RU2238975C1 - Strain of bacterium escherichia coli km 147 - producer of choleraic toxin b-subunit - Google Patents
Strain of bacterium escherichia coli km 147 - producer of choleraic toxin b-subunit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2238975C1 RU2238975C1 RU2003105594/13A RU2003105594A RU2238975C1 RU 2238975 C1 RU2238975 C1 RU 2238975C1 RU 2003105594/13 A RU2003105594/13 A RU 2003105594/13A RU 2003105594 A RU2003105594 A RU 2003105594A RU 2238975 C1 RU2238975 C1 RU 2238975C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strain
- subunit
- coli
- producer
- cholerae
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к конструированию штамма кишечной палочки - продуцента холерного токсина, и может быть использовано для выделения очищенной иммуногенной В-субъединицы холерного токсина, входящей в состав диагностической тест-системы, позволяющей выявлять токсигенные клоны Vibrio cholerae и Escherichia coli. Кроме того, созданный штамм может служить в качестве основы для конструирования живых вакцинных штаммов против диарейных заболеваний, вызываемых патогенными штаммами V.cholerae и E. coli.The invention relates to biotechnology, in particular to the construction of a strain of Escherichia coli - a producer of cholera toxin, and can be used to isolate the purified immunogenic B-subunit of cholera toxin, which is part of the diagnostic test system that allows the detection of toxigenic clones of Vibrio cholerae and Escherichia coli. In addition, the created strain can serve as the basis for the construction of live vaccine strains against diarrheal diseases caused by pathogenic strains of V. cholerae and E. coli.
Известен штамм E.coli K.S3043 - продуцент В-субъединицы холерного токсина. Однако уровень продукции этого белка составляет 0,85 мкг/мл (Н.В.Янишевский, А.Л.Гинцбург, Ю.В.Вертиев, Ю.М.Демме, Г.И.Каратаев, Г.Б.Смирнов. Конструирование рекомбинантных плазмид, кодирующих биосинтез В-субъединицы холерного токсина. //Молекул. генетика. - 1987. - №4). Кроме того, В-субъединица холерного токсина у этого штамма находится в периплазме и не секретируется в среду выращивания. Для ее выделения необходимо разрушение клеток с помощью воздействия как физических, так и химических факторов.Known strain E.coli K.S3043 - producer of the b-subunit of cholera toxin. However, the level of production of this protein is 0.85 μg / ml (N.V. Yanishevsky, A.L. Gintsburg, Yu.V. Vertiev, Yu.M. Demme, G.I. Karataev, G. B. Smirnov. recombinant plasmids encoding the biosynthesis of the B-subunit of cholera toxin // Molecule genetics. - 1987. - No. 4). In addition, the b-subunit of cholera toxin in this strain is located in the periplasm and is not secreted into the growth medium. To isolate it, it is necessary to destroy cells with the help of both physical and chemical factors.
Также известен штамм V.cholerae KM93 II группы патогенности. который является продуцентом В-субъединицы холерного токсина, выделяемой в среду выращивания. Количество В-субъединицы у данного штамма холерного вибриона составляет 8,5 мкг/мл (авторское свидетельство СССР №1505022, МКИ C 12 N 15/00).The V. cholerae KM93 strain II pathogenicity group is also known. which is a producer of the b-subunit of cholera toxin secreted into the growing medium. The number of b-subunit in this strain of cholera vibrio is 8.5 μg / ml (USSR copyright certificate No. 1505022, MKI C 12 N 15/00).
Задача изобретения - конструирование непатогенного для человека и животных штамма с высокой продукцией одного из основных протективных антигенов В-субъединицы холерного токсина.The objective of the invention is the construction of a strain non-pathogenic for humans and animals with high production of one of the main protective antigens of the B-subunit of cholera toxin.
