EA031495B1 - ANTITUBERCULOSIS VACCINE BASED ON RECOMBINANT Ag85B, TB10.4, FliC PROTEINS - Google Patents

ANTITUBERCULOSIS VACCINE BASED ON RECOMBINANT Ag85B, TB10.4, FliC PROTEINS Download PDF

Info

Publication number
EA031495B1
EA031495B1 EA201600316A EA201600316A EA031495B1 EA 031495 B1 EA031495 B1 EA 031495B1 EA 201600316 A EA201600316 A EA 201600316A EA 201600316 A EA201600316 A EA 201600316A EA 031495 B1 EA031495 B1 EA 031495B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
vaccine
proteins
ag85b
tuberculosis
flic
Prior art date
Application number
EA201600316A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201600316A3 (en
EA201600316A2 (en
Inventor
Илья Владимирович ДУХОВЛИНОВ
Александр Леонидович КАДЫКОВ
Андрей Семенович СИМБИРЦЕВ
Екатерина Алексеевна ФЕДОРОВА
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Эксифарм" (ООО "Эксифарм")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Эксифарм" (ООО "Эксифарм") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Эксифарм" (ООО "Эксифарм")
Publication of EA201600316A2 publication Critical patent/EA201600316A2/en
Publication of EA201600316A3 publication Critical patent/EA201600316A3/en
Publication of EA031495B1 publication Critical patent/EA031495B1/en

Links

Landscapes

  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

The invention relates to molecular biology, biotechnology, medicine. An antituberculosis vaccine is provided, containing M. tuberculosis recombinant Ag85B and TB10.4 proteins and also a recombinant adjuvant, Salmonella enterica serovar Typhimurium FliC flagellin, and also a pharmaceutically acceptable excipient, for solving an urgent modern problem consisting in development of a safe-to-produce and safe-to-use antituberculosis vaccine having efficiency, which is at least comparable with that of BCG. The above properties of provided vaccine are confirmed by examples.

Description

Изобретение относится к молекулярной биологии, биотехнологии, медицине. Предложена противотуберкулезная вакцина, содержащая рекомбинантные белки Ag85B и ТВ 10.4 М. tuberculosis, а также рекомбинантный адъювант - флагеллин FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium, а также фармацевтически приемлемый эксципиент, для решения острой задачи современности, заключающейся в создании безопасной при производстве и применении противотуберкулезной вакцины, имеющей эффективность, как минимум, сравнимую с таковой БЦЖ. Указанные свойства предложенной вакцины подтверждены примерами.The invention relates to molecular biology, biotechnology, medicine. An anti-tuberculosis vaccine containing recombinant proteins Ag85B and TB 10.4 M. tuberculosis, as well as recombinant adjuvant — flagellin FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium, as well as a pharmaceutically acceptable excipient, are proposed for solving the acute problem of modernity, which is to create a safe, disruptive effect, which creates a safe, discharging, a safe, discharging, a safe, discharging, a safe, discharging, a safe, discharging, to create a safe, prophylactic effect in the development of a safe, prophylactic euphoria enterophilus Typhimurium. having an efficacy of at least comparable to that of BCG. These properties of the proposed vaccine are confirmed by examples.

031495 В1031495 B1

Изобретение относится к молекулярной биологии, биотехнологии, медицине и может быть использовано для профилактики туберкулеза.The invention relates to molecular biology, biotechnology, medicine and can be used for the prevention of tuberculosis.

Туберкулез является инфекционным заболеванием, вызывающим наибольшее количество случаев с летальным исходом. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) туберкулезом ежегодно заболевает около 8 млн человек и около 3 млн заболевших погибает. Лечение туберкулеза осложняется тем, что широко распространены высокорезистентные штаммы микобактерий, вызывающие туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) и широкой лекарственной устойчивостью (ШЛУ). В связи с этим перспективным подходом в борьбе с данным заболеванием является профилактика. По инициативе ВОЗ с 2006 г. объявлена глобальная программа борьбы с туберкулезом The Global Plan to Stop ТВ, согласно которой одно из ведущих мест занимает разработка вакцин нового поколения против туберкулеза. Согласно последнему докладу ВОЗ по туберкулезу 2014 г. новая вакцина, которая поможет предотвратить передачу туберкулеза среди подростков и взрослых в развивающихся странах, будет самым экономически эффективным инструментом в смягчении эпидемии [1].Tuberculosis is an infectious disease that causes the greatest number of fatal cases. According to the World Health Organization (WHO), about 8 million people get sick with tuberculosis every year, and about 3 million people get sick. Treatment of tuberculosis is complicated by the fact that highly resistant strains of mycobacteria causing tuberculosis with multidrug-resistant (MDR) and extensive drug-resistant (XDR) are widespread. In this regard, a promising approach in the fight against this disease is prevention. Since 2006, at the initiative of WHO, the Global Plan to Stop TB program has been announced, according to which the development of a new generation of vaccines against tuberculosis is one of the leaders. According to the latest WHO report on tuberculosis in 2014, a new vaccine that will help prevent the transmission of tuberculosis among adolescents and adults in developing countries will be the most cost-effective tool in mitigating the epidemic [1].

Таким образом, проблема туберкулеза стоит крайне остро и требует скорейшего решения в виде безопасной при производстве и применении вакцины, которая имела бы эффективность, как минимум, сравнимую с таковой БЦЖ.Thus, the problem of tuberculosis is extremely acute and requires a speedy solution in the form of safe for the production and use of the vaccine, which would have an effectiveness at least comparable to that of BCG.

Существует несколько направлений разработки новых противотуберкулезных вакцин, в их числе живые вакцины с улучшенными свойствами, инактивированные вакцины, вакцины на основе белков. Авторы настоящего изобретения считают наиболее перспективным использование вакцин на основе белков, причем получаемых с использованием технологии рекомбинантной ДНК. Достоинства таких вакцин заключаются в том, что препарат, содержащий очищенный иммуногенный белок, стабилен и безопасен, его химические свойства известны, в нем отсутствуют дополнительные молекулы, в том числе нуклеиновые кислоты, которые могли бы вызвать нежелательные эффекты в организме-хозяине. Однако их эффективность варьирует и обуславливается массой факторов, одними из самых важных из которых являются подбор компонентов.There are several directions for the development of new tuberculosis vaccines, including live vaccines with improved properties, inactivated vaccines, protein-based vaccines. The authors of the present invention consider the most promising use of vaccines based on proteins, and obtained using recombinant DNA technology. The advantages of such vaccines are that the preparation containing the purified immunogenic protein is stable and safe, its chemical properties are known, there are no additional molecules, including nucleic acids, that could cause undesirable effects in the host organism. However, their effectiveness varies and is determined by a host of factors, one of the most important of which is the selection of components.

Для создания настоящего изобретения были выбраны иммунодоминантные секретируемые антигены M. tuberculosis - белок Ag85B комплекса белков 85 и белок TB10.4 (culture-filtrate protein-7). Данные белки высококонсервативны среди различных штаммов микобактерий, а также способны вызывать иммунный ответ, что позволяет полагать, что возможно получение кросс-реактивного иммунного ответа [2]. Важно, что указанные белки не имеют гомологии с известными белками других организмов, что обеспечивает специфичность их действия. Также показано, что белок TB10.4 обладает адъювантным действием при введении в комплексе с белками микобактерий [3].To create the present invention, immunodominant secreted antigens of M. tuberculosis were selected — Ag85B protein of protein complex 85 and protein TB10.4 (culture-filtrate protein-7). These proteins are highly conserved among various strains of mycobacteria, and are also capable of eliciting an immune response, which suggests that a cross-reactive immune response may be obtained [2]. It is important that these proteins do not have homology with known proteins of other organisms, which ensures the specificity of their action. It has also been shown that the protein TB10.4 has an adjuvant effect when administered in combination with mycobacterial proteins [3].

Известны следующие немногочисленные решения на основе вышеперечисленных белков М. tuberculosis.The following few solutions are known on the basis of the M. tuberculosis proteins listed above.

Известна бактерия в одном из вариантов реализации изобретения - микобактерия, содержащая плазмидные ДНК, кодирующие в одном из вариантов изобретения Ag85b и TB10.4 [4]. Однако введение живой бактерии, в особенности микобактерий, пусть и аттенуированной, несет в себе риски. Использование вакцины на основе белка является более безопасной альтернативой.A known bacterium in one of the embodiments of the invention is a mycobacterium containing plasmid DNA encoding Ag85b and TB10.4 in one of the embodiments of the invention [4]. However, the introduction of a live bacterium, especially mycobacteria, even if attenuated, carries risks. Using a protein-based vaccine is a safer alternative.

