgG titers, as well as IgG1, IgG2a, IgG2b and IgG3 isotypes to OprF and a-Tox compared to control (non-vaccinated mice). At the same time, the vaccine protected mice from a lethal infecting dose of P. aeruginosa in 80% of cases. Conclusion. It can be assumed that the action of the vaccine based on recombinant OprF protein and P. aeruginosa toxoid is associated not only with the induction of antibodies, but also with the activation of the cellular mechanisms of the immune response.

Текст научной работы на тему «Иммуногенность и протективная активность рекомбинантной вакцины против синегнойной инфекции»

© Коллектив авторов, 2019

Ахматова Н.К., Калиниченко Е.О., Курбатова Е.А., Михайлова Н.А.

Иммуногенность и протективная активность рекомбинантной вакцины против синегнойной инфекции

ФГБУ «НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова», 105064, г. Москва, Россия

Синегнойная инфекция представляет серьезную социально-экономическую проблему здравоохранения, так как возбудитель обладает высоким уровнем резистентности к антибиотикам, а клинические проявления заболевания характеризуются многообразием и нередко тяжелым течением.

Цель - исследование антительного иммунного ответа у мышей, вакцинированных кандидатной вакциной против Pseudomonas aeruginosa, характеристика спектра изотипов вырабатываемых иммуноглобулинов.

Материал и методы. Мышам (BALB/с, самки) дважды внутрибрюшинно с интервалом в 2 нед вводили рекомбинантную вакцину против Pseudomonas aeruginosa, содержащую белки OprF (по-рин внешней мембраны P. aeruginosa, outer membrane porin, 25 мкг) и a-Tox (анатоксин, делеци-онная форма экзотоксина А, 50 мкг), адсорбированные на 225 мкг геля гидроксида алюминия. Через 3 нед после последней иммунизации у животных определяли уровни антител методом им-муноферментного анализа и протективную активность препарата при заражении летальной дозой P. aeruginosa.

Результаты. Двукратная иммунизация мышей рекомбинантной вакциной против P. aeruginosa индуцировала нарастание в крови титров IgM и IgG, а также изотипов IgG1, IgG2a, IgG2b и IgG3 к OprF и a-Tox по сравнению с контролем (интактные мыши) (p < 0,01). При этом вакцина защищала мышей от летальной заражающей дозы P. aeruginosa в 80% случаев.

Заключение. Можно предположить, что действие вакцины на основе рекомбинантных белков OprF и анатоксина P. aeruginosa связано как с индукцией антител, так и с активацией клеточных механизмов иммунного ответа.

Ключевые слова: анатоксин; OprF; a-Tox Pseudomonas aeruginosa; изотипы иммуноголобулинов

Статья поступила 16.03.2019. Принята в печать 16.04.2019.

Для цитирования: Ахматова Н.К., Калиниченко Е.О., Курбатова Е.А., Михайлова Н. А. Иммуногенность и протективная активность рекомбинантной вакцины против синегнойной инфекции. Иммунология. 2019; 40 (4): 23-28. doi: 10.24411/0206-4952-2019-14003

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для корреспонденции

Ахматова Нэлли Кимовна -доктор медицинских наук, заведующая лабораторией механизмов регуляции иммунитета ФГБУ «НИИ вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова», Москва, Россия E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-4212-0276

Akhmatova N.K., Kalinichenko E.O., Kurbatova E.A., Mikhailova N.A.

Influence of the recombinant vaccine against pseudomonas infection on humoral immune response and protective activity in mice

Mechnikov Scientific Research Institute of Vaccines and Sera,105064, Moscow, Russia

Pseudomonas infection is a serious socio-economic problem of public health, as the pathogen has a For correspondence

high level of resistance to antibiotics, and the clinical manifestations of the disease are characterized by AlA^to™ NelH K. -

diversity and, often, severe course. Head of Laboratory of Mechanisms

The aim - study of antibody response in mice vaccinated with candidate vaccine against Pseudomonas ,, ,, , of Immunity Regulati°n

J J r n I.I. Mechnikov Research Institute aeruginosa, characterization of the spectrum of subisotypes of the produced immunoglobulins. for vaccines and Sera Moscow Russia

Material and methods. Mice were injected intraperitoneally at 2-week intervals with a recombinant E-mail: [email protected]

vaccine against P. aeruginosa (25 ^g of OprF and 50 ^g of a-Tox (toxoid), sorbed on 225 ^g of aluminum https://orcid.org/0000-0002-4212-0276

hydroxide gel). 3 weeks after the last immunization of mice, antibody levels by ELISA and the protective

activity of the vaccine upon infection with a lethal dose of P. aeruginosa were determined.

