Научная статья на тему 'ПРОТЕКТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ СМЕСЕЙ ПНЕВМОКОККОВЫХ АНТИГЕНОВ ПРИ ИНФЕКЦИИ, ВЫЗВАННОЙ STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE СЕРОТИПА 3'

ПРОТЕКТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ СМЕСЕЙ ПНЕВМОКОККОВЫХ АНТИГЕНОВ ПРИ ИНФЕКЦИИ, ВЫЗВАННОЙ STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE СЕРОТИПА 3 Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
61
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE / КАПСУЛЬНЫЙ ПОЛИСАХАРИД / БЕЛОКСОДЕРЖАЩАЯ ФРАКЦИЯ / РЕКОМБИНАНТНЫЙ ПНЕВМОЛИЗИН / СМЕСИ АНТИГЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Воробьев Д. С., Токарская М. М., Барановская С. А., Стефутушкина Е. А., Афанасьева О. М.

Введение. Пневмококковые заболевания сохраняют актуальность для всего мира. С одной стороны, это обусловлено высокой распространенностью пневмококка, а с другой - ростом антибиотикорезистентных штаммов и постоянной сменой клинически значимых серотипов возбудителя.Цель исследования - изучение протективной активности смеси пневмококковых антигенов.Материалы и методы. Для выполнения работы использовали препараты капсульного полисахарида (КПС) пневмококка серотипа 3; белоксодержащую фракцию (БСф), полученную из водного экстракта клеток Streptococcus pneumoniae серотипа 6B; рекомбинантный пневмолизин (rPly). Мышей иммунизировали внутрибрюшинно двукратно с интервалом 14 дней смесями бактериальных антигенов: КПС + БСф; КПС + rPly; БСф + rPly. Для оценки протективной активности исследуемых препаратов животных после двукратной иммунизации заражали внутрибрюшинно S. pneumoniae серотипа 3. Для изучения влияния смесей бактериальных препаратов на инфекционный процесс в легких иммунизированных мышей интраназально заражали штаммом S. pneumoniae серотипа 3. Гуморальный иммунный ответ изучали с помощью определения IgG-антител методом твердофазного иммуноферментного анализа.Результаты. Смесь КПС + rPly защищала мышей от внутрибрюшинного заражения пневмококком серотипа 3 независимо от заражающей дозы. Иммунизация смесями КПС + БСф или КПС + rPly влияла на достоверное уменьшение количества высеваемых бактериальных клеток из легких в течение всего периода наблюдения (72 ч) по сравнению с контролем. Введение животным смесей бактериальных антигенов КРС + БСф, КПС + rPly или БСф + rPly приводило к достоверному повышению уровня антител ко всем антигенам, однако наиболее высокие уровни IgG-антител определяли к БСф и rPly.Заключение. Полученные результаты позволяют предположить, что разные антигенные препараты в смесях влияют на различные механизмы активации иммунитета.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Воробьев Д. С., Токарская М. М., Барановская С. А., Стефутушкина Е. А., Афанасьева О. М.

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

PROTECTIVE ACTIVITY OF MIXTURES OF PNEUMOCOCCAL ANTIGENS IN INFECTION CAUSED BY STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE SEROTYPE 3

Introduction. Pneumococcal diseases remain relevant for the whole world. On the one hand, this is due to the high prevalence of pneumococcus and the other hand, the growth of antibiotic-resistant strains and the constant change of clinically significant serotypes of the pathogen.The aim of the research was to study of the protective activity of a mixture of pneumococcal antigens.Material and methods. we used preparations of a capsular polysaccharide (CPS) obtained from Streptococcus pneumoniae serotype 3; protein-containing fraction (PCF) obtained from an aqueous extract of cells of S. pneumoniae serotype 6B; recombinant pneumolysin (rPly). Mice were immunized intraperitoneally twice with an interval of 14 days with mixtures of bacterial antigens: CPS + PCF; CPS + rPly; PCF + rPly. To assess the protective activity of the studied drugs after double immunization animals were infected intraperitoneally with S. pneumoniae serotype 3. To study the effect of mixtures of bacterial preparations on the infectious process in the lungs immunized mice were infected with S. pneumoniae serotype 3. The humoral immune response was studied with IgG using the method of ELISA.Results. The CPS + rPly mixture protected mice from intraperitoneal infection with S. pneumoniae serotype 3 regardless of the infecting dose. Immunization with CPS + PCF or CPS + rPly mixtures influenced a significant decrease the number of seeded bacterial cells from lungs during the entire observation period (72 h) compared to the control. Administration of mixtures of bacterial antigens of CPS + PCF, CPS + rPly or PCF + rPly to animals led to a significant increase of the level of antibodies to all antigens, however, the highest levels of IgG were determined to PCF and rPly.Conclusion. The results obtained suggest that different antigenic drugs in mixtures affect different mechanisms of immunity activation.