Известна кандидатная вакцина на основе аденовирусного вектора, который кодирует OPC хотя бы двух белков из Ag85A, Ag85B и TB10.4, дополнительно может использоваться адъювант [5]. Однако использование аденовируса также несет в себе риски. Вирусные векторы имеют ряд недостатков, в их числе то, что они дорогостоящи и могут вызывать воспалительную реакцию, что исключает повторное введение вектора. Использование рекомбинантных высокоочищенных белков позволит индуцировать специфический ответ без побочных эффектов.The candidate vaccine based on the adenoviral vector, which encodes OPC of at least two proteins from Ag85A, Ag85B and TB10.4, is known, in addition an adjuvant can be used [5]. However, the use of adenovirus also carries risks. Viral vectors have several disadvantages, including the fact that they are expensive and can cause an inflammatory reaction, which eliminates the re-introduction of the vector. The use of recombinant highly purified proteins will allow to induce a specific response without side effects.

К недостаткам данных аналогов можно отнести то, что вирусные векторы и модифицированные патогены имеют риски наследования, что может препятствовать их использованию у человека [6].The disadvantages of these analogues are the fact that viral vectors and modified pathogens have risks of inheritance, which may prevent their use in humans [6].

Известна вакцина против хронического заболевания, например бактериальной инфекции, содержащая смесь перекрывающихся пептидов, охватывающих всю последовательность аминокислот белка, в том числе Ag85B или TB10.4, которая также может содержать адъювант - катионные липосомы, также может дополнительно вводиться полноразмерный белок, охватываемый пептидами в первом введении [7]. Указано, что в одном из вариантов изобретения пептиды получают гидролизом белка с использованием более чем двух протеолитических агентов, однако в данном случае осложняется процесс получения для вакцины пептидной смеси без примесей. Более того, условия хранения такой пептидной смеси могут опосредовать проблемы при реализации данного изобретения. Также при использовании химически синтезированных молекул, в том числе пептидов, следует понимать, что их часть может быть представлена энантиомерами, что может приводить к непредсказуемым результатам в организме при применении. Понятие энантиомерии играет важную роль в фармацевтике, поскольку разные энантиомеры лекарственных веществ, как правило, имеют различную биологическую активность. Использование живых систем для получения пептидных молекул позволяет получить молекулы природной структуры, гомогенную смесь. Однако использование вакцины со значительно меньшим количеством компонентов является более оптимальным вариантом как для производства, так и для применения в последнем случае, поскольку вероятность развития осложнений за счет возможных неспецифических реакций меньше.A vaccine against a chronic disease, for example, a bacterial infection, containing a mixture of overlapping peptides covering the entire amino acid sequence of a protein, including Ag85B or TB10.4, which may also contain an adjuvant — cationic liposomes — may also be injected, the full-length protein covered by the peptides in the first introduction [7]. It is indicated that in one embodiment of the invention peptides are obtained by protein hydrolysis using more than two proteolytic agents, however, in this case, the process of obtaining a peptide mixture for the vaccine without impurities is complicated. Moreover, the storage conditions of such a peptide mixture can mediate problems with the implementation of this invention. Also, when using chemically synthesized molecules, including peptides, it should be understood that part of them can be represented by enantiomers, which can lead to unpredictable results in the body when used. The concept of enantiomer plays an important role in the pharmaceutical industry, since different enantiomers of medicinal substances, as a rule, have different biological activity. The use of living systems to obtain peptide molecules makes it possible to obtain molecules of natural structure, a homogeneous mixture. However, the use of a vaccine with a significantly smaller number of components is a more optimal option for both production and use in the latter case, since the probability of developing complications due to possible non-specific reactions is less.

- 1 031495- 1 031495

Наиболее близким аналогом является вакцина HyVAC IV/Aeras, которая содержит белки Ag85B и TB10.4, а также сложный адъювант IC31, содержащий синтетический антимикробный пептид KLKL5KLK, действие которого направлено на усиление взаимодействия антиген-презентирующих клеток с антигеном, и лиганд TLR9 ODN1a, обладающий иммуностимулирующим действием. Данная вакцина проходит IIa фазу клинических испытаний [1]. Однако производство действующего агента вакцины, представленного несколькими компонентами, получаемыми с использованием совершенно разных механизмов, является технически сложным. Эффективность такой вакцины также может быть снижена, а безопасность не достигнута за счет присутствия в ней энантиомеров.The closest analogue is the vaccine HyVAC IV / Aeras, which contains the proteins Ag85B and TB10.4, as well as the complex adjuvant IC31, containing the synthetic antimicrobial peptide KLKL5KLK, which is aimed at enhancing the interaction of antigen-presenting cells with the antigen, and the TLR9 ligand ODN1a, which has immunostimulating action. This vaccine is in phase IIa clinical trials [1]. However, the production of an active agent of a vaccine, represented by several components, obtained using completely different mechanisms, is technically difficult. The effectiveness of such a vaccine can also be reduced, and safety is not achieved due to the presence of enantiomers in it.

Авторами настоящего изобретения предложено неожиданное оригинальное решение, которое лишено данных недостатков.The authors of the present invention proposed an unexpected original solution, which is devoid of these shortcomings.

Использование адъюванта позволяет усилить иммуногенность вакцин, однако важно подобрать адъювант, который позволит индуцировать наиболее специфичный по отношению к патогену иммунный ответ, в данном случае способный стимулировать Т-клеточный иммунный ответ, наряду в В-клеточным, а также который будет способствовать формированию местного иммунитета и который будет безопасным.The use of an adjuvant makes it possible to enhance the immunogenicity of vaccines; however, it is important to choose an adjuvant that will induce the most specific pathogen-specific immune response, in this case capable of stimulating the T-cell immune response, along with B-cell, and also will contribute to the formation of local immunity and which will be safe.

Авторами настоящего изобретения выявлено, что при совместном применении белков Ag85B и TB10.4 именно с флагеллином FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium (далее - FliC), полученным как и антигены микобактерий с использованием технологии рекомбинантной ДНК, при парентеральной и мукозальной иммунизации происходит формирование как Т-клеточного иммунного ответа, наряду в Вклеточным, так и индукция местного гуморального иммунитета, при этом не происходит формирование антител непосредственно к флагеллину, что также является существенным фактором при использовании адъюванта. Формирование местного иммунитета важно для предотвращения инфицирования микобактериями. Иммунизация поверхности слизистой также значительно облегчает доставку иммуногена.The authors of the present invention found that when Ag85B and TB10.4 proteins are used together with FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium (hereafter - FliC) flagellin, obtained as well as mycobacterial antigens using recombinant DNA technology, parenteral and mucosal immunization occurs as T cell-mediated immune response, along with Vcellular, and induction of local humoral immunity, without the formation of antibodies directly to flagellin, which is also a significant factor when used and adjuvant. The formation of local immunity is important to prevent infection with mycobacteria. Immunization of the mucosal surface also greatly facilitates the delivery of the immunogen.

Флагеллин - белок бактериальных жгутиков, присутствующих у многих бактерий, в том числе патогенных. Флагеллин - лиганд TLR5 (Toll-like receptor 5). Взаимодействие флагеллина с TLR-5 стимулирует созревание макрофагов и дендритных клеток - антиген-презентирующих клеток, что приводит к выработке иммунного ответа [8; 9]. Флагеллины индуцируют формирование сывороточных и секреторных антител, Th1- и Th2- ответ как на сами флагеллины, так и на совместно введенные антигены.Flagellin is a protein of bacterial flagella present in many bacteria, including pathogens. Flagellin is a TLR5 ligand (Toll-like receptor 5). The interaction of flagellin with TLR-5 stimulates the maturation of macrophages and dendritic cells - antigen-presenting cells, which leads to the development of an immune response [8; 9]. Flagellins induce the formation of serum and secretory antibodies, the Th1 and Th2 response both to flagellins themselves and to the co-administered antigens.

Флагеллин в зависимости от происхождения из того или иного микроорганизма различается и состоит из 259-1250 аминокислотных остатков, что, безусловно, влияет на его свойства.Flagellin, depending on the origin of a particular microorganism, is different and consists of 259-1250 amino acid residues, which certainly affects its properties.