Results. Twice immunization ofmice with a recombinant vaccine against P. aeruginosa induced an increase

(p < 0.01) in mice blood of IgM and IgG titers, as well as IgG1, IgG2a, IgG2b and IgG3 isotypes to

OprF and a-Tox compared to control (non-vaccinated mice). At the same time, the vaccine protected

mice from a lethal infecting dose of P. aeruginosa in 80% of cases.

Conclusion. It can be assumed that the action of the vaccine based on recombinant OprF protein and P. aeruginosa toxoid is associated not only with the induction of antibodies, but also with the activation of the cellular mechanisms of the immune response.

Keywords: toxoid; OprF; a-Tox Pseudomonas aeruginosa; Immunoglobuline isotypes.

Received 16.03.2019. Accepted for publication 16.04.2019.

For citation: Akhmatova N.K., Kalinichenko E.O., Kurbatova E.A., Mikhailova N.A. Influence of the recombinant vaccine against pseudomonas infection on humoral immune response and protective activity in mice. Immunologiya. 2019; 40 (4): 23-8. doi: 10.24411/0206-4952-2019-14003 (in Russian)

Acknowledgements. The study had no sponsor support.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Pseudomonas aeruginosa имеет важное медицинское значение вследствие своей широкой распространенности, высокой антибиотикоустойчивости, а течение заболеваний, вызванных данным возбудителем, характеризуется многообразием клинических проявлений [1, 2].

Действию данного патогена наиболее подвержены лица с вторичными иммунодефицитными состояниями, например с ожогами или муковисцидозом, у которых синегнойная инфекция часто осложняет течение патологического процесса [2-4].

Резистентность, вырабатывающаяся у возбудителя в результате широкого неконтролируемого применения антибиотиков, а также свойство образовывать биопленки затрудняют лечение больных с синегнойной инфекцией, а развитие инфекций, вызванных P. aeruginosa, зачастую приобретает угрожающий жизни характер [5].

Учитывая вышеизложенное, можно утверждать, что существует острая потребность в новых высокоэффективных вакцинных препаратах против синегнойной палочки. Как показывают исследования [4], имеющиеся на сегодняшний день вакцины не способны обеспечить защиту от P. aeruginosa [3].

В ФГБУ «НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» разработана кандидатная вакцина против P. aeruginosa на основе рекомбинантных белков этой бактерии: OprF - порин внешней мембраны P aeruginosa (outer membrane porin F) и a-Tox - анатоксин (делеционная форма экзотоксина А) [6]. В настоящее время индукция иммунного ответа под воздействием P. aeruginosa и его антигенных компонентов остается недостаточно исследованной.

Цель работы - исследование антительного иммунного ответа у мышей, вакцинированных кандидатной вакциной против Pseudomonas aeruginosa, характеристика спектра изотипов вырабатываемых иммуноглобулинов.

Материал и методы

Получение рекомбинантных белков OprF и a-Tox P. aeruginosa

Рекомбинантные белки OprF и a-Tox P. aeruginosa были экспрессированы в клетках Escherichia coli. Штаммы-продуценты культивировали на среде LB (по Miller), индукцию экспрессии рекомбинантных белков проводили с помощью изопропил^-Э-1-тиогалактопиранозида (ИПТГ). Бактериальную биомассу осаждали центрифугированием.

