Изучение иммуногенности рекомбинантного фрагмента ортопоксвирусного белка p35

Несмотря на ликвидацию натуральной оспы, ортопоксвирусы продолжают оставаться источником биологической опасности для людей, так как в природе циркулируют вирусы оспы коров и оспы обезьян, причем последний способен вызывать не только спорадические случаи заболеваний человека, но и вспышки оспоподобной инфекции. Кроме того, периодическая вакцинация необходима для представителей определенных профессий (ученые, изучающие патогенные ортопоксвирусы, медицинские работники и др.). Оспопрививание – вакцинация живым вирусом осповакцины, которое широко использовалось при ликвидации натуральной оспы, обеспечивает формирование у вакцинированных людей длительного иммунитета. Однако, давая достаточно надежную защиту, оспопрививание нередко сопровождается серьезными поствакцинальными осложнениями, вероятность возникновения которых особенно велика для лиц со сниженным иммунным статусом. В связи с этим разработка препаратов для профилактики и лечения инфекций, вызванных ортопоксвирусами, актуальна и в настоящее время. Цель данного исследования – оценка иммуногенности в мышиной модели рекомбинантного белка р35Δ12, сконструированного на основе белка р35 вируса оспы коров. Ранее было показано, что белок р35Δ12 связывается с высоким сродством с полноразмерным вируснейтрализующим анти-ортопоксвирусным антителом человека. В настоящей работе рекомбинантный белок р35Δ12, наработанный в клетках E. coli XL1-blue и очищенный хроматографически, использовали для двукратной иммунизации мышей. Через две недели после второй иммунизации у мышей брали образцы крови и анализировали находящиеся в сыворотке антитела. Методами иммуноферментного и вестерн-блот анализа было показано, что сыворотки иммунизированных животных содержали антитела класса IgG, направленные к рекомбинантному белку р35Δ12. Методом конфокальной микроскопии показано, что антитела, индуцированные белком р35Δ12, способны узнавать клетки Vero E6, зараженные вирусом осповакцины ЛИВП-GFP. Кроме того, находящиеся в сыворотках иммунизированных мышей антитела могут нейтрализовать инфекционность вируса осповакцины ЛИВП-GFP в реакции ингибирования бляшкообразования in vitro.

1. Дубровская В.В., Улитин А.Б., Ламан А.Г., Гилева И.П., Бормотов Н.И., Ильичев А.А., Бровко Ф.А., Щелкунов С.Н., Беланов Е.Ф., Тикунова Н.В. Конструирование комбинаторной иммунной клонотеки одноцепочечных антител человека против ортопоксвирусов и селекция из нее антител к рекомбинантному белку prA30L вируса натуральной оспы. Молекуляр. биология. 2007;41(1):173-185.

2. Петров И.С., Гончарова Е.П., Колосова И.В., Поздняков С.Г., Щелкунов С.Н., Зенкова М.А., Власов В.В. Противоопухолевое действие рекомбинантного вируса осповакцины LIVP-GFP. Докл. АН. 2013;451(5):592-597. https://doi.org/10.7868/S0869565213240274.

3. Bazzill J.D., Ochyl L.J., Giang E., Castillo S., Law M., Moon J.J. Interrogation of antigen display on individual vaccine nanoparticles for achieving neutralizing antibody responses against hepatitis C virus. Nano Lett. 2018;18:7832-7838. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b03601.

4. Bhanuprakash V., Venkatesan G., Balamurugan V., Hosamani M., Yogisharadhya R., Gandhale P., Reddy K.V., Damle A.S., Kher H.N., Chandel B.S., Chauhan H.C., Singh R.K. Zoonotic infections of buffalopox in India. Zoonoses Public Health. 2010;57(7-8):e149-155.

5. Buller R.M., Potter M., Wallace G.D. Variable resistance to ectromelia (mousepox) virus among genera of Mus. Curr. Top Microbiol. Immunol. 1986;127:319-322.

6. Campe H., Zimmermann P., Glos K., Bayer M., Bergemann H., Dreweck C., Graf P., Weber B.K., Meyer H., Büttner M., Busch U., Sing A. Cowpox virus transmission from pet rats to humans, Germany. Emerg. Infect. Dis. 2009;15(5):777-780.

7. Carletti F., Bordi L., Castilletti C., Di Caro A., Falasca L., Gioia C., Ippolito G., Zaniratti S., Beltrame A., Viale P., Capobianchi M.R. Cat-to-human orthopoxvirus transmission, northeastern Italy. Emerg. Infect. Dis. 2009;15(3):499-500.

8. Crotty S., Felgner P., Davies H., Glidewell J., Villarreal L., Ahmed R. Cutting edge: long-term B cell memory in humans after smallpox vaccination. J. Immunol. 2003;171:4969-4973.