Различия в структуре флагеллина наблюдаются и среди одного бактериального вида. Так, большая часть сероваров Salmonella enterica двухфазные, т.е. у них чередуется экспрессия разных жгутиковых антигенов (фаз). Это обусловлено возможностью нахождения в активном состоянии только 1 из 2 генов флагеллина (fliC и fljB), локализующихся в разных локусах хромосомы [10], FliC - phase 1 flagellin (STF), fljB - phase 2 flagellin (STF2). Данные флагеллины имеют одинаковый N-конец, гомологичный, различающийся на несколько а.о., С-конец, а также различный домен D3 соответственно имеют различную структуру и могут иметь различные эффекты.Differences in the structure of flagellin are also observed among a single bacterial species. So, most of the Salmonella enterica serovars are biphasic, i.e. they alternate the expression of different flagellated antigens (phases). This is due to the possibility of being in the active state only 1 of 2 flagellin genes (fliC and fljB), localized in different chromosome loci [10], FliC - phase 1 flagellin (STF), fljB - phase 2 flagellin (STF2). These flagellins have the same N-terminus, homologous, differing by several ao, C-terminus, as well as different domain D3, respectively, have a different structure and may have different effects.

Таким образом, в зависимости от того, флагеллин какого микроорганизма используется, а также типа используемого флагеллина (например, для Salmonella), эффект будет разниться. Также следует учитывать возможное взаимодействие компонентов в смеси, в связи с чем подбор флагеллиновой молекулы в качестве адъюванта, а также его целесообразность в каждом случае является сложным процессом.Thus, depending on which microorganism flagellin is used, as well as the type of flagellin used (for example, for Salmonella), the effect will vary. You should also consider the possible interaction of the components in the mixture, in connection with which the selection of the flagellin molecule as an adjuvant, as well as its feasibility in each case is a complex process.

Технический результат от использования изобретения выражается в увеличении безопасности при производстве и применении вакцины за счет использования исключительно рекомбинантных белков, в том числе рекомбинантного адъюванта, в качестве компонентов вакцины, что нивелирует негативные эффекты от использования белковых молекул, полученных иным путем.The technical result from the use of the invention is expressed in increasing safety in the production and use of a vaccine through the use of exclusively recombinant proteins, including a recombinant adjuvant, as vaccine components, which levels the negative effects from the use of protein molecules obtained in a different way.

Технический результат от использования изобретения выражается в увеличении эффективности вакцины за счет использования исключительно рекомбинантных белков, в том числе рекомбинантного адъюванта, в качестве компонентов вакцины, что исключает снижение эффективности каждого компонента вакцины за счет его потерь из-за формирования гетерогенной смеси, также включающей энантиомеры, а также за счет использования адъюванта, позволяющего значительно усилить специфический ответ на антигены микобактерий, в том числе с формированием местного иммунитета, что, как правило, достаточно сложно достичь при вакцинации.The technical result from the use of the invention is expressed in increasing the effectiveness of the vaccine due to the use of exclusively recombinant proteins, including recombinant adjuvant, as components of the vaccine, which eliminates the reduction in the effectiveness of each component of the vaccine due to its loss due to the formation of a heterogeneous mixture, also including enantiomers, as well as through the use of an adjuvant, which allows to significantly enhance the specific response to mycobacterial antigens, including the formation of local immunity, which is usually quite difficult to achieve with vaccination.

Технический результат от использования изобретения выражается в упрощении производства вакцины за счет использования единой технологии получения компонентов, соответственно отсутствия необходимости создания разных производственных участков.The technical result from the use of the invention is expressed in simplifying the production of a vaccine due to the use of a unified technology for producing components, respectively, without the need to create different production sites.

Наконец, технический результат от использования изобретения выражается в расширении спектра противотуберкулезных вакцин. При противопоказаниях к применению аналогов либо нежелании использовать аналоги ввиду их вышеописанных недостатков данная вакцина позволит осуществить защиту против туберкулеза. В связи с тем что проблема туберкулеза стоит очень остро, а выведение на рынок препарата удается не многим, данное изобретение позволит увеличить шансы в борьбе с данной инфекцией.Finally, the technical result from the use of the invention is expressed in the expansion of the spectrum of tuberculosis vaccines. When contraindications to the use of analogues or unwillingness to use analogues due to their shortcomings described above, this vaccine will allow for protection against tuberculosis. Due to the fact that the problem of tuberculosis is very serious, and the introduction of the drug to the market is not possible for many, this invention will increase the chances of fighting this infection.

- 2 031495- 2 031495

Сущность изобретенияSummary of Invention

Решение острой задачи современности, заключающейся в создании безопасной при производстве и применении противотуберкулезной вакцины, имеющей эффективность, как минимум, сравнимую с таковой БЦЖ, - в предложенной противотуберкулезной вакцине, содержащей помимо, естественно, фармацевтически приемлемого эксципиента рекомбинантные белки - антигены микобактерий Ag85B и TB10.4, а также рекомбинантный адъювант - флагеллин FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium. Вакцина может вводиться парентерально либо на слизистые. Предложенная вакцина эффективна для профилактики туберкулеза. Указанные свойства предложенной вакцины подтверждены примерами.The solution of the acute task of modernity, which is to create a vaccine that is safe for the production and use of a tuberculosis vaccine that is at least comparable to that of BCG, is in the proposed tuberculosis vaccine containing, in addition to, of course, a pharmaceutically acceptable excipient, recombinant proteins - the Ag85B and TB10 mycobacterium antigens. 4, as well as the recombinant adjuvant - flagellin FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium. The vaccine can be administered parenterally or on mucous membranes. The proposed vaccine is effective for the prevention of tuberculosis. These properties of the proposed vaccine are confirmed by examples.

Рекомбинантные белки получены с использованием технологии рекомбинантной ДНК. Среднему специалисту в данной области техники известно, что на данный момент существует множество систем получения таких белков, и все они, в той или иной мере, позволяют получить компоненты вакцины по настоящему изобретению, в связи с чем для каждого компонента использовано понятие рекомбинантный белок, а не указан конкретный продуцент.Recombinant proteins were obtained using recombinant DNA technology. The average person skilled in the art knows that at the moment there are many systems for producing such proteins, and all of them, in one way or another, allow us to obtain vaccine components of the present invention, and therefore the concept of recombinant protein is used for each component, and not specified specific producer.

Также были проведены лабораторные исследования, отражающие конкретные примеры реализации указанного изобретения. Полученные результаты лабораторных исследований проиллюстрированы фиг. 1-6 и примером 2.Also, laboratory studies were conducted, reflecting specific examples of the implementation of this invention. The results of laboratory studies are illustrated in FIG. 1-6 and example 2.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1-3 проиллюстрированы показатели тяжести течения туберкулезной инфекции у мышей, профилактически иммунизированных БЦЖ и вакцинными кандидатами, через 4,5 недели после заражения M. tuberculosis Erdman, на фиг. 4-6 - высеваемость из легких таких мышей, группы животных обозначены следующим образом: К- - интактные, К+ - контроль заражения, 1 - БЦЖ, 2 - белки Ag85B, Tb10.4, FliC, в/м введение, 3 - белки Ag85B, Tb10.4, FliC, и/н введение.FIG. 1-3 illustrates the severity of tuberculosis infection in mice that are prophylactically immunized with BCG and vaccine candidates, 4.5 weeks after infection with M. tuberculosis Erdman, FIG. 4-6 - seeding from the lungs of such mice, groups of animals are designated as follows: K- - intact, K + - infection control, 1 - BCG, 2 - Ag85B, Tb10.4 proteins, FliC, intramuscular injection, 3 - proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, and / n introduction.

Фиг. 1 - коэффициент массы легких в условных единицах;FIG. 1 - lung mass ratio in arbitrary units;

фиг. 2 - индекс поражения легких в условных единицах;FIG. 2 - lung lesion index in arbitrary units;

фиг. 3 - коэффициент массы селезенки в условных единицах;FIG. 3 - spleen mass ratio in arbitrary units;

фиг. 4 - десятичный логарифм числа жизнеспособных бактерий в легких;FIG. 4 is the decimal logarithm of the number of viable bacteria in the lungs;

фиг. 5 - индекс защиты по сравнению с невакцинированными животными, десятичный логарифм. На оси абсцисс обозначены группы - 1 - БЦЖ, 2 - белки Ag85B, Tb10.4, FliC, в/м введение, 3 - белки Ag85B, Tb10.4, FliC, и/н введение;FIG. 5 - protection index in comparison with unvaccinated animals, decimal logarithm. On the abscissa axis are the groups - 1 - BCG, 2 - proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, i / m administration, 3 - proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, and / n introduction;

фиг. 6 - индекс защиты по сравнению с БЦЖ, десятичный логарифм. На оси абсцисс обозначены группы - 2 - белки Ag85B, Tb10.4, FliC, в/м введение, 3 - белки Ag85B, Tb10.4, FliC, и/н введение.FIG. 6 - protection index in comparison with BCG, decimal logarithm. On the abscissa axis are designated the groups - 2 - Ag85B, Tb10.4, FliC proteins, i / m administration, 3 - Ag85B, Tb10.4 proteins, FliC, and / n introduction.