Рекомбинантные белки из биомассы выделяли методом аффинной хроматографии с использованием Ni-

NTA-агарозы (QIAGEN, США). После хроматографи-ческой очистки проводили диализ полученных белков в буфере, содержащем 50 мМ Tris (pH 9,0) и 0,01% Tween 20. Расчетные молекулярные массы рекомбинантных белов соответствовали 38,9 кДа для OprF и 65,8 кДа для анатоксина (a-Tox). Полученные белки адсорбировали в течение 12 ч при 4 °С на гель Al(OH)3 (Sigma, США) из расчета 1 мг А1(ОН)3 на 1 мг белка.

Уровень поствакцинальных антител в сыворотке крови мышей, иммунизированных смесью рекомбинант-ных белков, определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА) при адсорбции на твердой фазе рекомби-нантных белков a-Tox и OprF синегнойной палочки. Для этого на планшетах Biomedicals (Россия) раздельно сорбировали растворенные в карбонатно-бикарбонатном буфере (Sigma, США) (pH = 9,4) рекомбинантные белки OprF и a-Tox в концентрации 10 мкг/мл в объеме 100 мкл/лунка. Адсорбцию производили в течение 2 ч при 37 оС в термостате, далее - при 4 °С в течение ночи. После этого раствор удаляли, планшеты высушивали и хранили при 4 °С в холодильнике.

Перед экспериментом планшеты трижды промывали фосфатно-солевым буфером, содержащим 0,05% Tween 20 (ФСБ-Т) (Sigma, США), pH = 7,4. Этот же раствор использовали для разведения сывороток. Далее разведенные сыворотки вносили в лунки планшет и инкубировали при 37 °С в термостате в течение 1 ч, после чего остатки сывороток с несвязавшимися антителами удаляли и трижды промывали планшеты. Далее в лунки вносили вторичные антимышиные IgM-, IgG-, IgG1-, IgG2a-, IgG2b-, IgG3-антитела, конъюгированные с пе-роксидазой хрена (Thermo Fisher Scientific, США).

Инкубировали при 37 °С в термостате в течение 1 ч, после чего растворы конъюгатов удаляли и трижды промывали планшеты ФСБ-Т.

Для проявления реакции в лунки вносили по 100 мкл однокомпонентного субстрата тетраметилбензидина (Invitrogen, США), инкубировали 20 мин в темноте при комнатной температуре и останавливали реакцию добавлением 1 М раствора серной кислоты. Оптическую плотность (ОП) продуктов ферментативной реакции измеряли на ИФА-ридере «iMark» (Bio-Rad, США) при длине волны 450 нм. Интенсивность реакции оценивали полуколичественно, по наибольшему разведению сыворотки, при котором оптическая плотность в лунке не менее чем в 2 раза превышала контрольные значения

Ахматова Н.К., Калиниченко Е.О., Курбатова Е.А., Михайлова Н.А. Иммуногенность и протективная активность рекомбинантной вакцины против синегнойной инфекции

(у неиммунизированных мышей). ОП < 0,2 считали точкой отсечения отрицательных результатов.

Исследовали содержание антител классов IgM и IgG (суммарных) и изотипов IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 в сыворотках мышей (BALB/c, самки), иммунизированных внутрибрюшинно, двукратно с интервалом 14 дней препаратом, содержащим смесь 50 мкг анатоксина (a-Tox) и 25 мкг OprF, сорбированных на 225 мкг геля гидрок-сида алюминия. Отбирали кровь тотально через 3 нед после второй иммунизации индивидуально у 10 иммунизированных мышей. Сыворотки консервировали добавлением мертиолята в концентрации 0,01% и хранили в холодильнике при 4 °С. Содержание антител исследовали в каждой сыворотке, полученных от 10 иммунизированных животных и в пуловой сыворотке 10 неимму-низированных мышей.

Получение культуры клеток P. aeruginosa. Культуру клеток P. aeruginosa (штамм PA103) хранили в лиофили-зированном состоянии. Для получения живой культуры ампулу вскрывали и добавляли 1 мл бульона Мюллер-Хинтона (кислотный гидролизат казеина - 17,5 г/л, вытяжка из говядины - 300,0 г/л, растворимый крахмал -1,5 г/л). Суспензию переносили в пробирку объемом 10 мл и инкубировали 4 ч при 37 °С. Затем с использованием микробиологической петли инокулировали штрихом пробирки со скошенной агаризованной (1,5% бак-тоагара) средой (бульон Мюллер-Хинтона). Пробирки с культурой инкубировали в течение ночи при 37 °С.