Текст научной работы на тему «ПРОТЕКТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ СМЕСЕЙ ПНЕВМОКОККОВЫХ АНТИГЕНОВ ПРИ ИНФЕКЦИИ, ВЫЗВАННОЙ STREPTOCOCCUS PNEUMONIAE СЕРОТИПА 3»

DOI: https://doi.org/10.17650/1726-9784-2021-20-4-59-65

Протективная активность смесей пневмококковых антигенов при инфекции, вызванной Streptococcus pneumoniae серотипа 3

Д.С. Воробьев1, 2, М.М. Токарская1, С.А. Барановская1, Е.А. Стефутушкина1, 2, О.М. Афанасьева1, Е.А. Асташкина1, О.В. Жигунова1, Ю.В. Волох1, А.Ю. Леонова1, Е.С. Петухова1, И.Б. Семенова1, Д.Н. Нечаев2, Е.О. Кравцова2, Н.Н. Овечко1, Н.Е. Ястребова1, И.М. Грубер1, Н.А. Михайлова1

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова»; Россия, 105064 Москва, Малый Казенный пер., 5а;

2ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет); Россия, 119991 Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2

Контакты: Денис Сергеевич Воробьев [email protected]

Введение. Пневмококковые заболевания сохраняют актуальность для всего мира. С одной стороны, это обусловлено высокой распространенностью пневмококка, а с другой - ростом антибиотикорезистентных штаммов и постоянной сменой клинически значимых серотипов возбудителя.

Цель исследования - изучение протективной активности смеси пневмококковых антигенов. Материалы и методы. Для выполнения работы использовали препараты капсульного полисахарида (КПС) пневмококка серотипа 3; белоксодержащую фракцию (БСФ), полученную из водного экстракта клеток Streptococcus pneumoniae серотипа 6B; рекомбинантный пневмолизин (rPLy). Мышей иммунизировали внутрибрюшин-но двукратно с интервалом 14 дней смесями бактериальных антигенов: КПС + БСФ; КПС + rPLy; БСФ + rPLy. Для оценки протективной активности исследуемых препаратов животных после двукратной иммунизации заражали внутрибрюшинно S. pneumoniae серотипа 3. Для изучения влияния смесей бактериальных препаратов на инфекционный процесс в легких иммунизированных мышей интраназально заражали штаммом S. pneumoniae серотипа 3. Гуморальный иммунный ответ изучали с помощью определения IgG-антител методом твердофазного иммуноферментного анализа.

Результаты. Смесь КПС + rPLy защищала мышей от внутрибрюшинного заражения пневмококком серотипа 3 независимо от заражающей дозы. Иммунизация смесями КПС + БСФ или КПС + rPLy влияла на достоверное уменьшение количества высеваемых бактериальных клеток из легких в течение всего периода наблюдения (72 ч) по сравнению с контролем. Введение животным смесей бактериальных антигенов КРС + БСФ, КПС + rPLy или БСФ + rPLy приводило к достоверному повышению уровня антител ко всем антигенам, однако наиболее высокие уровни IgG-антител определяли к БСФ и rPLy.

Заключение. Полученные результаты позволяют предположить, что разные антигенные препараты в смесях влияют на различные механизмы активации иммунитета.

Ключевые слова: Streptococcus pneumoniae, капсульный полисахарид, белоксодержащая фракция, рекомбинантный пневмолизин, смеси антигенных препаратов

Для цитирования: Воробьев Д.С., Токарская М.М., Барановская С.А. и др. Протективная активность смесей пневмококковых антигенов при инфекции, вызванной Streptococcus pneumoniae серотипа 3. Российский биотерапевтический журнал 2021;20(4):59-65. DOI: 10.17650/1726-9784-2021-20-4-59-65.

Protective activity of mixtures of pneumococcal antigens in infection caused by Streptococcus pneumoniae serotype 3

Denis S. Vorobyev1,2, Marina M. Tokarskaya1, Sofia A. Baranovskaya1, Elena A. Stefutushkina1'2, Olga M. Afanasyeva1, Elena A. Astashkina1, Olga V. Zhigunova1, Yury V. Volokh1, Anna Yu. Leonova1, Ekaterina S. Petukhova1, Inna B. Semenova1, Dmitriy N. Nechaev2, Elena O. Kravtsova2, Nikolay N. Ovechko1, Natalia E. Yastrebova1, Irina M. Gruber1, Natalia A. Mikhailova1

1I.I.. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; 5a Maly Kazenny per., 105064 Moscow, Russia;

60

Оригинальные статьи / Original reports

2I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of Russia (Sechenov University); Bld. 2, 8 Trubetskaya St., 119991 Moscow, Russia

Contacts: Denis Sergeevich Vorobyev [email protected]

Introduction. Pneumococcal diseases remain relevant for the whole world. On the one hand, this is due to the high prevalence of pneumococcus and the other hand, the growth of antibiotic-resistant strains and the constant change of clinically significant serotypes of the pathogen.