Пример 1. Получение противотуберкулезной вакцины.Example 1. Getting anti-tuberculosis vaccine.

1.1. Получение белков Ag85B, Tb10.4 Mycobacterium tuberculosis и FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium с использованием прокариотической системы.1.1. Production of Ag85B, Tb10.4 Mycobacterium tuberculosis and FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium proteins using a prokaryotic system.

Аминокислотные последовательности белков Ag85B и Tb10.4 Mycobacterium tuberculosis, взятые из специализированной базы данных Tuberculist [11], а также аминокислотная последовательность белка FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium, номер в базе GenBank BAA02846.1, перевели в нуклеотидные последовательности, одновременно проведя кодонную оптимизацию для Escherichia coli (E. coli), а также добавив сайты для клонирования в вектор для экспрессии в данном микроорганизме, рЕТ28а(+). Гены синтезировали химически.The amino acid sequences of Ag85B and Tb10.4 Mycobacterium tuberculosis proteins, taken from the specialized Tuberculist database [11], as well as the amino acid sequence of the Salmonella enterica serovar Typhimurium FliC protein, the number in the GenBank BAA02846.1 database, were translated into nucleotide sequences, simultaneously performing codon optimization for Escherichia coli (E. coli), as well as adding sites for cloning into a vector for expression in this microorganism, pET28a (+). Chemically synthesized genes.

Каждый полученный ген клонировали в плазмиде рЕТ28а для последующей экспрессии. Для этого проводили рестрикцию синтезированного гена, а также плазмиды с последующим лигированием полученных фрагментов ДНК. Реакцию рестрикции проводили в 70 мкл раствора, содержащего 100 мкг ДНК, по 6 ед. ферментов Fast Digest NdeI и Fast Digest XhoI (ThermoScientific, США). Реакцию проводили в соответствующем буфере FastDigest в течение 15 мин при 37°С. Инактивировали прогреванием до 65°С в течение 5 мин. Реакцию лигирования гена и плазмиды рЕТ28а проводили в объеме 70 мкл. Реакционная смесь содержала очищенный рестрицированный ПЦР-продукт - 4,25 мкл (1300 нг), рестрицированный вектор рЕТ28а(+) - 3,5 мкл (425 нг), 10Х ligase buffer (Thermo Fisher Scientific Inc.) - 7 мкл, 50% ПЭГ - 7 мкл, Т4 лигазу (Thermo Fisher Scientific Inc.) - 10 мкл (7 ед. активности), объем смеси доводили до 70 мкл безнуклеазной водой. Реакционную смесь инкубировали при 22°С в течение 4 ч.Each gene obtained was cloned into plasmid pET28a for subsequent expression. For this, restriction of the synthesized gene was performed, as well as plasmids, followed by ligation of the obtained DNA fragments. The restriction reaction was carried out in 70 μl of a solution containing 100 μg of DNA, 6 units. Fast Digest NdeI and Fast Digest XhoI enzymes (ThermoScientific, USA). The reaction was carried out in the corresponding FastDigest buffer for 15 min at 37 ° C. Inactivated by heating to 65 ° C for 5 min. The gene ligation reaction and the plasmid pET28a were performed in a volume of 70 μl. The reaction mixture contained purified restricted PCR product — 4.25 μL (1300 ng), restriction vector pET28a (+) —3.5 μL (425 ng), 10X ligase buffer (Thermo Fisher Scientific Inc.) —7 μL, 50% PEG - 7 μl, T4 ligase (Thermo Fisher Scientific Inc.) - 10 μl (7 units of activity), the volume of the mixture was adjusted to 70 μl with non-nucleated water. The reaction mixture was incubated at 22 ° C for 4 h.

Полученной лигазной смесью трансформировали подготовленные клетки Е. coli штамма BL21 Star (DE3) (Invitrogen, USA) с генотипом F- ompT hsdSB (rB-mB-) gal dcm rne131 (DE3).The resulting ligase mixture transformed the prepared E. coli cells of the strain BL21 Star (DE3) (Invitrogen, USA) with the genotype F- ompT hsdSB (rB-mB-) gal dcm rne131 (DE3).

Для подготовки компетентных клеток к последующей трансформации методом электропорации брали отдельную колонию, выращенную на LB-агаре (Gibko BRL, США), и помещали в 5 мл LB-среды (Gibko BRL, США). Клетки растили в течение ночи при 37°С и постоянном перемешивании (250 об/мин). 2 мл полученной ночной культуры помещали в 200 мл LB-среды. Клетки растили при 37°С при постоянном перемешивании (250 об/мин) до ОП6000,6, после чего осаждали центрифугированием в течение 10 мин на 4000 g при 4°С. Клетки отмывали в деионизованной воде в исходном объеме с последующим центрифугированием. Процедуру отмывки повторяли трижды. После отмывки осадок клеток ресуспендировали в малом объеме деионизованной воды и центрифугировали 30 с при 5000 об/мин на микроцентрифуге. К осадку клеток добавляли 3 об. (от объема клеточного осадка) 15% раствора глицерина, осадок ресуспендировали. Готовые к трансформации клетки хранили при -70°С.To prepare competent cells for subsequent transformation by electroporation, a separate colony grown on LB agar (Gibko BRL, USA) was taken and placed in 5 ml of LB medium (Gibko BRL, USA). Cells were grown overnight at 37 ° C with constant stirring (250 rpm). 2 ml of the obtained night culture were placed in 200 ml of LB medium. Cells were grown at 37 ° C with constant stirring (250 rpm) to an OD 600 of 0.6, and then precipitated by centrifugation for 10 minutes at 4000 g at 4 ° C. Cells were washed in deionized water in the original volume, followed by centrifugation. The washing procedure was repeated three times. After washing, the cell pellet was resuspended in a small volume of deionized water and centrifuged for 30 s at 5000 rpm in a microcentrifuge. To the cell pellet was added 3 vol. (from the volume of the cell sediment) 15% glycerin solution, the precipitate was resuspended. Cells ready for transformation were stored at -70 ° C.

- 3 031495- 3 031495

Трансформацию компетентных клеток осуществляли методом электропорации. 1 мкл десятикратно разведенной лигазной смеси добавляли к 100 мкл компетентных клеток, перемешивали и проводили порацию на электропораторе Eporator (Eppendorf, Германия). Трансформацию проводили в стерильных кюветах для электропорации (Eppendorf, Германия) объемом 100 мкл, щель 1 мм, при электрическом импульсе напряженностью 1,7 кВ длительностью 5 мс.Transformation of competent cells was carried out by electroporation. 1 μl of a 10-fold diluted ligase mixture was added to 100 μl of competent cells, mixed, and portions were performed on an Eporator electroporator (Eppendorf, Germany). The transformation was carried out in sterile electroporation cuvettes (Eppendorf, Germany) with a volume of 100 μl, a slit of 1 mm, with an electric pulse of 1.7 kV with a duration of 5 ms.

После трансформации клетки помещали в 1 мл SOC-среды (2% бактотриптон; 0,5% дрожжевой экстракт; 10мМ NaCl; 2,5мМ KCl; 10мМ MgCl2, 10мМ MgSO4; 20мМ глюкоза) и инкубировали в течение 40 мин при 37°С.After transformation, the cells were placed in 1 ml of SOC medium (2% bacterotrypton; 0.5% yeast extract; 10 mM NaCl; 2.5 mM KCl; 10 mM MgCl 2 , 10 mM MgSO 4 ; 20 mM glucose) and incubated for 40 min at 37 ° WITH.

Проводили скрининг выросших клонов на наличие вставки таргетного гена. Для каждого гена был выбран один клон клеток E. coli.The grown clones were screened for the presence of targeted gene insertion. For each gene, one clone of E. coli cells was selected.

