Рекомбинантный укороченный белок TNF-BD вируса натуральной оспы проявляет специфическую фармакологическую активность в экспериментальной модели септического шока

Фактор некроза опухолей (TNF) - один из основных цитокинов, медиаторов иммунной системы, обеспечивающих защиту организма человека от вирусных инфекций. В процессе эволюции антропогенный вирус натуральной оспы (Variola virus, VARV) освоил эффективные механизмы преодоления иммунологических барьеров человека, кодируя в своем геноме белки, способные взаимодействовать с рецепторами цитокинов организма-хозяина, блокируя таким образом их активность. В частности, ген G2R этого вируса кодирует белок CrmB, который эффективно связывает TNF человека и мышей. При этом данный белок является двухдоменным и наряду с TNF-связывающим N-концевым доменом содержит С-концевой хемокин-связывающий домен. При использовании методологии молекулярного клонирования нами ранее получен рекомбинантный бакулови-рус, продуцирующий в клетках насекомых рекомбинантный белок CrmB вируса натуральной оспы (VARV-CrmB), и показан его TNF-нейтрализующий потенциал в различных тестах in vitro и in vivo. С целью снижения иммуногенности этого вирусного белка при его многократном введении для терапии хронических воспалительных заболеваний получена рекомбинантная плазмида, направляющая в клетках Escherichia coli биосинтез укороченного однодоменного TNF-связывающего (TNF-BD) белка VARV. Методом металл-хелатной аффинной хроматографии из клеток выделен рекомбинантный белок TNF-BD. Терапевтический потенциал белка TNF-BD изучен в экспериментальной модели септического шока, индуцированного в организме мышей введением бактериального липополисахарида (ЛПС). После индукции септического шока животным вводили разные дозы рекомбинантного белка TNF-BD и регистрировали их гибель в течение 7 сут. Все мыши, не получавшие препарат белка TNF-BD после инъекции ЛПС, погибли через 3 сут, а в группах животных, которым вводили TNF-BD, в зависимости от дозы этого белка выжили 30, 40 или 60 % мышей. Результаты исследования демонстрируют наличие специфической фармакологической активности у рекомбинантного белка TNF-BD, синтезированного в бактериальных клетках, в мышиной модели ЛПС-индуцированного септического шока.

1. Непомнящих Т.С., Трегубчак Т.В., Якубицкий С.Н., Таранов О.С., Максютов Р.А., Щелкунов С.Н. Кандидатные антиревматические плазмидные конструкции обладают низкой иммуноген-ностью. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017;21(3): 317-322. DOI 10.18699/VJ17.249.

2. Трегубчак Т.В., Шеховцов С.В., Непомнящих Т.С., Пельтек С.Е., Колчанов Н.А., Щелкунов С.Н. TNF-связывающий домен белка VARV-CrmB, синтезированный в клетках Escherichia coli, эффективно взаимодействует с TNF человека. Докл. Акад. наук. 2015;462(4):488-492. DOI 10.7868/S0869565215160276.

3. Цырендоржиев Д.Д., Орловская И.А., Сенников С.В., Трегубчак Т.В., Гилева И.П., Цырендоржиева М.Д., Щелкунов С.Н. Биологические эффекты индивидуально синтезированного TNF-связывающего домена CrmB вируса натуральной оспы. Бюл. эксп. биол. мед. 2014;157(2):214-217.

4. Alejo A., Ruiz-Arguello M.B., Ho Y., Smith V.P., Saraiva M., Al-cami A. A chemokine-binding domain in the tumor necrosis factor receptor from variola (smallpox) virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006;103:5995-6000.

5. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 1976;72:248-254.

6. Chen D.Y., Chen Y.M., Tsai W.C., Tseng J.C., Chen Y.H., Hsieh C.W., Hung W.T., Lan J.L. Significant associations of antidrug antibody levels with serum drug trough levels and therapeutic response of adalimumab and etanercept treatment in rheumatoid arthritis. Ann. Rheum. Dis. 2015;74(3):e16. DOI 10.1136/annrheumdis-2013-203893.

7. Efron P.A., Mohr A.M., Moore F.F., Moldawer L.L. The future of murine sepsis and trauma research models. J. Leukoc. Biol. 2015; 98(6):945-952. DOI 10.1189/jlb.5MR0315-127R.

8. Eng G.P., Bendtzen K., Bliddal H., Stoltenberg M., Szkudlarek M., Fana V, Lindegaard H.M., Omerovic E., Hojgaard P., Jensen E.K., Bouchelouche P.N. Antibodies to infliximab and adalimumab in patients with rheumatoid arthritis in clinical remission: a cross-sectional study. Arthritis. 2015;784825. DOI 10.1155/2015/784825.

9. Fei Y., Wang W., Kwiecinski J., Josefsson E., Pullerits R., Jonsson I.-M., Magnusson M., Jin T. The combination of a tumor necrosis factor inhibitor and antibiotic alleviates staphylococcal arthritis and sepsis in mice. J. Infed Dis. 2011;204(3):348-357. DOI 10.1093/infdis/jir266.

10. Gileva I.P., Nepomnyashikh T.S., Antonets D.V., Lebedev L.R., Koch-neva G.V., Grazhdantseva A.V., Shchelkunov S.N. Properties of the recombinant TNF binding proteins from variola, monkepox and cowpox viruses are different. Biochem. Biophphys. Acta. 2006; 1764:1710-1718.

11. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriofage T4. Nature. 1970;227:680-685.

12. Lamping N., Detter R., Schroder N.W., Pfeil D., Hallatschek W., Burger R., Schumann R.R. LPS-binding protein protects mice from septic shock caused by LPS or sram-negative bacteria. J. Clin. Invest. 1998;101(10):2065-2071.

13. Leturcq D.J., Moriarty A.M., Talbott G., Winn R.K., Martin T.R., Ule-vitch R.J. Therapeutic strategies to block LPS interactions with its receptor. Prog. Clin. Biol. Res. 1995;392:473-477.

14. Mandel M., Higa A. Calcium-dependent bacteriophage DNA infection. J. Mol. Biol. 1970;53:159-162.

15. Monaco C., Nanchahal J., Taylor P., Feldmann M. Anty-TNF therapy: past, present and future. Int. Immunol. 2015;27(1):55-62. DOI 10.1093/intimm/dxu107.

16. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd. edn. Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.

17. Seymour C.W., Rosengart M.R. Septic shock: advances in diagnoses and treatment. JAMA. 2015;314(7):708-717. DOI 10.1001/jama.2015.7885.

18. Shchelkunova G.A., Shchelkunov S.N. Immunomodulating drugs based on poxviral proteins. BioDrugs. 2016;30(1):9-16. DOI 10.1007/s40259-016-0158-5.

19. Stortz J.A., Raymond S.L., Mira J.C., Moldawer L.L., Mohr A.M., Efron P.A. Murine models of sepsis and trauma: Can we bridge the gap? ILAR J. 2017;58(1):90-105. DOI 10.1093./ilar/ilx007.

20. Thayer A. Centocor stops sales, trails or flagship drug. Chem. Eng. News. 1993;71(4):6. DOI 10.1021/cen-v71n004.p006.