The aim of the research was to study of the protective activity of a mixture of pneumococcal antigens. Material and methods. We used preparations of a capsular polysaccharide (CPS) obtained from Streptococcus pneumoniae serotype 3; protein-containing fraction (PCF) obtained from an aqueous extract of cells of S. pneumoniae serotype 6B; recombinant pneumolysin (rPly). Mice were immunized intraperitoneal^ twice with an interval of 14 days with mixtures of bacterial antigens: CPS + PCF; CPS + rPly; PCF + rPly. To assess the protective activity of the studied drugs after double immunization animals were infected intraperitoneally with S. pneumoniae serotype 3. To study the effect of mixtures of bacterial preparations on the infectious process in the lungs immunized mice were infected with S. pneumoniae serotype 3. The humoral immune response was studied with IgG using the method of ELISA.

Results. The CPS + rPly mixture protected mice from intraperitoneal infection with S. pneumoniae serotype 3 regardless of the infecting dose. Immunization with CPS + PCF or CPS + rPly mixtures influenced a significant decrease the number of seeded bacterial cells from lungs during the entire observation period (72 h) compared to the control. Administration of mixtures of bacterial antigens of CPS + PCF, CPS + rPly or PCF + rPly to animals led to a significant increase of the level of antibodies to all antigens, however, the highest levels of IgG were determined to PCF and rPly. Conclusion. The results obtained suggest that different antigenic drugs in mixtures affect different mechanisms of immunity activation.

Key words: Streptococcus pneumoniae, capsular polysaccharide, protein-containing fraction, recombinant pneumolysin, mixtures of antigenic drugs

For citation: Vorobyev D.S., Tokarskaya M.M., Baranovskaya S.A. et al. Protective activity of mixtures of pneumococcal antigens in infection caused by Streptococcus pneumoniae serotype 3. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biotherapy 2021;20(4):59-65. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2021-20-4-59-65.

Введение

Пневмококковые заболевания сохраняют актуальность для всего мира. Streptococcus pneumoniae является одним из ключевых бактериальных патогенов, вызывающих средний отит, внебольничную пневмонию, сепсис и менингит [1]. Необходимость разработки пневмококковых препаратов обусловлена постоянной сменой клинически значимых серотипов S. pneumoniae, а также ростом числа антибиотикоре-зистентных штаммов возбудителя [2—4]. В настоящее время в нашей стране используются зарубежные по-лисахаридные и конъюгированные пневмококковые вакцины [5]. С одной стороны, есть положительный опыт применения данных вакцин в Европе и Северной Америке [6], с другой стороны, реальная польза пневмококковых вакцин в Российской Федерации не так ясна, так как нет постоянного эпидемиологического мониторинга за пневмококковой инфекцией. Конъюгированные вакцины расширяют показания для их использования: дети младше 5 лет и пожилые люди старше 65 лет [7]. Однако сама технология конъ-югирования является трудоемкой [8], что, на наш взгляд, значительно удорожает и усложняет производство таких вакцин. Все вышеперечисленное ограничивает возможности современных пневмококковых вакцин и делает востребованной разработку более доступных, но не менее эффективных пневмо-

кокковых вакцин. Многообещающей является разработка вакцин, состоящих из смеси протективных антигенов пневмококка: капсульного полисахарида и белков микроба. Ранее нами была изучена и показана перспективность применения нативных белоксодер-жащих антигенов пневмококка при заражении гомологичными и гетерологичными штаммами [9—13].

Цель исследования — изучение протективной активности смеси пневмококковых антигенов.

Материалы и методы

Мыши линии BALB/c, самцы массой 14—16 г, были получены из питомника ООО «СМК СТЕЗАР» (г. Владимир). Животных содержали в условиях вивария ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» (ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова). Все эксперименты на мышах проводили в соответствии с межгосударственным стандартом по содержанию и уходу за лабораторными животными (ГОСТ 33217-2014).

Штаммы, использованные в работе: штамм № 10196 S. pneumoniae серотипа 3 (штамм депонирован под номером 316 в ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава России); штамм № 296 S. pneumoniae серотипа 6B.