Индукцию экспрессии гена в каждом из полученных штаммов осуществляли с использованием ИПТГ, предварительно определив, что оптимальный протокол индукции совпадает для всех используемых генов. Для этого единичную колонию штамма-продуцента инокулировали в стандартную жидкую среду LB (1% триптон, 1% дрожжевой экстракт и 1% натрий хлористый), содержащую канамицин в концентрации 25 мкг/мл, и инкубировали при 37°С в термостатированном шейкере роторного типа в течение ночи при 250 об/мин. Разводили культуру свежей LB средой до ОП600 0,1 ОЕ и инкубировали в термостатированном шейкере роторного типа при 250 об/мин 37°С до достижения культурой клеток ОП600 0,6-0,8 ОЕ. После этого осуществляли индукцию экспрессии целевого гена: добавляли ИПТГ (Invitrogen, США) к культуре до конечной концентрации 0,5 мМ и инкубировали при 16°С в термостатированном шейкере роторного типа при 200 об/мин в течение ночи, после чего клетки концентрировали с помощью центрифугирования.Induction of gene expression in each of the obtained strains was carried out using IPTG, having previously determined that the optimal induction protocol is the same for all genes used. For this, a single colony of the producer strain was inoculated into standard liquid LB medium (1% tryptone, 1% yeast extract and 1% sodium chloride) containing kanamycin at a concentration of 25 μg / ml, and incubated at 37 ° С in a thermostatic rotary type shaker overnight at 250 rpm The culture was diluted with fresh LB medium to OD 600 0.1 OE and incubated in a thermostatic rotary type shaker at 250 rpm at 37 ° C until the cell culture OD 600 was 0.6-0.8 OE. After this, the expression of the target gene was induced: the IPTG (Invitrogen, USA) was added to the culture to a final concentration of 0.5 mM and incubated at 16 ° C in a thermostatic rotary type shaker at 200 rpm overnight, after which the cells were concentrated centrifugation.

Осуществляли очистку полученных белков с использованием метода иммобилизованной металлоаффинной хроматографии с использованием сорбента Ni-НТУ сефарозы.The obtained proteins were purified using the method of immobilized metal affinity chromatography using the Ni-NTU Sepharose sorbent.

Осажденные клетки продуцентов лизировали с помощью 3 циклов соникации по 30 с с перерывом в 2 мин на льду. Затем проводили разрушение телец включения путем инкубации с лизирующим буфером, содержащим 500 мМ натрий-фосфатный буфер, рН 8,0, 6 М гуанидин гидрохлорид, 500 мМ хлористый натрий, в течение 1 ч. К клеткам, собранным центрифугированием из 50 мл культуры, добавляли по 8 мл лизирующего буфера.The precipitated cells of the producers were lysed using 3 cycles of sonication for 30 seconds with a break of 2 minutes on ice. Then there was the destruction of Taurus inclusion by incubation with lysis buffer containing 500 mm sodium phosphate buffer, pH 8.0, 6 M guanidine hydrochloride, 500 mm sodium chloride, for 1 h. To cells collected by centrifugation from 50 ml of culture, was added 8 ml lyse buffer.

Колонку, содержащую Ni-НТУ сефарозу, предварительно уравновешивали буфером для нанесения (500 мМ натрий-фосфатный буфер, рН 8,0, 8 М мочевина, 500 мМ хлористый натрий, 10 мМ имидазол). Разрушенные тельца включения наносили на колонку. Далее промывали колонку двумя объемами буфера для нанесения (500 мМ натрий-фосфатный буфер, рН 8,0, 8 М мочевина, 500 мМ хлористый натрий, 10 мМ имидазол). После этого промывали колонку тремя объемами буфера для промывки (500 мМ натрий-фосфатный буфер, рН 8,0, 8 М мочевина, 500 мМ хлористый натрий, 30 мМ имидазол). Элюировали белок с помощью 5 мл буфера для элюции (500 мМ натрий-фосфатный буфер, рН 8,0, 8 М мочевина, 500 мМ хлористый натрий, 200 мМ имидазол). Собирали фракции по 1 мл, анализировали электрофоретически в 10, 12% ПААГ-ДДс-Na, фракции с целевым белком объединяли, концентрацию белка в них определяли по методу Бредфорд.The column containing Ni-NTU Sepharose was pre-equilibrated with a deposition buffer (500 mM sodium phosphate buffer, pH 8.0, 8 M urea, 500 mM sodium chloride, 10 mM imidazole). Destroyed inclusion bodies were applied to the column. Then the column was washed with two volumes of deposition buffer (500 mM sodium phosphate buffer, pH 8.0, 8 M urea, 500 mM sodium chloride, 10 mM imidazole). After that, the column was washed with three volumes of wash buffer (500 mM sodium phosphate buffer, pH 8.0, 8 M urea, 500 mM sodium chloride, 30 mM imidazole). Eluted protein with 5 ml elution buffer (500 mM sodium phosphate buffer, pH 8.0, 8 M urea, 500 mM sodium chloride, 200 mM imidazole). Fractions of 1 ml were collected, analyzed by electrophoresis in 10, 12% PAAG-DDS-Na, the fractions with the target protein were combined, the protein concentration in them was determined by the Bradford method.

1.2. Получение белков Ag85B, Tb10.4 Mycobacterium tuberculosis и FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium с использованием эукариотической системы.1.2. Production of Ag85B, Tb10.4 Mycobacterium tuberculosis and FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium proteins using a eukaryotic system.

Аминокислотные последовательности белков Ag85B и Tb10.4 Mycobacterium tuberculosis, взятые из специализированной базы данных Tuberculist [11], а также аминокислотная последовательность белка FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium, номер в базе GenBank BAA02846.1, перевели в нуклеотидные последовательности, одновременно проведя кодонную оптимизацию для Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), а также добавив сайты для клонирования в вектор для экспрессии в данном микроорганизме, pYES2/NT (Invitrogen, USA). Гены синтезировали химически.The amino acid sequences of Ag85B and Tb10.4 Mycobacterium tuberculosis proteins, taken from the specialized Tuberculist database [11], as well as the amino acid sequence of the Salmonella enterica serovar Typhimurium FliC protein, the number in the GenBank BAA02846.1 database, were translated into nucleotide sequences, simultaneously performing codon optimization for Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), as well as adding cloning sites into the vector for expression in this microorganism, pYES2 / NT (Invitrogen, USA). Chemically synthesized genes.

Каждый полученный ген клонировали в векторе pYES2/NT по методике, аналогичной таковой при использовании прокариотической системы. Далее проводили трансформацию клеток S. cerevisiae. Дрожжи культивировали в среде YPD до достижения середины логарифмической фазы роста, промывали 10 мМ буфером ТЕ. Клетки, содержащиеся в 100 мл среды, ресуспендировали в 5 мл 10 мМ Трис HCl буфера (рН 7,5), содержащего 40,5% ПЭГ-4000, 0,1 М ацетата лития. К 0,5 мл суспензии клеток добавляли 1 мкг плазмидной ДНК, перемешивали и инкубировали в течение ночи при комнатной температуре, Далее 50 мкл суспензии клеток высевали на селективную среду для отбора трансформантов. Осуществляли скрининг клонов.Each gene obtained was cloned into the pYES2 / NT vector according to a procedure similar to that used with the prokaryotic system. Further, transformation of S. cerevisiae cells was performed. The yeast was cultivated in YPD medium until the middle of the logarithmic growth phase was reached, washed with 10 mM TE buffer. Cells contained in 100 ml of medium were resuspended in 5 ml of 10 mM Tris HCl buffer (pH 7.5) containing 40.5% PEG-4000, 0.1 M lithium acetate. 1 μg of plasmid DNA was added to 0.5 ml of the cell suspension, mixed, and incubated overnight at room temperature. Next, 50 μl of the cell suspension were sown on selective medium to select transformants. Clones were screened.

Полученные штаммы-продуценты выращивали в среде YPD на ротационной качалке со скоростью 250 об/мин при температуре 28°С в течение 21-24 ч. В 5-литровый ферментер Biostat, содержащий 2000 мл среды YPD, вводили 80 мл посевного материала. Ферментацию проводили при температуре 28°С, аэрации 1 л/мин и скорости перемешивания 1000 об/мин. Через 24 ч после засева ферментера подпитывали среду культивирования 50%-ным раствором глюкозы со скоростью 2 мл/ч и устанавливали рНстатирование культуры на уровне рН 6.8±0.1, используя для регулировки растворы 10% серной кислоты и 10% NaOH. Среднее общее время ферментирования составило 70 ч.The obtained producer strains were grown in YPD medium on a rotary shaker at a speed of 250 rpm at a temperature of 28 ° C for 21-24 h. 80 ml of seed were injected into a 5-liter Biostat fermenter containing 2000 ml of YPD medium. Fermentation was carried out at a temperature of 28 ° C, aeration of 1 l / min and a stirring speed of 1000 rpm. 24 hours after seeding, the fermenter fed the culture medium with 50% glucose solution at a rate of 2 ml / h and set the culture pH to pH 6.8 ± 0.1, using 10% sulfuric acid and 10% NaOH solutions for adjustment. The average total fermentation time was 70 hours.