Микробиологическими петлями культуру из пробирок переносили на чашки Петри (с той же агаризован-ной средой) истончающимся штрихом до единичных колоний и выращивали в течение ночи при 37 °С. Дальнейшее пассирование культуры с чашки на чашку проводили один раз в 2 нед.

Протективную активность вакцины против сине-гнойной инфекции оценивали при заражении мышей вирулентной культурой P. aeruginosa (штамм PA103). Мышам вводили смесь рекомбинантных белков, содержащую 50 мкг a-Tox и 25 мкг OprF, сорбированных на 225 мкг геля гидроксида алюминия. Мышей иммунизировали двукратно с интервалом в 2 нед в объеме 0,5 мл. Спустя 3 нед после второй иммунизации мышей заражали пятью двукратно уменьшающимися дозами культуры P. aeruginosa. Перед заражением колонии P. aeruginosa, выращенные на агаризованной среде, смывали изотоническим раствором хлорида натрия и разводили до концентрации 1 • 109 в 1 мл, используя спектрофотометр и стандарты мутности. Полученную взвесь разводили для приготовления доз заражения различной концентрации. Контроль заражающей дозы проводили путем высева на агаризованную среду взвеси культуры, соответствующей минимальной дозе заражения, с последующим подсчетом образовавшихся колоний. В качестве контрольной группы использовали неиммунизированных мышей, зараженных теми же дозами P. aeruginosa, что и в опытной группе. Результаты опыта учитывали по количеству погибших и выживших животных в течение 7 дней. Определяли ЛД50 по фор-

муле Кербера в модификации Ашмарина-Воробьева, согласно которой ЛД50 равно обратному логарифму следующего значения:

lgA - lgD (B1/C1 + ... + Bn/C) - 0,5,

где А - максимальная инфекционная доза в опыте; D - кратность разведения заражающих доз культуры, В - количество животных, павших в группе, С - первоначальное количество животных в группе, n - количество групп. Индекс эффективности рассчитывали по отношению ЛД50 в опыте к ЛД50 в контроле.

Методы статистической обработки данных. Использовали метод Манна-Уитни для независимых выборок. Статистически достоверными считали различия при p < 0,05. Использовали программное обеспечение Statistica 8.

Результаты

Исследование у мышей уровня поствакцинальных антител

У мышей через 3 нед после двукратной иммунизации кандидатной вакциной против P. aeruginosa, содержащей смесь рекомбинантных белков OprF и a-Tox P. aeruginosa, адсорбированных на гидроксиде алюминия, в сыворотках крови определяли титры антител M- и G-классов, а также изотипов IgG1, IgG2a, IgG2b и IgG3, специфичных к исследуемым белкам.

При исследовании титров антител к рекомбинантному OprF у иммунизированных мышей было обнаружено, что титр IgM-антител составлял от 1 : 200 до 1 : 3200, тогда как у контрольных животных - 1 : 100 (p < 0,01) (рис. 1).

Исследование суммарных специфических антител класса IgG к белку OprF показало присутствие данного иммуноглобулина в титрах от 1 : 200 до 1 : 3200 по сравнению с контролем (1 : 100) (p < 0,01). IgG1-антитела выявляли в титрах (от 1 : 800 до 1 : 51 200 против < 1 : 100 в контроле) (p < 0,01).

IgG2a-антитела к белку OprF у иммунизированных мышей выявлялись в титрах от 1 : 800 до 1 : 25 600. IgG2b-антитела к данному белку определяли в пределах 1 : 3200 -1 : 25 600, тогда как у неиммунизированных животных титры IgG2a- и IgG2b-антител в сыворотке составляли 1 : 100 (p < 0,01). Иммунизация стимулировала повышение IgG3-антител к OprF, при этом их титры изменялись от 1 : 800 до 1 : 25 600 по сравнению с контролем (p < 1 : 100).