Капсульный полисахарид (КПС) получали из S. pneu-moniae серотипа 3, выращенного в полусинтетической

Оригинальные статьи / Original reports 61

питательной среде. Этапы выделения включали: ультра- мышей интраназально заражали штаммом S. pneumo-фильтрацию и концентрирование, обработку фер- niae серотипа 3 в дозе 107 м. кл. в 10 мкл физиологи-ментами, фенольную депротеинизацию и диализ. ческого раствора. Контрольной группе вводили фи-Белоксодержащую фракцию (БСФ) (30—100 кДа) зиологический раствор. Количество животных получали при помощи фильтров Amicon Ultra из для оценки высеваемости бактерий из легких равня-водного экстракта инактивированных ацетоном кле- лось 5 в каждой временной точке для каждой группы. ток S. pneumoniae серотипа 6B [13]. Рекомбинант- Вскрытие животных проводили через 4, 24, 48 и 72 ч. ный пневмолизин (rPly) предоставлен сотрудниками Стерильно отобранные легкие мышей гомогенизи-ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, для его полу- ровали, полученную взвесь титровали и мерно высечения было использовано оборудование центра коллек- вали на чашки Петри с кровяным агаром. Через тивного пользования ФГБНУ НИИВС им. И.И. Меч- 18—20 ч культивирования в термостате при темпера-никова. туре 37 °C и 5 % CO2 производили подсчет выросших Для иммунизации мышей использовали смеси колоний бактерий, после чего пересчитывали число вышеназванных препаратов в соответствующих до- бактерий на мышь [15]. зах/мышь. Смесь 1: КПС (5 мкг) + БСФ (50 мкг); Статистическую обработку полученных данных смесь 2: КПС (5 мкг) + rPly (25 мкг); смесь 3: БСФ проводили с использованием компьютерных про-(50 мкг) + rPly (25 мкг). Животных иммунизировали грамм Microsoft Excel, Statistica 10 и Biostat. Различия внутрибрюшинно двукратно с интервалом 14 дней. в выживаемости мышей в течение заданного срока Разовую иммунизирующую дозу вводили в физиоло- рассчитывали при сравнении 2 кривых выживаемости гическом растворе в объеме 0,5 мл. В качестве кон- согласно методу, описанному С.А. Гланцем [16]. трольной группы использовали интактных мышей, которым вводили физиологический раствор. Через Результаты 2 нед после последней иммунизации собирали инди- При изучении протективной активности смесей видуальные мышиные сыворотки (в группе n = 5). препаратов КПС + БСФ, КПС + rPly, БСФ + rPly Для оценки гуморального иммунного ответа ис- было выявлено, что от заражения вирулентным штам-пользовали метод твердофазного иммунофермент- мом S. pneumoniae серотипа 3 мышей защищает толь-ного анализа. С целью получения иммуносорбентов ко смесь КПС + rPly (достоверные различия по срав-лунки отдельных полистирольных пластин (Greiner, нению с контролем,p <0,001; рис. 1). Интересен тот Германия) сорбировали каждым из препаратов: КПС, факт, что защита формировалась независимо от за-БСФ и rPly. Препараты растворяли в фосфатно-со- ражающей дозы пневмококка (испытывали 3 зара-левом буферном растворе с рН 7,2—7,4 до концентра- жающие дозы в диапазоне от 103 до 105 м. кл.; на рис. 1 ции 2 мкг/мл. Используя полученные иммуносор- представлены результаты только для средней заража-бенты, сыворотки животных анализировали согласно ющей дозы). В то же время смеси КПС + БСФ описанной методике [14]. Результаты выражали в ус- или БСФ + rPly не защищали животных от пневмо-ловных единицах (J), рассчитанных по формуле: кокковой инфекции при использовании любой заражающей дозы. ОП Исследование иммунного ответа у иммунизиро-J = х 100, ванных мышей выявило значительное повышение 0Пк- + 0,25 уровня специфических антител к rPly и БСФ при незначительном повышении уровня антител к КПС где ОПАС — оптическая плотность в лунке с анализи- (рис. 2). При использовании смеси КПС + БСФ от-руемой сывороткой, ОПк- — оптическая плотность мечали повышение уровня антител к БСФ в 1,65 раза в лунке с отрицательной контрольной сывороткой. по сравнению с контролем (p <0,05). При исполь-В качестве отрицательного контроля (К- ) использо- зовании смеси КПС + rPly наблюдали повышение вали сыворотки неиммунизированных мышей. в 13 раз уровня антител к rPly (но не к КПС) по срав-Для исследования протективной активности нению с сывороткой контрольной группы мышей смесей препаратов иммунизированных мышей за- (p <0,001). Иммунизация животных смесью БСФ + rPly ражали внутрибрюшинно штаммом S. pneumoniae вызывала повышение уровня антител как к rPly -серотипа 3 тремя дозами в диапазоне от 103 до 105 ми- в 10 раз, так и к БСФ — в 7,5 раза по сравнению кробных клеток (м. кл.)/ 0,5 мл физиологического с контролем (p <0,001). раствора через 14 дней после 2-й иммунизации. Все Для оценки влияния смесей антигенных препара-заражающие дозы были абсолютно летальными для тов на развитие инфекционного процесса использо-мышей. вали также модель интраназального заражения мы-Для изучения влияния смесей препаратов на раз- шей после двукратной иммунизации с последующим витие инфекционного процесса иммунизированных определением количества бактерий, высеваемых из