Сущность изобретения заключается в том, что получен авирулентный штамм Escherichia coli - продуцент В-субъединицы холерного токсина (основного протективного антигена).The essence of the invention lies in the fact that an avirulent strain of Escherichia coli, a producer of the B-subunit of cholera toxin (the main protective antigen), is obtained.
Заявляемый штамм создан на основе хорошо изученного авирулентного штамма E.coli М 17 (являющегося основой профилактического препарата колибактерина) путем коньюгативного введения в клетки этого штамма рекомбинантной плазмиды: рIЕМ3 (KmrTcr) с клонированными генами холерного токсина (ctxB). Данная плазмида представляет собой коньюгативный коинтеграт, состоящий из двух плазмид pIEM1 (производная плазмиды рОХ38, содержащей транспозон mini-kan и IS1-последовательность) и рСТΔ27 (производная плазмиды pBR322, несущая ген резистентности к тетрациклину (Тcr), и клонированный фрагмент хромосомы штамма биовара эльтор V.cholerae RV79 с геном ctxB, детерминирующим синтез В-субъединицы холерного токсина).The inventive strain was created on the basis of the well-studied avirulent E. coli M 17 strain (which is the basis of the prophylactic colibacterin drug) by conjugative introduction of recombinant plasmid pIEM3 (Km r Tc r ) with cloned cholera toxin (ctxB) genes into the cells of this strain. This plasmid is a conjugative cointegrate consisting of two plasmids pIEM1 (derivative of plasmid pOX38 containing transposon mini-kan and IS1 sequence) and pSTΔ27 (derivative of plasmid pBR322 carrying the tetracycline resistance gene (Tc r ), and a cloned fragment of the chromosome strain Eltor V. cholerae RV79 with the ctxB gene that determines the synthesis of the B subunit of cholera toxin).
Штамм депонирован в Государственной коллекции патогенных бактерий РосНИПЧИ “Микроб” (г.Саратов) под номером КМ 147.The strain was deposited in the State collection of pathogenic bacteria RosNIPCHI "Microbe" (Saratov) under the number KM 147.
Характеристика штамма Escherichia coli KM147.Characterization of the strain Escherichia coli KM147.
Морфологические признаки.Morphological signs.
Клетки прямые, палочковидной формы, подвижные, с перитрихиальными жгутиками, грамотрицательные, неспорообразующие, оксидазоотрицательные.Cells are straight, rod-shaped, motile, with peritrichous flagella, gram-negative, non-spore-forming, oxidase-negative.
Патогенные свойства.Pathogenic properties.
Штамм является непатогенным для человека и животных.The strain is non-pathogenic for humans and animals.
Культуральные свойства.Cultural properties.
Хемоорганотроф, каталазоположительный. Растет на питательных средах при оптимальной температуре 37°С при рН 7.2, образуя ровную интенсивную муть. Прототроф.Chemoorganotroph, catalase-positive. It grows on nutrient media at an optimum temperature of 37 ° C at pH 7.2, forming a smooth intense haze. Prototroph.
Плазмидный состав.Plasmid composition.
Штамм КМ 147 содержит плазмиду рIЕМ3, несущую структурный ген ctxB, детерминирующий биосинтез В-субъединицы холерного токсина, а также гены устойчивости к тетрациклину и канамицину. Основные свойства штамма:Strain KM 147 contains the plasmid pIEM3 carrying the ctxB structural gene that determines the biosynthesis of the B-subunit of cholera toxin, as well as tetracycline and kanamycin resistance genes. The main properties of the strain:
- высокий уровень продукции В-субъединицы холерного токсина в среду выращивания - 10 мкг/мл;- a high level of production of the B-subunit of cholera toxin in the growing medium - 10 μg / ml;
- способность к выработке антитоксических антител у иммунизированных животных;- the ability to produce antitoxic antibodies in immunized animals;
- стабильность - сохраняет свойства при хранении и культивировании на питательных средах, а также в организме лабораторных животных;- stability - retains its properties during storage and cultivation on nutrient media, as well as in the body of laboratory animals;
- безопасен для лабораторных животных.- safe for laboratory animals.