Резюмируя вышеизложенное, следует отметить, что у мышей, иммунизированных рекомбинантной вакциной против синегнойной палочки, выявлено существенное повышение OprF-индуцированных антител классов ^М и IgG и изотипов IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 по сравнению с интактными животными. Меньше всего было выражено повышение титров IgG3-антител.

При исследовании изотипов и уровня a-Tox-индуцированных антител выявлены иммуноглобулины класса M в титрах от 1 : 400 до 1 : 3200, что превышало их уровень относительно группы контроля (титр 1 : 200) (p < 0,01) (рис. 2).

OprF

p = 0,00008 I-1

£

X Ti

& £

20000 15000

= 0,00023

ki ,

4

IgM

IgG

IgG1

IgG2a

IgG2b

IgG3

n Median Q 25-75% I Min-Max

Рис. 1. Титр антител к OprF у мышей

Здесь и на рис. 2: мышей иммунизировали двукратно внутрибрюшинно рекомбинантной вакциной против синегнойной инфекции, содержащей в разовой дозе 50 мкг a-Tox и 25 мкг OprF P. aeruginosa, адсорбированных на 225 мкг геля гидроксида алюминия. В качестве покрывающего лунки антигена в ИФА использовали рекомбинатный белок OprF P. aeruginosa. Изотипы и титры иммуноглобулинов определяли через 3 нед после второй иммунизации. Данные представлены индивидуальными титрами и как Me [Q1-Q3]. Mann-Whitney ANOVA and Median test.

Исследование суммарных специфических IgG-антител к рекомбинантному анатоксину показало повышение его уровня в сыворотках иммунизированных мышей от 1 : 6400 до 1 : 102 400, тогда как у интактных мышей титр антител составил 1 : 200 (p < 0,01). Выявлено существенное повышение синтеза изотипа IgG1 от 1 : 800 до 1 : 102 400, тогда как IgG1-антитела у интактных животных практически не обнаруживались (< 1 : 100) (p < 0,01). Изотип IgG2a к a-Tox выявляли в титрах от 1 : 1600 до 1 : 51 200, IgG2b-антитела в титрах 1 : 1600 - 1 : 102 400. В сыворотке неиммунизиро-ванных животных уровень антител IgG2a и IgG2b составил 1 : 100 (p < 0,01 соответственно). Антитела изотипа IgG3 к a-Tox у иммунизированных мышей выявляли в титрах от 1 : 1600 до 1 : 51 200, а в контроле - 1 : 200 (p < 0,01).

Таким образом, у иммунизированных мышей происходило статистически значимое повышение титров антител, специфичных к антигенам OprF и a-Tox, относящимся к различным изотипам Ig (IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3), по сравнению с интактными животными.

Оценка протективной активности рекомбинантной вакцины против P. aeruginosa

Через 3 нед после второй иммунизации рекомби-нантной вакциной против синегнойной инфекции, мышей заражали живой вирулентной культурой штамма РА103 P. aeruginosa. Пять доз культуры в двукратных разведениях вводили опытной и контрольной группам мышей внутрибрюшинно в объеме 0,5 мл. Подсчет по-

aTox

120000 100000 80000

g 30000 ^ 25000

еЯ 20000

н

15000 10000 5000 0

p = 0,0064

p = 0,00008 I-1

ч I-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

p = 0,0022

0,00023

'»If»

•tad

г.,

IgM

IgG

IgG1

IgG2a

IgG2b

IgG3

□ Median [] 25-75% J Min-Max

Рис. 2. _Титр антител к a-Tox у мышей

120000 г

100000

80000

60000

40000

30000

25000

10000

5000

0

To 60000

40000

Ахматова Н.К., Калиниченко Е.О., Курбатова Е.А., Михайлова Н.А. Иммуногенность и протективная активность рекомбинантной вакцины против синегнойной инфекции

Протективная активность рекомбинантной вакцины против P. aeruginosa

Группа Доза заражения, млн м. к. Количество павших мышей/всего ЛД50, млн м. к. Индекс эффективности

Контроль (интактные мыши) 100 10/10 20,3 -

50 10/10

25 6/10

12,5 2/10

6,25 0/10

Вакцина: OprF, 25 мкг a-Tox, 50 мкг Гидроксид алюминия, 225 мкг 100 7/10 65,9 3,2

50 2/10

25 2/10

12,5 0/10

6,25 0/10

гибших и выживших животных проводили в течение 7 дней с последующим определением ЛД50 и индекса эффективности (ИЭ).