42021 ТОМ 20 | vol. 20 РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ | RUSSIAN JOURNAL 0F BiOTHERAPY

62 Оригинальные статьи / Original reports

10

x о, s с 3 S

SIE

Ü 5 m о

с

О

с a

пз и

КПС + БСФ / CPS + PCF —КПС + rPly / CPS + rP/y -A - БСФ + rPly / PCF + rP/y НИН Контроль / Contro/

о

У

КПС / CPS

БСФ / PCF

1200

1000

800

КПС + БСФ / CPS + PCF*

■ КПС + rPly / CPS + rP/y*

■ БСФ + rPly / PCF + rP/y

■ Контроль / Control

•g -Q

шо E

ш 2

a >o ш о о. о. и *

600

400

200

5 10

Дни наблюдения после заражения / Days of observation after infection

Рис. 1. Выживаемость мышей при внутрибрюшинном заражении S. pneumoniae серотипа 3 в дозе 104 микробных клеток/0,5 мл физиологического раствора на мышь; *достоверность различий между опытом и контролем (p <0,001) при сравнении кривых выживаемости по С.А. Гланцу. Здесь и на рис. 2, 3: КПС — капсульный полисахарид S. pneumoniae серотипа 3; БСФ — белоксодержащая фракция из водного экстракта клеток S. pneumoniae серотипа 6B; rPly — рекомби-нантный пневмолизин

Fig. 1. Survival of mice with intraperitoneal infection with S. pneumoniae serotype 3 in a dose 104 microbial cells/0,5 ml physical solution per mouse; *the reliability of the difference between the experiment and the control (p <0.001) when comparing the survival curves according to S.A. Glants. Here and on fig. 2, 3: CPS — capsular polysaccharide obtained from S. pneumoniae serotype 3; PCF—protein-containingfraction obtainedfrom an aqueous extract of cells of S. pneumoniae serotype 6B; rPly — recombinant pneumolysin

■ КПС + БСФ / CPS + PCF ■ БСФ + rPly / PCF + rP/y КПС + rPly / CPS + rP/y ■ Контроль / Contro/

400 350 300 250 200 150 100 50 0

Иммуносорбент / Immunosorbent

Рис. 2. Уровень IgG-антител к антигенам пневмококковых смесей в сыворотках мышей; *достоверность различий между опытом и контролем (p <0,05); **достоверность различий между опытом и контролем (p <0,001)

Fig. 2. The level of IgG antibodies to antigens of pneumococcal mixtures in the sera of mice; *reliability of the difference between experience and control (p <0.05); **reliability of the difference between experience and control (p <0.001)

4 24 48 72

Время наблюдения, ч / Observation time, hours

Рис. 3. Зависимость количества бактерий в легких мышей от времени наблюдения при интраназальном заражении S. pneumoniae се-ротипа 3; *достоверность различий между опытом и контролем в течение 72 ч (p <0,05)

Fig. 3. Dependence of the number of bacteria in the lungs of mice on the observation time during intranasal infection with S. pneumoniae serotype 3; *reliability of the difference between experiment and control within 72 hours (p <0.05)

легких, в зависимости от времени наблюдения. При использовании данной модели отмечали следующие результаты (рис. 3). Через 4 ч после заражения между группами мышей, получавших смеси препаратов, и контрольными животными достоверных различий не было выявлено. Через 24 ч после заражения наблюдали одинаковое небольшое увеличение количества бактерий в легких — до 2 х 102 (20 : 2000) в группе контроля и группе мышей, иммунизированных смесью БСФ + rPly, в то время как в опытных группах, иммунизированных смесью КПС + БСФ или КПС + rPly (20 : 20), отмечали снижение количества микробов, высеянных из легочной ткани. Через 48 ч наблюдения количество бактерий в легких в группе контроля не менялось, в то время как в группе животных, получавших БСФ + rPly, отмечали небольшое снижение числа микробов в легких по сравнению с предыдущей временной точкой. Через 72 ч наблюдения регистрировали значительное увеличение количества бактерий в легких мышей контрольной группы — до 1,1 х 103 (20 : 20 000), в то время как во всех остальных опытных группах отмечали в 10 раз меньшее количество микробов, высеянных из легких. Однако достоверные различия с контролем были выявлены только в группах КПС + БСФ и КПС + rPly (p <0,05).