Пример 1. Определение стабильности наследования рекомбинантной плазмиды в клетках штамма.Example 1. Determination of the stability of inheritance of a recombinant plasmid in the cells of the strain.
Стабильность плазмиды рIЕМ3 определяли путем выращивания штамма в неселективных условиях в течение 48-72 часов на LB бульоне при 37°С. затем рассевали до моноколоний на LB агаре. Полученные трансконъюганты проверяли по маркерам резистентности плазмиды, т.е. определяли устойчивость к канамицину (50 мкг/мл) и тетрациклину (10 мкг/мл), кодируемую плазмидой рIЕМ3. Были отобраны моноплазмидные клоны со 100%-ной стабильностью наследования плазмиды р1ЕМ3 для последующих исследований.The stability of plasmid pIEM3 was determined by growing the strain under non-selective conditions for 48-72 hours on LB broth at 37 ° C. then scattered to monocolonies on LB agar. The resulting transconjugants were checked by plasmid resistance markers, i.e. resistance to kanamycin (50 μg / ml) and tetracycline (10 μg / ml), encoded by plasmid pIEM3, was determined. Monoplasmid clones with 100% inheritance stability of plasmid p1EM3 were selected for subsequent studies.
Стабильность введенной рекомбинантной плазмиды проверялась также в условиях in vivo при пассажах рекомбинантного штамма в организме лабораторных животных - белых мышах и крольчат-сосунках. Установлено, что при пассировании штамма E.coli KM147 в течение 48 часов в организме белых мышей (внутрибрюшинное заражение в дозе 1×107 м.т.) и последующем высеве его на неселективный агар все выросшие клоны содержали в их клетках плазмиду - р1ЕМ3 (КmrТсr).The stability of the introduced recombinant plasmid was also tested in vivo under passages of the recombinant strain in the body of laboratory animals - white mice and baby rabbits. It was established that when the E. coli strain KM147 was passaged for 48 hours in the body of white mice (intraperitoneal infection at a dose of 1 × 10 7 bw) and its subsequent plating on non-selective agar, all grown clones contained the plasmid p1EM3 in their cells ( Km r Tc r ).
Крольчата-сосунки заражались указанным штаммом внутрижелудочно (1×104 м.т.). Через 48 часов после заражения высеянные на полноценный агар моноколонии проверялись на наличие плазмидных маркеров резистентности к антибиотикам Установлено, что после 48-часового пребывания в кишечнике крольчат 100% изученных клонов сохраняли репликой - pIEM3(KmrTcr).Sucker rabbits were infected with the indicated strain intragastrically (1 × 10 4 mt). 48 hours after infection, monocolonies seeded on complete agar were checked for the presence of plasmid antibiotic resistance markers. It was found that after 48 hours in the intestine, rabbits were rabbit 100% of the studied clones were kept with the replica pIEM3 (Km r Tc r ).
Пример 2. Определение продукции протективного антигена.Example 2. Determination of the production of protective antigen.
Для оценки экспрессии гена В-субъединицы холерного токсина в сконструированном штамме E.coli KM147 была использована реакция пассивного иммунного гемолиза (РПИГ) на плотной среде и иммуноферментный метод (ELISA). Но данным РПИГ введенный ген ctxB эффективно экспрессировался в клетках штамма E.coli KM147. Зона иммунного гемолиза эритроцитов вокруг макроколоний изучаемого штамма заметно превышала размер зоны гемолиза вокруг макроколоний высокотоксигенного штамма V.cholerae 569B.In order to evaluate the expression of the cholera toxin B subunit gene in the constructed E. coli KM147 strain, we used the passive immune hemolysis (RPIG) reaction in a solid medium and the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). But with the RPIG data, the introduced ctxB gene was efficiently expressed in the cells of the E. coli strain KM147. The zone of immune hemolysis of erythrocytes around the macrocolonies of the studied strain significantly exceeded the size of the hemolysis zone around the macrocolonies of the highly toxic V.cholerae 569B strain.