9. Davies D.H., McCausland M.M., Valdez С., Huynh D., Hernandez J.E., Mu Y., Hirst S., Villarreal L., Felgner P.L., Crotty S. Vaccinia virus H3L envelope protein is a major target of neutralizing antibodies in humans and elicits protection against lethal challenge in mice. J. Virol. 2005;79:11724-11733.

10. Di Giulio D.B., Eckburg P.B. Human monkeypox: an emerging zoonosis. Lancet Infect. Dis. 2004;4(1):15-25.

11. Ducournau C., Ferrier-Rembert A., Ferraris O., Joffre A., Favier A.L., Flusin O., Van Cauteren D., Kecir K., Auburtin B., Védy S., Bessaud M., Peyrefitte C.N. Concomitant human infections with 2 cowpox virus strains in related cases, France, 2011. Emerg. Infect. Dis. 2013;19(12):1996-1999.

12. Fulginiti V.A., Papier A., Lane J.M., Neff J.M., Henderson D.A. Smallpox vaccination: a review, part II. Adverse events. Clin. Infect. Dis. 2003;37:251-271.

13. Hobi S., Mueller R.S., Hill M., Nitsche A., Löscher T., Guggemos W., Ständer S., Rjosk-Dendorfer D., Wollenberg A. Neurogenic inflammation and colliquative lymphadenitis with persistent orthopox virus DNA detection in a human case of cowpox virus infection transmitted by a domestic cat. Br. J. Dermatol. 2015;173(2):535-539.

14. Jezek Z., Marennikova S.S., Mutumbo M., Nakano J.H., Paluku K.M., Szczeniowski M. Human monkeypox: a study of 2,510 contacts of 214 patients. J. Infect. Dis. 1986;154(4):551-555.

15. Jones-Trower A., Garcia A., Meseda C.A., He Y., Weiss C., Kumar A., Weir J.P., Merchlinsky M. Identification and preliminary characterization of vaccinia virus (Dryvax) antigens recognized by vaccinia immune globulin. Virology. 2005;343:128-140.

16. Kawakami Y., Tomimori Y., Yumoto K., Hasegawa S., Ando T., Tagaya Y., Crotty S., Kawakami T. Inhibition of NK cell activity by IL-17 allows vaccinia virus to induce severe skin lesions in a mouse model of eczema vaccinatum. J. Exp. Med. 2009;206(6):1219-1225.

17. Khlusevich Y., Matveev A., Baykov I., Bulychev L., Bormotov N., Ilyichev I., Shevelev G., Morozova V., Pyshnyi D., Tikunova N. Phage display antibodies against ectromelia virus that neutralize variola virus: selection and implementation for p35 neutralizing epitope mapping. Antiviral Res. 2018;152:18-25. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2018.02.006.

18. Kidokoro M., Tashiro M., Shida H. Genetically stable and fully effective smallpox vaccine strain constructed from highly attenuated vaccinia LC16m8. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005;102(11):4152-4157.

19. Kinnunen P.M., Holopainen J.M., Hemmilä H., Piiparinen H., Sironen T., Kivelä T., Virtanen J., Niemimaa J., Nikkari S., Järvinen A., Vapalahti O. Severe ocular cowpox in a human, Finland. Emerg. Infect. Dis. 2015;21(12):2261-2263.

20. Lin C.L., Chung C.S., Heine H.G., Chang W. Vaccinia virus envelope H3L protein binds to cell surface heparan sulfate and is important for intracellular mature virion morphogenesis and virus infection in vitro and in vivo. J. Virol. 2000;74:3353-3365.

21. MacNeil A., Reynolds M.G., Carroll D.S., Karem K., Braden Z., Lash R., Moundeli A., Mombouli J.V., Jumaan A.O., Schmid D.S., Damon I.K. Monkeypox or мaricella? Lessons from a rash outbreak investigation in the Republic of the Congo. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2009;80(4):503-507.

22. McCollum A.M., Damon I.K. Human monkeypox. Clin. Infect. Dis. 2014;58(2):260-267.

23. Medina L.O., To A., Lieberman M.M., Wong T., Namekar M., Nakano E., Andersen H., Yalley-Ogunro J., Greenhouse J., Higgs S., Huang Y.S., Vanlandingham D.L., Horton J.S., Clements D.E., Lehrer A.T. A recombinant subunit based Zika virus vaccine is efficacious in non-human primates. Front. Immunol. 2018;9:2464. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.02464.

24. Meyer H., Sutter G., Mayr A. Mapping of deletions in the genome of the highly attenuated vaccinia virus MVA and their influence on virulence. J. Gen. Virol. 1991;72:1031-1038.

25. Moss B. Poxviridae. In: Knipe D.M., Howley P.M. (Eds.). Fields Virology. Six ed. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, PA, 2013; 2129-2159.