Обсуждение

При анализе представленных данных обращает на себя внимание результат, полученный при использовании смеси антигенных препаратов КПС и rPly. Анализ протективной активности смеси КПС + rPly показал 100 % выживаемость мышей

8

6

4

2

0

0

при внутрибрюшинном заражении по сравнению с контрольной и другими опытными группами (КПС + БСФ, БСФ + rPly), в которых защита не формировалась, что может быть связано с недостаточной дозой антигенов в смесях. Ранее нами было показано, что трехкратная иммунизация мышей rPly защищает 67 % животных от внутрибрюшинного заражения S. pneumoniae серотипа 3 по сравнению с контролем [17], однако убедительных экспериментальных данных по протективной активности КПС серотипа 3 нет, как, впрочем, нет опубликованных разработчиками полисахаридных и конъюгированных пневмококковых вакцин данных по иммуногенности отдельных КПС. Таким образом, препараты в смеси КПС + rPly, вероятно, действуют синергично по отношению друг к другу, влияя на формирование более выраженной защиты.

Стоит отметить, что при анализе уровня сывороточных антител в сыворотках животных наблюдали достоверное повышение IgG-антител в большинстве опытных групп по сравнению с контролем. Однако более высокие уровни антител определяли к БСФ и рекомбинантному белку, в то время как к КПС отмечали незначительное повышение уровня антител [18]. Примечательно, что при использовании антигенных смесей КПС + rPly и БСФ + rPly уровни антител к rPly или к БСФ увеличивались примерно в 1 интервале, в то время как при применении смеси КПС + БСФ уровень антител к БСФ повышался незначительно. Обнаружение более высокого уровня антител к rPly при иммунизации смесями КПС + rPly или БСФ + rPly, вероятно, связано с тем, что происходит индукция синтеза антител к рекомбинанто-му белку независимо от 2-го компонента смеси (КПС или БСФ) и, возможно, обусловлено оптимальным взаимодействием rPly как с КПС, так и с БСФ. В дальнейшей работе мы планируем использовать для иммунизации смесь антигенов, состоящую из 2 белков (БСФ и rPly) и КПС, что, предположительно, позволит усилить гуморальный иммунный ответ и протек-тивную активность.

Развитие инфекционного процесса, контролируемого по высевам бактерий из легких, достоверно отличалось только в группах мышей, иммунизированных смесью КПС + БСФ или КПС + гР1у, по сравнению с контролем. Однако, независимо от применяемых смесей бактериальных антигенов, происходило уменьшение количества высеваемых микробов из легких к концу периода наблюдения (72 ч) во всех опытных группах животных по сравнению с контрольной группой, в которой отмечали значительное увеличение числа высеваемых бактериальных клеток к окончанию эксперимента, что, на наш взгляд, свидетельствует о протективной активности используемых смесей. По-видимому, увеличение сроков наблюдения за высевом микробов из легких позволит подтвердить эффективность бактериальных смесей в защите от пневмококковой инфекции.

Заключение

Полученные результаты позволяют предположить, что разные антигенные препараты в смесях влияют на различные механизмы активации иммунитета и вместе с тем дополняют друг друга. Так, например, защита мышей, иммунизированных смесью КПС + гР1у, от внутрибрюшинного заражения пневмококком согласуется с высоким уровнем антител к гР1у в сыворотках животных. Однако на развитие инфекционного процесса и формирование защиты, вероятно, влияет не только гуморальное звено иммунитета, но и клеточное, что частично подтверждается опытом по высеву бактерий из легких мышей при интраназальном заражении пневмококком. Только смеси бактериальных антигенов пневмококка, содержащие и КПС, и белок (КПС + БСФ и КПС + гР1у), препятствовали развитию инфекционного процесса в легких в течение 72 ч наблюдения. Последующее изучение механизмов клеточного иммунитета в модели высева бактерий из легких позволит оценить защитную роль клеточных факторов в элиминации внеклеточных патогенов.

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES

1. Kim L., McGee L., Tomczyk S., Beall B. Biological and epidemiological features of antibiotic-resistant Streptococcus pneumoniae in pre- and postconjugate vaccine eras: a United States perspective. Clin Microbiol Rev 2016;29(3):525-52. DOI: 10.1128/CMR.00058-15.

2. Brooks L.R.K., Mias G.I. Streptococcus pneumoniae's virulence and host immunity: aging, diagnostics, and prevention.

Front Immunol 2018;9:1366. DOI: 10.3389/fimmu.2018.01366.

3. Nishimoto A.T., Rosch J.W., Tuomanen E.I. Pneumolysin: pathogenesis and therapeutic target. Front Microbiol 2020;11:1543. DOI: 10.3389/fmicb.2020.01543.

4. Weiser J.N., Ferreira D.M., Paton J.C. Streptococcus pneumoniae: transmission, colonization and invasion.

Nat Rev Microbiol 2018;16(6):355-67. DOI: 10.1038/s41579-018-0001-8.

5. Masomian M., Ahmad Z., Gew L.T., Poh C.L. Development of next generation Streptococcus pneumoniae vaccines conferring broad protection. Vaccines (Basel.) 2020;8(1):132. DOI: 10.3390/vaccines8010132.