Рекомбинантная вакцина против синегнойной инфекции (см. таблицу) защищала мышей в 80% случаев при введении P. aeruginosa в дозах 50 млн и 25 млн микробных клеток (м. к.). При этом в контроле отмечалась гибель 100% мышей при заражающей дозе 50 млн м. к. и гибель 60% животных при заражении дозой 25 млн м. к.

В группе интактных мышей ЛД50 соответствовала 20,3 млн м. к., в группе иммунизированных - 65,9 млн м. к. Таким образом, было показано, что вакцина против синегнойной инфекции на основе рекомбинантных белков OprF и a-Tox защищала мышей линии BALB/с от заражения P. aeruginosa с индексом эффективности 3,2.

Обсуждение

Исследование содержания IgM и IgG, а также изо-типов IgG1, IgG2a, IgG2b и IgG3 в крови мышей, иммунизированных вакциной против P. aeruginosa на основе рекомбинантных белков OprF и a-Tox, адсорбированных на гидроксиде алюминия, показало, что через 3 нед у животных выявлялись антитела к одноименным белкам в достаточно высоких титрах. Эти мыши были защищены в 30-80% случаев от летальной дозы синег-нойной инфекции.

Белковые антигены в основном вызывают тимус-зависимый иммунный ответ с образование IgG и иммунологической памяти. При участии ИЛ-4 происходит переключение синтеза IgM на IgG1, и развитие иммунного ответа направляется по ТЬ2-типу; ИФН-у способствует переключению синтеза IgM на продукцию IgG2a, IgG2b и IgG3 и поляризует иммунный ответ по Thl-типу [7].

Известно, что иммунный ответ на антигены, адсорбированные на солях алюминия, также главным образом реализуется по Th2-пути с выработкой соответствующих цитокинов и доминирующим образованием антител этого изотипа [8]. IgG2a и IgG2b в наи-

большей степени способствуют опсонофагоцитозу и комплемент-зависимому лизису [9, 10].

Полученные данные показывают, что после иммунизации мышей титр IgM-антител, специфичных к исследуемым белкам синегнойной палочки, невелик, но превышает таковой у контрольных животных.

Наиболее высокие титры наблюдали у антител субкласса IgGl, меньшие - у Ig2b, еще чуть меньшие -у IgG2a, а IgG3 представляли собой минорный субкласс.

Двукратная иммунизация мышей рекомбинантной вакциной на основе белков a-Tox и OprF P. aeruginosa индуцировала максимальное (более чем в 300 раз по сравнению с контролем) нарастание титров IgG1 к a-Tox и IgG к OprF в крови. Вакцина против сине-гнойной инфекции защищала мышей от летальной (25-50 млн м. к.) дозы заражения P. aeruginosa в 80% случаев с ИЭ 3,2.

Учитывая существенное нарастание IgG-антител у иммунизированных мышей по сравнению с неимму-низированными, но недостаточно высокую защиту при заражающей дозе 25 млн м. к. (выжило 80% против 40% в контроле), можно предположить, что выработка иммуноглобулинов не является эффективным показателем, обеспечивающим надежную защиту от летальной инфекции P. aeruginosa. Вероятно, в иммунном ответе против синегнойной инфекции важную роль играют клеточные механизмы адаптивного иммунитета, контролирующие иммунные реакции на этапах распознавания чужеродных антигенов, представления и уничтожения патогена.

До сих пор остается неясным, какой тип иммунного ответа необходим для предотвращения колонизации дыхательных путей. Из классических представлений вытекало, что для формирования защиты от синегнойной инфекции может быть достаточно опсонизирующих антител. Однако в настоящее время выявлено, что одни только антитела не способны в достаточной мере защитить организм от данного патогена, особенно от легочной инфекции. Необходима стимуляция как клеточного, так

и гуморального звеньев иммунной системы с активацией нейтрофилов, комплемента, МКТ- и ТЫ7-клеток [3].