26. Nakazawa Y., Mauldin M.R., Emerson G.L., Reynolds M.G., Lash R.R., Gao J., Zhao H., Li Y., Muyembe J.J., Kingebeni P.M., Wemakoy O., Malekani J., Karem K.L., Damon I.K., Carroll D.S. A phylogeographic investigation of African monkeypox. Viruses. 2015;7(4):2168-2184.

27. Ninove L., Domart Y., Vervel C., Voinot C., Salez N., Raoult D., Meyer H., Capek I., Zandotti C., Charrel R.N. Cowpox virus transmission from pet rats to humans, France. Emerg. Infect. Dis. 2009; 15(5):781-784.

28. Olson V., Shchelkunov S. Are we prepared in case of a possible smallpox-like disease emergence? Viruses. 2017;9(9):242.

29. Petersen B.W., Harms T.J., Reynolds M.G., Harrison L.H. Use of vaccinia virus smallpox vaccine in laboratory and health care personnel at risk for occupational exposure to orthopoxviruses - recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP), 2015. Morb. Mortal. Wkly Rep. (MMWR). 2016;65(10):257-262. https://doi.org/10.15585/mmwr.mm6510a2.

30. Pütz M.M., Midley C.M., Law M., Smith G.L. Quantification of antibody responses against multiple antigens of the two infectious of vaccinia virus provides a benchmark for smallpox vaccinations. Nat. Med. 2006;12(11):1310-1315.

31. Reynolds M.G., Emerson G.L., Pukuta E., Karhemere S., Muyembe J.J., Bikindou A., McCollum A.M., Moses C., Wilkins K., Zhao H., Damon I.K., Karem K.L., Li Y., Carroll D.S., Mombouli J.V. Detection of human monkeypox in the Republic of the Congo following intensive community education. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2013;88(5): 982-985.

32. Rimoin A.W., Mulembakani P.M., Johnston S.C., Lloyd Smith J.O., Kisalu N.K., Kinkela T.L., Blumberg S., Thomassen H.A., Pike B.L., Fair J.N., Wolfe N.D., Shongo R.L., Graham B.S., Formenty P., Okitolonda E., Hensley L.E., Meyer H., Wright L.L., Muyembe J.J. Major increase in human monkeypox incidence 30 years after smallpox vaccination campaigns cease in the Democratic Republic of Congo. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010;107(37):16262-16267.

33. Riyesh T., Karuppusamy S., Bera B.C., Barua S., Virmani N., Yadav S., Vaid R.K., Anand T., Bansal M., Malik P., Pahuja I., Singh R.K. Laboratory-acquired buffalopox virus infection, India. Emerg. Infect. Dis. 2014;20(2):324-326.

34. Shchelkunov S.N., Marennikova S.S., Moyer R.W. Orthopoxviruses Pathogenic for Humans. Berlin; Heidelberg; New York: Springer, 2005.

35. Shchelkunova G.A., Shchelkunov S.N. 40 years without smallpox. Acta Naturae. 2017;9(4):4-12.

36. Shi D.Y., Chen B.Y., Mao Y.Y., Zhou G., Lu J.S., Yu Y.Z., Zhou X.W., Sun Z.W. Development and evaluation of candidate subunit vaccine against botulinum neurotoxin serotype B. Hum. Vaccin. Immunother. Publ. online 2018. Publ. 2019;15(3):755-760. https://doi.org/10.1080/21645515.2018.1547613.

37. Silva-Fernandes A.T., Travassos C.E., Ferreira J.M., Abrahão J.S., Rocha E.S., Viana-Ferreira F., dos Santos J.R., Bonjardim C.A., Ferreira P.C., Kroon E.G. Natural human infections with Vaccinia virus during bovine vaccinia outbreaks. J. Clin. Virol. 2009;44(4):308-313. Smith K.A. Smallpox: can we still learn from the journey to eradication? Indian J. Med. Res. 2013;137(5):895-899.

38. Trindade G.S., Guedes M.I., Drumond B.P., Mota B.E., Abrahão J.S., Lobato Z.I., Gomes J.A., Corrêa-Oliveira R., Nogueira M.L., Kroon E.G., da Fonseca F.G. Zoonotic vaccinia virus: clinical and immunological characteristics in a naturally infected patient. Clin. Infect. Dis. 2009;48(3):e37-40.

39. Wang Y.B., Wang L.P., Li P. Perspectives on novel vaccine development. Pol. J. Vet. Sci. 2018;21(3):643-649.

40. Zafar A., Swanepoel R., Hewson R., Nizam M., Ahmed A., Husain A., Grobbelaar A., Bewley K., Mioulet V., Dowsett B., Easterbrook L., Hasan R. Nosocomial buffalopoxvirus infection, Karachi, Pakistan. Emerg. Infect. Dis. 2007;13(6):902-904.