6. Cillo niz C., Amaro R., Torres A. Pneumococcal vaccination. Curr

64

Оригинальные статьи / Original reports

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

Opin Infect Dis 2016;29(2):187-96. DOI: 10.1097/qco.0000000000000246.

7. Briles D.E., Paton J.C., Mukerji R. et al. Pneumococcal Vaccines. Microbiol Spectr 2019;7(6). DOI: 10.1128/ microbiolspec.gpp3-0028-2018.

8. Ginsburg A.S., Alderson M.R. New conjugate vaccines for the prevention pneumococcal disease in developing countries. Drugs Today 2011;47(3):207-14. DOI: 10.1358/dot.2011.47.3.1556471.

9. Ванеева Н.П., Воробьев Д.С., Гри-щенко Н.В. и др. Изучение перекрестной активности антигенных препаратов Streptococcus pneumoniae. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии 2012;5: 36-42. [Vaneeva N.P., Vorobyev D.S., Grischenko N.V. et al. Study of cross-activity Streptococcus pneumoniae antigen preparations. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology 2012;5:36-42.

(In Russ.)].

10. Воробьев Д.С., Семенова И.Б., Волох Ю.В. и др. Изучение протек-тивной активности белоксодержаще-го комплекса антигенов Streptococcus pneumoniae в гомологичной системе. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии 2013;1:21 — 6. [Vorobyev D.S., Semenova I.B., Volokh Yu.V. et al. Study of protective activity of Streptococcus pneumoniae protein-containing antigen complex

in homologous system. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology 2013;1:21-6. (In Russ.)].

11. Воробьев Д.С., Семенова И.Б., Волох Ю.В. и др. Изучение протек-тивной активности белоксодержащих антигенов Streptococcus pneumoniae

в гетерологичной системе. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии 2015;6:51-5. [Vorobyev D.S., Semenova I.B., Volokh Yu.V. et al. Study of protective activity of protein-containing antigens

of Streptococcus pneumoniae in a heterologous system. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology 2015;6:51-5 (In Russ.)].

12. Воробьев Д.С., Семенова И.Б., Волох Ю.В. и др. Свойства нативных белоксодержащих антигенов Streptococcus pneumoniae. Журнал микробиологии, эпидемиологии

и иммунобиологии 2019;1:22-8. [Vorobyev D.S., Semenova I.B., Volokh Yu.V. et al. Properties of native protein-containing antigens of Streptococcus pneumoniae. Zhurnal mikro-biologii, epidemiologii i immunobio-logii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology 2019;1:22-8. (In Russ.)]. DOI: 10.36233/0372-9311-2019-1-22-28.

13. Кукина О.М., Грубер И.М., Ахматова Н.К. и др. Исследование иммунобиологических свойств поверхностных белоксодержащих антигенов Streptococcuspneumoniae серотипа 6B. Эпидемиология и вакцинопрофилак-тика 2020;19(3):21-7. [Kukina O.M., Gruber I.M., Akhmatova N.K. et al. Study of the immunobiological properties of surface protein-containing antigens of Streptococcus pneumoniae serotype 6B. Epidemiologiya i vaktsino-profilaktika = Epidemiology and Vaccinal Prevention 2020;19(3):21-27.

(In Russ.)]. DOI: 10.31631/2073-30462020-19-3-21-27.

14. Ванеева Н.П., Ястребова Н.Е. Специфический иммунный ответ к отдельным капсульным полисахаридам Streptococcus pneumoniae у здоровых доноров крови и лиц, иммунизированных пневмококковыми вакцинами. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии 2015;5:20-6. [Vaneeva N.P., Yastrebo-va N.E. Specific immune response

to certain capsule polysaccharides of Streptococcus pneumoniae in healthy blood donors and individuals immunized with pneumococcal vaccines. Zhurnal

mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology 2015;5:20-6. (In Russ.)].

15. Hoover J.L., Lewandowski T.F., Mininger C.L. et al. A robust pneumonia model in immunocompetent rodents

to evaluate antibacterial efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or A. baumannii. J Visualized Experiments 2017;119:e55068. DOI: 10.3791/55068.

16. Гланц С.А. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998.

С. 386-394. [Glantz S.A. Biomedical statistics. Moscow: Praktika, 1998. Pp. 386-394. (In Russ.)].

17. Петухова Е.С., Воробьев Д.С., Сидоров А.В. и др. Иммунизация рекомби-нантным пневмолизином вызывает выработку антител и защищает мышей в модели системной инфекции, вызванной Streptococcus pneumoniae. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2019;168(10):471—3. [Petukhova E.S., Vorobyev D.S., Sidorov A.V. et al. Immunization

with recombinant pneumolysin induces the production of antibodies and protects mice in a model of systemic infection caused by Streptococcus pneumoniae. Bulleten experimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine 2019;168(10):471-3. (In Russ.)].