Ранее нами было установлено [11-13], что вакцина на основе рекомбинантных белков ОргБ и а-Тох против синегнойной палочки тоже оказывает влияние на молекулярно-клеточные механизмы иммунного ответа, приводящие к изменению уровня экспрессии диффе-ренцировочных молекул и молекул активации, а также синтеза цитокинов у мышей.

Заключение

Можно предположить, что действие вакцины против синегнойной инфекции на основе рекомбинантных белков OprF и a-Tox P. aeruginosa связано с активирующим влиянием не только на гуморальное звено, но и на клеточные механизмы иммунного ответа, которые могут запускать каскад иммунных реакций, направленных на формирование поствакцинального адаптивного иммунитета.

■ Литература

1. Калошин А.А., Солдатенкова А.В., Зимина Е.М., Михайлова Н.А. Перспективы рекомбинантных препаратов для иммунопрофилактики инфекций, вызываемых Pseudomonas aeruginosa. Мед. иммунология. 2017; 19 (спец. вып.): 48.

2. Lund-Palau H., Turnbull A.R., BushA., Bardin E. et al. Pseudomonas aeruginosa infection in cystic fibrosis: pathophysiological mechanisms and therapeutic approaches. Expert Rev. Respir. Med. 2016; 10 (6): 685-97. doi: 10.1080/17476348.2016.1177460. Epub 2016 May 13.

3. Pier G.B., Ramphal R. Pseudomonas aeruginosa. In: G.L. Mandell, J.E. Bennett, R. Dolin (eds). Mandell, Douglas, and Bennett's Principles and Practice of Infectious Diseases. 7th ed. New York, 2010.

4. Priebe G.P., Goldberg J.B. Vaccines for Pseudomonas aeruginosa: a long and winding road. Expert Rev. Vaccines. 2014; 13 (4): 507-19. doi: 10.1586/14760584.2014.890053.

5. Лазарева А.В., Чеботарь И.В., Крыжановская О.А., Чеботарь В.И. и др. Pseudomonas aeruginosa: патогенность, патогенез и патология. Клин. микробиол. и антимикроб. химиотер. 2015; 17 (3): 170-86.

6. Калошин А.А., Леонова, Е.И., Солдатенкова, А.В., Михайлова, Н.А. Исследование протективных свойств рекомбинантного комплекса белка F наружной .мембраны и анатоксина Pseudomonas aeruginosa. Вестн. РАМН. 2016; 71 (1): 5-10.

7. Chu J.Q., Huang S., Ye W., Fan X.Y. et al. Evaluation of protective immune response induced by a DNA vaccine encoding GRA8 against

acute toxoplasmosis in a murine model. Korean J. Parasitol. 2018; 56 (4): 325-34. doi: 10.3347/kjp.2018.56.4.325.

8. Valiante N.M., O'Hagan D.T., Ulmer J.B. Innate immunity and biodefence vaccines. Cell. Microbiol. 2003; 5 (11): 755-60.

9. Michaelsen T.E., Kolberg J., Aase A., Herstad T.K. et al. The four mouse IgG isotypes differ extensively in bactericidal and opsonophagocytic activity when reacting with the P1.16 epitope on the outer membrane PorA protein of Neisseria meningitidis. Scand. J. Immunol. 2004; 59 (1): 34-9.

10. Nimmerjahn F., Ravetch J.V. Divergent immunoglobulin g subclass activity through selective Fc receptor binding. Science. 2005; 310 (5753): 1510-2.

11. Ахматова Н.К., Калиниченко Е.О., Макаренкова И. Д., Ахматова Э.А. и др. Цитокиновый профиль дендритных клеток мышей под воздействием белков Pseudomonas aeruginosa OprF и aTox. Журн. микробиол. 2018; 2: 15-23.