Проводили выделение и очистку каждого белка из водонерастворимой фракции клеток штаммаSpent the isolation and purification of each protein from the water-insoluble fraction of cells of the strain

- 4 031495 продуцента. При наращивании биомассы дрожжей S. cerevisiae в 5-литровом ферментере на среде YPD без подпитки в присутствии 2% глюкозы в стартовой среде с одной ферментации получали, в среднем, 800-900 г влажной клеточной биомассы. 1,5 кг промытой влажной биомассы ресуспендировали в буфере для разрушения, клетки разрушали с помощью стеклянных шариков в проточной мельнице в течение 1,5 ч, центрифугировали полученную суспензию и собирали осадок. Экстракцию целевого белка из осадка осуществляли с помощью раствора 10% лития хлористого в 90%-ной муравьиной кислоты в течение 1518 ч с последующим центрифугированием. Осадок отбрасывали, а супернатант подвергали ультрафильтрации с последующей диафильтрацией через мембрану M15 для перевода в 10 мМ ацетат натрия, рН 4,0 и удаления белков клеток штамма-продуцента.- 4 031495 producers. When increasing the biomass of S. cerevisiae in a 5-liter fermenter on YPD medium without feed in the presence of 2% glucose in the starting medium with a single fermentation, an average of 800-900 g of wet cell biomass was obtained. 1.5 kg of the washed wet biomass was resuspended in the buffer for destruction, the cells were destroyed with the help of glass beads in a flow-mill for 1.5 h, the resulting suspension was centrifuged and the precipitate was collected. Extraction of the target protein from the precipitate was carried out using a solution of 10% lithium chloride in 90% formic acid for 1518 h, followed by centrifugation. The precipitate was discarded, and the supernatant was subjected to ultrafiltration, followed by diafiltration through an M15 membrane to convert to 10 mM sodium acetate, pH 4.0 and remove the proteins of the producer strain cells.

Проводили дегликозилирование белков с помощью эндо-З-Ы-ацетилглюкозаминидазы Н в 50 мМ натрий-цитратном буфере (рН 5,5) при 37° в течение 13 ч в присутствии 0,01% ДСН.The proteins were deglycosylated using endo-3-N-acetylglucosaminidase H in 50 mM sodium citrate buffer (pH 5.5) at 37 ° for 13 h in the presence of 0.01% LTO.

Окончательную очистку белков проводили с помощью ионнообменной хроматографии на катионообменной колонке HiPrep 16/10 SP FF (GE Healthcare) в системе ФПЛС. После прохождения фильтрата через колонку и последующей промывки колонки 10 мМ Na-фосфатным буфером, рН 7,0 и затем 10 мМ натрий-ацетатным буфером, рН 4,0, белок элюировали с колонки 10%-ным раствором NaCl в том же буфере и идентифицировали электрофоретически в 10, 12% ПААГ-ДДс-Na, фракции с целевым белком объединяли, концентрацию белка в них определяли по методу Бредфорд.Final protein purification was performed using ion exchange chromatography on a HiPrep 16/10 SP FF cation-exchange column (GE Healthcare) in the FPLS system. After passing the filtrate through the column and then washing the column with 10 mM Na-phosphate buffer, pH 7.0 and then 10 mM sodium acetate buffer, pH 4.0, the protein was eluted from the column with 10% NaCl solution in the same buffer and identified electrophoretic in 10, 12% PAAG-DDS-Na, the fractions with the target protein were combined, the protein concentration in them was determined by the Bradford method.

Для получения иммуногенных белков - агентов вакцины по настоящему изобретению могут быть использованы и иные прокариотические и эукариотические системы с дальнейшей специфичной очисткой и обработкой.To obtain immunogenic protein agents of the vaccine of the present invention, other prokaryotic and eukaryotic systems can be used with further specific purification and processing.

Использование живых систем для получения белков - компонентов вакцины позволяет получить белки природной структуры, гомогенную смесь в больших количествах в краткие сроки, при этом ни их производство, ни использование не несет рисков, связанных с безопасностью. Производство является не сложным и экономически выгодным, что положительно отражается на стоимости вакцины.The use of living systems to obtain proteins - components of the vaccine allows you to get proteins of natural structure, a homogeneous mixture in large quantities in a short time, while neither their production nor the use does not bear the risks associated with safety. Production is not difficult and cost-effective, which has a positive effect on the cost of the vaccine.

Полученные высокоочищенные белки смешивали в равном соотношении и использовали для иммунизации лабораторных животных.The resulting highly purified proteins were mixed in equal proportions and used to immunize laboratory animals.

Пример 2. Демонстрация профилактического эффекта вакцины.Example 2. Demonstration of the preventive effect of the vaccine.

Эксперимент выполнен на белых мышах неинбредных линий (питомник лабораторных животных Рапполово). Животные весом 19-22 г содержались в стандартных условиях при температуре окружающей среды 27±2°С с постоянной влажностью воздуха 55%, при 12-часовом световом дне, получали сухой стандартизованный корм и воду без ограничения.The experiment was performed on white mice of non-inbred lines (the nursery of laboratory animals Rappolovo). Animals weighing 19-22 g were kept under standard conditions at an ambient temperature of 27 ± 2 ° C with a constant humidity of 55%, with a 12-hour daylight, dry standardized food and water were obtained without restriction.

Группы животных (число мышей в группе): интактные (5) - К-, контроль заражения (15) - К+, вакцинация БЦЖ (25) - 1, вакцинация Ag85B+Tb10.4+FliC в/м (20) - 2, вакцинация Ag85B+Tb10.4+FliC и/н (15) - 3.Groups of animals (number of mice per group): intact (5) - K-, infection control (15) - K +, BCG vaccination (25) - 1, Ag85B + Tb10.4 + FliC vaccination in / m (20) - 2 , vaccination Ag85B + Tb10.4 + FliC and / n (15) - 3.

Осуществляли однократную иммунизацию БЦЖ и двукратную иммунизацию вакциной на основе рекомбинантных белков Ag85B, Tb10.4, FliC, с интервалом в 2 недели. Использовали дозу 50 мкг белка на мышь (в равных долях Ag85B, Tb10.4 и FliC), вводили в объеме 100 мкл внутримышечно или 10 мкл интраназально, по 5 мкл в каждую ноздрю. Для доведения требуемого объема использовали физиологический раствор.BCG was immunized once and vaccine based on recombinant proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, twice immunized at intervals of 2 weeks. A dose of 50 μg of protein per mouse was used (in equal parts of Ag85B, Tb10.4 and FliC), injected in a volume of 100 μl intramuscularly or 10 μl intranasally, 5 μl in each nostril. To bring the required volume used saline.

Заражение осуществляли через 10 дней после последней вакцинации. Для моделирования туберкулеза использован стандартный тест-штамм М. tuberculosis Erdman. Микобактериальная суспензия для заражения мышей приготовлена ex tempore из трехнедельного штамма, культивируемого на среде Левенштейна-Йенсена. Заражающая доза - 106 колониеобразующих единиц (КОЕ)/мышь в 0,2 мл физраствора, путь введения в латеральную хвостовую вену.Infection was carried out 10 days after the last vaccination. To simulate tuberculosis, the standard M. tuberculosis Erdman test strain was used. Mycobacterial suspension for infection of mice prepared ex tempore from a three-week strain, cultivated on the environment Levenshteyn-Jensen. Infecting dose - 10 6 colony forming units (CFU) / mouse in 0.2 ml of saline, the route of administration in the lateral tail vein.

Мыши выведены из опыта через шесть недель после заражения путем декапитации в соответствии с методическими рекомендациями МЗ СССР (1985).Mice removed from experience six weeks after infection by decapitation in accordance with the guidelines of the Ministry of health of the USSR (1985).

Определяли показатели тяжести течения туберкулезной инфекции.Indicators of severity of tuberculosis infection were determined.