Продукцию холерного токсина определяли также высокочувствительным количественным иммуноферментным методом ELISA. Установлено, что по результатам этого метода сконструированный штамм продуцирует в среду выращивания 10.0 мкг/мл В-субъединицы холерного токсина, что почти в 12 раз превышает продукцию в ранее созданном штамме-продуценте этого антигена E.coli KS3043 (0,85 мкг/мл).Cholera toxin production was also determined by the highly sensitive quantitative enzyme-linked immunosorbent assay ELISA. It was found that, according to the results of this method, the constructed strain produces 10.0 μg / ml of the cholera toxin B subunit in the growth medium, which is almost 12 times higher than the production in the previously created producer strain of this antigen E. coli KS3043 (0.85 μg / ml) .
Кроме того, если в клетках рекомбинантных штаммов E.coli, содержащих клонированный ген В-субъединицы холерного токсина, более 98% продуцируемой В-субъединицы остается в периплазме, а не секретируется наружу, то в созданном нами штамме E.coli KM147 продуцируемый антиген секретируется наружу.In addition, if in cells of recombinant E. coli strains containing the cloned cholera toxin B subunit gene, more than 98% of the produced B subunit remains in the periplasm and is not secreted outward, then in the E. coli KM147 strain we created, the antigen produced is secreted out .
Пример 3. Определение специфической безвредности рекомбинантного штамма.Example 3. Determination of the specific harmlessness of the recombinant strain.
Безвредность сконструированного штамма была изучена на модели белых мышей и кроликов-сосунков. Белых мышей заражали внутрибрюшинно 1 мл суспензией клеток в дозе 1×10 м.т. За период наблюдения (7 дней) гибели зараженных животных не наблюдалось, физиологические показатели оставались в норме. По истечении указанного времени животных забивали и определяли наличие макроскопических изменений в кишечнике. У всех опытных животных не было отмечено никаких макроскопических изменений в толстом кишечнике - скопления жидкости в просвете слепой кишки и прилегающих к ней отделов. Кроликов-сосунков заражали внутрикишечно и внутрижелудочно в дозах 1×109 и 5×109 м.т. Животных наблюдали в течение 4 суток. Установлено, что введение рекомбинантного штамма E.coli KM147 не приводило к развитию диареи или гибели животных. У всех забитых животных не наблюдалось ни макроскопических, ни микроскопических изменений.The safety of the constructed strain was studied on a model of white mice and sucker rabbits. White mice were infected intraperitoneally with 1 ml of a suspension of cells in a dose of 1 × 10 MT During the observation period (7 days), the death of infected animals was not observed, physiological parameters remained normal. After this time, the animals were killed and the presence of macroscopic changes in the intestine was determined. In all experimental animals, no macroscopic changes were noted in the large intestine - accumulation of fluid in the lumen of the cecum and adjacent sections. Sucker rabbits were infected intragastrically and intragastrically at doses of 1 × 10 9 and 5 × 10 9 mt Animals were observed for 4 days. It was found that the introduction of the recombinant E. coli strain KM147 did not lead to the development of diarrhea or death of animals. All slaughtered animals were not observed neither macroscopic nor microscopic changes.
Пример 4, отражающий иммуногенные свойства.Example 4, reflecting immunogenic properties.