12. Калиниченко Е.О., Сходова С.А., Ахматова Н.К., Михайлова Н.А. Иммунизация белками Pseudomonas aeruginosa OprF и aTox усиливает фагоцитарную и бактерицидную активность лейкоцитов у мышей. Журн. микробиол. 2018; 2: 10-5.

13. Солдатенкова А.В., Калошин А.А., Борисова О.В., Калиниченко Е.О. и др. Влияние комплекса рекомбинантных антигенов Pseudomonas aeruginosa на ключевые эффекторы иммунной системы. Мед. иммунология. 2017; 19 (5): 86.

■ References

1. Kaloshin A.A., Soldatenkova A.V., Zimina E.M., Mikhailova N.A. Prospects of recombinant drugs for immunoprophylaxis of infections caused by Pseudomonas aeruginosa. Meditsinskaya immunologiya. 2017; 19 (spec. issue): 48. (in Russian)

2. Lund-Palau H., Turnbull A.R., Bush A., Bardin E., et al. Pseudomonas aeruginosa infection in cystic fibrosis: pathophysiological mechanisms and therapeutic approaches. Expert Rev. Respir. Med. 2016; 10 (6): 685-97. doi: 10.1080/17476348.2016.1177460. Epub 2016 May 13.

3. Pier G.B., Ramphal R. Pseudomonas aeruginosa. In: G.L. Mandell, J.E. Bennett, R. Dolin (eds). Mandell, Douglas, and Bennett's Principles and Practice of Infectious Diseases. 7th ed. New York, 2010.

4. Priebe G.P., Goldberg J.B. Vaccines for Pseudomonas aeruginosa: a long and winding road. Expert Rev. Vaccines. 2014; 13 (4): 507-19. doi: 10.1586/14760584.2014.890053.

5. Lazareva A.V., Chebotar I.V., Kryzhanovskaya O.A., Chebotar V.I., et al. Pseudomonas aeruginosa: pathogenicity, pathogenesis and pathology. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya. 2015; 17 (3): 170-86. (in Russian)

6. Kaloshin A.A., Leonova, E.I., Soldatenkova A.V., Mikhailova N.A. Study of protective properties of recombinant complex protein F outer membrane of Pseudomonas aeruginosa toxoid. Vestnik RAMN. 2016; 71 (1): 5-10. (in Russian)

7. Chu J.Q., Huang S., Ye W., Fan X.Y., et al. Evaluation of protective immune response induced by a DNA vaccine encoding GRA8 against

acute toxoplasmosis in a murine model. Korean J. Parasitol. 2018; 56 (4): 325-34. doi: 10.3347/kjp.2018.56.4.325.

8. Valiante N.M., O'Hagan D.T., Ulmer J.B. Innate immunity and biodefence vaccines. Cell. Microbiol. 2003; 5 (11): 755-60.

9. Michaelsen T.E., Kolberg J., Aase A., Herstad T.K., et al. The four mouse IgG isotypes differ extensively in bactericidal and opsonophagocytic activity when reacting with the P1.16 epitope on the outer membrane PorA protein of Neisseria meningitidis. Scand. J. Immunol. 2004; 59 (1): 34-9.

10. Nimmerjahn F., Ravetch J.V. Divergent immunoglobulin g subclass activity through selective Fc receptor binding. Science. 2005; 310 (5753): 1510-2.

11. Akhmatova N.K., Kalinichenko E.O., Makarenkova I.D., Akhmatova E.A., et al. The cytokine profile of dendritic cells of mice under the influence of the Pseudomonas aeruginosa OprF protein and aTox. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2018; 2: 15-23. (in Russian)

12. Kalinichenko E.O., Skhodova S.A., Akhmatova N.K., Mikhailova N.A. Immunization with proteins of Pseudomonas aeruginosa OprF and aTox enhances the phagocytic and bactericidal activity of leukocytes in mice. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2018; 2: 10-5. (in Russian)

13. Soldatenkova A.V., Kaloshin A.A., Borisova O.V., Kalinichenko E.O., et al. Influence of recombinant antigen complex Pseudomonas aeruginosa on key immune system effectors. Meditsinskaya immunologiya. 2017; 19 (5): 86. (in Russian)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.