1. Коэффициенты массы легких (КМЛ) и селезенки (КМС) рассчитывали по формуле в условных единицах: масса органа (г) х 100 масса тела (г).1. The coefficients of lung mass (CML) and spleen (CMS) were calculated by the formula in arbitrary units: organ weight (g) × 100 body weight (g).

2. Индекс поражения легких (ИПЛ) устанавливали по совокупности экссудативных и продуктивных изменений в условных единицах - баллах [12].2. The lung lesion index (IPL) was determined by a combination of exudative and productive changes in arbitrary units — points [12].

Экссудативные изменения:Exudative changes:

легкие воздушны - 0, единичные безвоздушные очаги - 0,25, легкие безвоздушны на 1/2 - 0,5, легкие безвоздушны на 2/3 - 0,75, легкие безвоздушны на всем протяжении - 1,0.lungs are airy - 0, single airless foci - 0.25, light airless by 1/2 - 0.5, light airless by 2/3 - 0.75, light airless throughout - 1.0.

- 5 031495- 5 031495

Продуктивные очаги:Productive foci:

единичные субмилиарные очаги - 0,5, многочисленные (не более 20) - 1,0, многочисленные субмилиарные (более 20) - 1,5, единичные милиарные - 1,75, многочисленные сливающиеся субмилиарные и единичные милиарные - 2,0, многочисленные милиарные (не более 10) - 2,25, многочисленные милиарные, сливающиеся - 2,75, появление мелких казеозных некротических фокусов - 3,0, обширный казеоз - 4,0, сплошное поражение легких - 5,0.single submiliary foci - 0.5, numerous (not more than 20) - 1.0, numerous submillary (more than 20) - 1.5, single miliary - 1.75, numerous confluent submiliary and single miliary - 2.0, numerous miliary (no more than 10) - 2.25, numerous miliary, merging - 2.75, the appearance of small caseous necrotic foci - 3.0, extensive caseous - 4.0, a continuous lesion of the lungs - 5.0.

3. Бактериологические показатели.3. Bacteriological indicators.

Проводили дозированный посев гомогената ткани легких на плотную яичную среду ЛевенштейнаИенсена методом серийных разведений (3 и 4 разведение). Определяли массивность роста микобактерий и рассчитывали индекс защиты органа. Массивность роста микобактерий выражали в десятичном log (lg) от числа КОЕ на массу легких. Расчет индекса защиты органа осуществляли по разнице между lg КОЕ иммунизированных мышей и lg КОЕ мышей группы контроля заражения. При оценке результатов положительным эффектом по задержке роста микобактерий считается индекс защиты >0,5 lg.A dosed seeding of a lung tissue homogenate on Levenshtein-Jensen dense egg medium was carried out by serial dilution (3 and 4 dilution). The massive growth of mycobacteria was determined and the organ protection index was calculated. The massive growth of mycobacteria was expressed in decimal log (lg) of the number of CFUs per lung mass. The index of protection of the organ was calculated according to the difference between lg CFU of immunized mice and lg CFU of the infection control group. When evaluating the results, a protection index of> 0.5 lg is considered a positive effect on the delay in the growth of mycobacteria.

Результаты приведены на фиг. 1-6. Проведенные исследования продемонстрировали эффективность вакцинации белками Ag85B, Tb10.4, FliC большую, чем БЦЖ, причем как при внутримышечном введении, так и при интраназальном введении. Также выявлено, что различия между группами достоверные.The results are shown in FIG. 1-6. Studies have shown the effectiveness of vaccination with Ag85B, Tb10.4, FliC proteins is greater than BCG, both with intramuscular and intranasal administration. It was also found that the differences between the groups are significant.

Так, по коэффициенту массы легких (КМЛ) (фиг. 1) лидирующую позицию заняла вакцина на основе белков Ag85B, Tb10.4, FliC, введенная внутримышечно, группа 2, данный показатель оказался минимальным среди сравниваемых групп, на втором месте оказалась БЦЖ, группа 1, на третьем - вакцина на основе белков Ag85B, Tb10.4, FliC, введенная интраназально, группа 3. Однако именно вакцина на основе белков Ag85B, Tb10.4, FliC, введенная интраназально, группа 3, показала наилучший результат при измерении индекса поражения легких (ИПЛ) (фиг. 2) и коэффициента массы селезенки (КМС) (фиг. 3). В случае показателя ИПЛ второй по эффективности оказалась группа 2, представленная также смесью белков Ag85B, Tb10.4, FliC, но введенной внутримышечно, последнее место заняла БЦЖ. В случае показателя КМС второй по эффективности оказалась группа 1, БЦЖ, далее - смесь белков Ag85B, Tb10.4, FliC, введенная внутримышечно. По показателю десятичного логарифма числа жизнеспособных бактерий в легких смесь белков Ag85B, Tb10.4, FliC при обоих способах введения оказалась эффективнее БЦЖ (фиг. 4), наилучший показатель достигнут при интраназальном введении. Показано, что положительным эффектом по задержке роста микобактерий, показатель индекс защиты по сравнению с невакцинированными животными, фиг. 5, обладает лишь смесь белков Ag85B, Tb10.4, FliC, причем при интраназальном введении (1,08) группа 3, - практически в два раза большим, по сравнению с таковым при внутримышечном введении (0,58) группа 2, и практически в три раза большим, чем БЦЖ, группа 1. Данный индекс защиты БЦЖ оказался значительно ниже >0,5 lg, - 0,37 lg, - что говорит об отсутствии положительного эффекта по задержке роста микобактерий данной вакциной. Индекс защиты по сравнению с БЦЖ (фиг. 6) смеси белков Ag85B, Tb10.4, FliC, введенной внутримышечно, группа 2, составил 0,21, а таковой при интраназальном введении, группа 3, -0,71.Thus, in terms of lung mass ratio (CML) (Fig. 1), the vaccine on the basis of proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, administered intramuscularly, group 2, took the leading position; this indicator was the lowest among the compared groups, BCG took the second place, group 1, in the third, a vaccine based on Ag85B, Tb10.4, FliC proteins, administered intranasally, group 3. However, it was the vaccine based on Ag85B, Tb10.4 proteins, FliC, administered intranasally, group 3, showed the best result when measuring the lesion index lung (IPL) (Fig. 2) and the ratio of the mass of the spleen (CMR) (Fig. 3). In the case of IPL, the second group by efficiency was group 2, also represented by a mixture of proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, but administered intramuscularly, last place was taken by BCG. In the case of the KMS indicator, the second in efficiency was group 1, BCG, then a mixture of proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, administered intramuscularly. In terms of the decimal logarithm of the number of viable bacteria in the lungs, the mixture of Ag85B, Tb10.4, FliC proteins with both methods of administration proved to be more effective than BCG (Fig. 4), the best indicator achieved with intranasal administration. It is shown that a positive effect on the delay in the growth of mycobacteria, the index of protection compared with unvaccinated animals, FIG. 5, has only a mixture of proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, and with intranasal administration (1.08) group 3, - almost twice as large as compared with that with intramuscular administration (0.58) group 2, and practically three times larger than BCG, group 1. This BCG protection index turned out to be significantly lower> 0.5 lg, - 0.37 lg, which indicates the absence of a positive effect on the growth retardation of mycobacteria by this vaccine. The protection index compared with BCG (Fig. 6) of the mixture of proteins Ag85B, Tb10.4, FliC, administered intramuscularly, group 2, was 0.21, and that with intranasal administration, group 3, -0.71.

Таким образом, продемонстрирована высокая эффективность противотуберкулезной вакцины на основе рекомбинантных белков - антигенов Ag85B и ТВ10.4 M. tuberculosis, а также рекомбинантного адъюванта - флагеллина FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium, которая оказалась больше, чем таковая БЦЖ, в профилактической модели, на лабораторных животных, и при внутримышечном, и при интраназальном введении, причем наиболее высокие показатели наблюдали в последнем случае. Возможны и иные парентеральные либо иные мукозальные способы введения данной вакцины. Различия между группами животных достоверны.Thus, the high efficacy of the anti-tuberculosis vaccine based on recombinant proteins - the antigens Ag85B and TB10.4 M. tuberculosis, as well as the recombinant adjuvant - flagellin FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium, which turned out to be larger than that of BCG, was demonstrated in the preventive model on laboratory animals , and with intramuscular and intranasal administration, with the highest rates observed in the latter case. Other parenteral or other mucosal routes of administration of this vaccine are also possible. The differences between groups of animals are significant.