18. Ястребова Н.Е., Токарская М.М., Барановская С.А. и др. Иммунобиологическая активность препарата Пневмовик против экспериментальной пневмококковой инфекции. Биофармацевтический журнал 2020;12(5):45-9. [Yastrebova N.E., Tokarskaya M.M., Baranovskaya S.A.

et al. Immunobiological activity of the drug Pneumovic against experimental pneumococcal infection. Biofarmatsevticheskiy Zhurnal = Russian Journal of Biopharmaceuticals 2020;12(5):45-9. (In Russ.)].

Вклад авторов

Д.С. Воробьев: иммунизация и заражение животных, получение индивидуальных сывороток мышей, анализ полученных данных, написание текста рукописи;

М.М. Токарская, С.А. Барановская, О.М. Афанасьева: иммунизация и заражение животных, определение количества бактерий, высеваемых из легких мышей;

Е.А. Стефутушкина, Е.А. Асташкина, О.В. Жигунова: определение количества бактерий, высеваемых из легких мышей;

Ю.В. Волох: иммунизация и заражение животных;

А.Ю. Леонова, Е.С. Петухова: обзор публикаций по теме статьи;

И.Б. Семенова: обзор публикаций по теме статьи, редактирование статьи;

Д.Н. Нечаев, Е.О. Кравцова: получение данных для анализа, статистический анализ;

Н.Н. Овечко: постановка иммуноферментного анализа;

Н.Е. Ястребова, И.М. Грубер, Н.А. Михайлова: анализ полученных данных, редактирование статьи.

Authors contribution

D.S. Vorobyev: immunization and infection of animals, obtaining individual sera of mice, analysis of the data obtained, writing the text of the manuscript;

M.M. Tokarskaya, SA. Baranovskaya, O.M. Afanasyeva: immunization and infection of animals, determination of the number of bacteria inoculated from the lungs of mice;

E.A. Stefutushkina, E.A. Astashkina, O.V. Zhigunova: determination of the number of bacteria inoculated from the lungs of mice; Yu.V. Volokh: immunization and infection of animals;

A.Yu. Leonova, E.S. Petukhova: review of publications on the topic of the article; I.B. Semenova: review of publications on the topic of the article, editing of the article;

D.N. Nechaev, E.O. Kravtsova: obtaining data for analysis, statistical analysis; N.N. Ovechko: setting of enzyme immunoassay;

N.E. Yastrebova, I.M. Gruber, N.A. Mikhailova: analysis of the data obtained, editing of the article. ORCID авторов / ORCID of authors

Д.С. Воробьев / D.S. Vorobyev: https://orcid.org/0000-0002-1926-8803 М.М. Токарская / M.M. Tokarskaya: https://orcid.org/0000-0002-5175-5433 С.А. Барановская / S.A. Baranovskaya: https://orcid.org/0000-0003-1769-3811

E.А. Стефутушкина / E.A. Stefutushkina: https://orcid.org/0000-0002-3209-617X О.М. Афанасьева / O.M. Afanasyeva: https://orcid.org/0000-0003-0875-4141 Е.А. Асташкина / E.A. Astashkina: https://orcid.org/0000-0001-6234-0156

О.В. Жигунова / O.V. Zhigunova: https://orcid.org/0000-0002-3958-6219 Ю.В. Волох / Yu.V. Volokh: https://orcid.org/0000-0002-5161-4964 А.Ю. Леонова / A.Yu. Leonova: https://orcid.org/0000-0002-2889-2405 Е.С. Петухова / E.S. Petukhova: https://orcid.org/0000-0003-0796-5764 И.Б. Семенова / I.B. Semenova: https://orcid.org/0000-0002-6630-4838 Д.Н. Нечаев / D.N. Nechaev: https://orcid.org/0000-0002-7592-3809 Е.О. Кравцова / E.O. Kravtsova: https://orcid.org/0000-0002-9100-0422 Н.Н. Овечко / N.N. Ovechko: https://orcid.org/0000-0001-8550-1290 Н.Е. Ястребова / N.E. Yastrebova: https://orcid.org/0000-0002-6911-1345 И.М. Грубер / I.M. Gruber: https://orcid.org/0000-0002-1922-4640 Н.А. Михайлова / N.A. Mikhailova: https://orcid.org/0000-0002-8532-4690

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки. Financing. The work was performed without external funding.

Соблюдение правил биоэтики. Исследование выполнено в соответствии с этическими нормами обращения с животными, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для исследовательских и иных научных целей. Statement of the welfare of animals. The study was carried out in accordance with the ethical standards for the treatment of animals adopted by the European Convention for the Protection of Vertebrates Used for Research and Other Scientific Purposes.

Статья поступила: 06.10.2021. Принята к публикации: 29.10.2021. Article submitted: 06.10.2021. Accepted for publication: 29.10.2021.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.