Также продемонстрирована безопасность предлагаемой вакцины: животные соответствующих групп (групп 2 и 3) выжили и были выведены из эксперимента принудительно, в процессе испытаний побочные эффекты не наблюдали.The safety of the proposed vaccine was also demonstrated: animals of the respective groups (groups 2 and 3) survived and were forcibly removed from the experiment, and no side effects were observed during the test.

Список использованной литературы.List of used literature.

1. http://www.who.int/immunization/research/forums_and_initiatives/07_Evans_GVIRF_TB_Vacc ine_Progress.pdf.1. http://www.who.int/immunization/research/forums_and_initiatives/07_Evans_GVIRF_TB_Vacc ine_Progress.pdf.

2. WO 96/15241, дата приоритета 14.11.94 US.2. WO 96/15241, priority date 11/14/94 US.

3. ЕА 012037 В1, дата приоритета 16.11.2004.3. ЕА 012037 В1, the priority date is 16.11.2004.

4. WO 2008150969 A9, дата приоритета 31.05.2007.4. WO 2008150969 A9, priority date 31.05.2007.

5. WO 2006053871 A2, дата приоритета 16.11.2004.5. WO 2006053871 A2, the priority date is November 16, 2004.

6. R.R. Redfield et al., New Engl. J. Med. 316, 673 (1987); L. Mascola et al., Arch. Intern. Med. 149, 1569 (1989).6. R.R. Redfield et al., New Engl. J. Med. 316, 673 (1987); L. Mascola et al., Arch. Intern. Med. 149, 1569 (1989).

7. WO 2008/000261 A2, дата приоритета 28.06.2006.7. WO 2008/000261 A2, priority date 06/28/2006.

- 6 031495- 6 031495

8. Mc Dermott P.F. High-affinity interaction between Gram-negative flagellin and a cell surface polypeptide results in human monocyte activation. Infect. Immun. - 2000. - V. 68. - p. 5525-5529.8. Mc Dermott P.F. High-affinity interaction between flagellin and the cell surface polypeptide results in human monocyte activation. Infect. Immun. - 2000. - V. 68. - p. 5525-5529.

9. Means ТХ et al. The Toll-like receptor 5 stimulus bacterial flagellin induces maturation and chemokine production in human dendritic cells. J. Immunol. - 2003. - V. 170. - p. 5165-5175.9. Means TX et al. The Toll-like receptor 5 stimulus bacterial flagellin induces maturation and chemokine production in human dendritic cells. J. Immunol. - 2003. - V. 170. - p. 5165-5175.

10. Baker S., Hardy J., Sanderson K.E. et al. A novel linear plasmid mediates flagellar variation in Salmonella Typhi. PLoS Pathog, 2007, 3(5): e59. doi:10.1371/journal.ppat.0030059.10. Baker S., Hardy J., Sanderson K.E. et al. A novel linear plasmid of Salmonella Typhi. PLoS Pathog, 2007, 3 (5): e59. doi: 10.1371 / journal.ppat.0030059.

11. Lew J.M., Kapopoulou A., Jones L.M., Cole S.T. TubercuList - 10 years after. Tuberculosis (Edinb). Jan 91(1):1-7 (2011).11. Lew J.M., Kapopoulou A., Jones L.M., Cole S.T. TubercuList - 10 years after. Tuberculosis (edinb). Jan 91 (1): 1-7 (2011).

12. Александрова А.Е., Ариэль Б.М. Оценка тяжести туберкулезного процесса в легких мышей// Пробл. туб., 1993. - № 3. - с. 52-53.12. Aleksandrova A.E., Ariel B.M. Assessment of the severity of the tuberculous process in the lungs of mice // Probl. tub., 1993. - № 3. - p. 52-53.

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Противотуберкулезная вакцина, содержащая рекомбинантные белки Ag85B и TB10.4 M. tuberculosis, рекомбинантный адъювант флагеллин FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium, а также фармацевтически приемлемый эксципиент.1. A tuberculosis vaccine containing recombinant proteins Ag85B and TB10.4 M. tuberculosis, recombinant adjuvant flagellin FliC Salmonella enterica serovar Typhimurium, as well as a pharmaceutically acceptable excipient. 2. Вакцина по п.1, характеризующаяся тем, что является мукозальной либо парентеральной.2. The vaccine according to claim 1, characterized in that it is mucosal or parenteral. ИПЛ, у.е.IPL, cu к- оto- o
EA201600316A 2015-03-19 2016-05-05 ANTITUBERCULOSIS VACCINE BASED ON RECOMBINANT Ag85B, TB10.4, FliC PROTEINS EA031495B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109715/15A RU2015109715A (en) 2015-03-19 2015-03-19 ANTITUBERCULOSIS VACCINE BASED ON RECOMBINANT PROTEINS Ag85B, TB10.4, FliC

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA201600316A2 EA201600316A2 (en) 2016-10-31
EA201600316A3 EA201600316A3 (en) 2016-11-30
EA031495B1 true EA031495B1 (en) 2019-01-31

Family

ID=53880100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201600316A EA031495B1 (en) 2015-03-19 2016-05-05 ANTITUBERCULOSIS VACCINE BASED ON RECOMBINANT Ag85B, TB10.4, FliC PROTEINS

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA031495B1 (en)
RU (1) RU2015109715A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009156405A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Novel immunoadjuvant flagellin-based compounds and use thereof
WO2010006607A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Satens Serum Institut Vaccines comprising tb10.4
RU2524133C2 (en) * 2012-11-15 2014-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов" Федерального медико-биологического агентства Escherichia coli BACTERIA STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT FLAGELLIN

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009156405A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) Novel immunoadjuvant flagellin-based compounds and use thereof
WO2010006607A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Satens Serum Institut Vaccines comprising tb10.4
RU2524133C2 (en) * 2012-11-15 2014-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов" Федерального медико-биологического агентства Escherichia coli BACTERIA STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT FLAGELLIN

Also Published As

Publication number Publication date
EA201600316A3 (en) 2016-11-30
RU2015109715A (en) 2015-08-20
EA201600316A2 (en) 2016-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4940479B2 (en) Mycobacterium tuberculosis fusion protein and its application
JP2010500399A (en) Immunogen from Urinary Pathogenic Escherichia coli
PT1651166E (en) Polypeptides for inducing a protective immune response against staphylococcus aureus
KR101842081B1 (en) Composition for Preventing Mycoplasma spp. Infection
CN110506108A (en) It is overexpressed the recombinant BCG of phoP-phoR
KR20220032054A (en) Fusion protein for tuberculosis vaccine
EA027981B1 (en) Chimeric protein vaccine against pneumonia caused by streptococcus pneumoniae
JPH11506320A (en) Abundant extracellular products and methods for producing and using them
US7935354B2 (en) Generation of new BCG vaccine strains protecting against the establishment of latent Mycobacterium tuberculosis infection and reactivation from the latent or persistent state
JP2015509713A (en) Pili protein and composition
Tebianian et al. Cloning, expression, and immunogenicity of novel fusion protein of Mycobacterium tuberculosis based on ESAT-6 and truncated C-terminal fragment of HSP70
US20180305416A1 (en) Recombinant Mycobacterium Encoding A Heparin-Binding Hemagglutinin (HBHA) Fusion Protein And Uses Thereof
JP2020502075A (en) Pneumococcal vaccine combining selected alpha-helical and proline-rich domains of pneumococcal surface protein A
WO2019059817A1 (en) Vaccine based on fusion protein and plasmid dna
JP2001512435A (en) Abundant extracellular products and methods for their production and use
RU2615440C2 (en) Fusion protein, dna, genetic construct, recombinant cell, fusion protein-based vaccine for tuberculosis prevention and treatment (versions)
EA031495B1 (en) ANTITUBERCULOSIS VACCINE BASED ON RECOMBINANT Ag85B, TB10.4, FliC PROTEINS
Romano et al. A Structural View at Vaccine Development against M. tuberculosis. Cells 2023, 12, 317
US20220296696A1 (en) Immunogenic Antigens
US20150273038A1 (en) Compositions and methods for enterohemorrhagic escherichia coli (ehec)vaccination
AU2002339236B2 (en) Groel chimeric protein and vaccine
WO2017137085A1 (en) Meningitidis vaccines comprising subtilinases
RU2627602C2 (en) METHOD TO OBTAIN CHEMERIC RECOMBINANT PROTEIN fliC:pagN
US20210220462A1 (en) Immunogenic proteins and compositions
US20130330295A1 (en) Antigenic gly1 polypeptide

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