Для изучения иммуногенных свойств рекомбинантный штамм E.coli KM147 внутрижелудочно вводили взрослым кроликам в дозе 5×1010 м.т. Антигенное действие изучаемого штамма определялось путем выявления в сыворотке крови антитоксических антител. Накопление указанных антител определяли в динамике (сыворотку крови от животных получали на 7, 14, 21, 28, 35, 42 и 49 дни). Иммунизацию проводили двукратно с интервалом в 28 дней. Полученную сыворотку для удаления гетерологичных антител сорбировали клетками исходного штамма. По результатам высокочувствительного ДОТ-иммуноанализа (качественный метод) сыворотки иммунизированных животных содержали антитела к В-субъединице холерного токсина. Количественная оценка образования изучаемых антител проводилась с помощью иммуноферментного метода ELISA (определение антител к В-субъединице холерного токсина).To study the immunogenic properties, the recombinant strain of E. coli KM147 was intragastrically administered to adult rabbits at a dose of 5 × 10 10 MT The antigenic effect of the studied strain was determined by the detection of antitoxic antibodies in the blood serum. The accumulation of these antibodies was determined in dynamics (blood serum from animals was obtained on days 7, 14, 21, 28, 35, 42 and 49). Immunization was carried out twice with an interval of 28 days. The obtained serum was removed by the cells of the original strain to remove heterologous antibodies. According to the results of a highly sensitive DOT immunoassay (qualitative method), the sera of immunized animals contained antibodies to the b-subunit of cholera toxin. A quantitative assessment of the formation of the studied antibodies was carried out using the ELISA method (determination of antibodies to the B-subunit of cholera toxin).
При определении уровня антител к В-субъединице холерного токсина при помощи иммуноферментного метода ELISA было выявлено, что максимальный титр (1:3200) антитоксических антител регистрировался на 35 день иммунизации и сохранялся на протяжении всего срока наблюдения.When determining the level of antibodies to the B-subunit of cholera toxin using the ELISA method, it was found that the maximum titer (1: 3200) of antitoxic antibodies was recorded on the 35th day of immunization and remained throughout the observation period.
Таким образом, заявляемый штамм обладает высоким уровнем продукции В-субъединицы холерного токсина, являющейся основным протективным антигеном, обеспечивающим формирование антитоксического иммунитета. Штамм безопасен для лабораторных животных независимо от способа введения в организм. Указанные свойства рекомбинантного штамма E.coli KM147 свидетельствуют о том, что штамм может использоваться для выделения очищенной иммуногенной В-субъединицы холерного токсина и последующего приготовления антисыворотки для выявления токсигенных штаммов; для последующего создания диагностической тест-системы, позволяющей выявлять токсигенные клоны V.cholerae и как основа для конструирования вакцинных штаммов против диарейных заболеваний, вызываемых патогенными штаммами V.cholerae и E.coli.Thus, the claimed strain has a high level of production of the B-subunit of cholera toxin, which is the main protective antigen that provides the formation of antitoxic immunity. The strain is safe for laboratory animals, regardless of the route of administration. The indicated properties of the recombinant E. coli strain KM147 indicate that the strain can be used to isolate the purified immunogenic B-subunit of cholera toxin and subsequent preparation of antiserum to detect toxigenic strains; for the subsequent creation of a diagnostic test system that allows the detection of toxigenic clones of V. cholerae and as the basis for the construction of vaccine strains against diarrheal diseases caused by pathogenic strains of V. cholerae and E. coli.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003105594/13A RU2238975C1 (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Strain of bacterium escherichia coli km 147 - producer of choleraic toxin b-subunit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003105594/13A RU2238975C1 (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Strain of bacterium escherichia coli km 147 - producer of choleraic toxin b-subunit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003105594A RU2003105594A (en) | 2004-09-10 |
RU2238975C1 true RU2238975C1 (en) | 2004-10-27 |
Family
ID=33537664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003105594/13A RU2238975C1 (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Strain of bacterium escherichia coli km 147 - producer of choleraic toxin b-subunit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2238975C1 (en) |
-
2003
- 2003-02-26 RU RU2003105594/13A patent/RU2238975C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЯНИШЕВСКИЙ Н.В. и др. Конструирование рекомбинантных плазмид, кодирующих биосинтез В-субъединицы холерного токсина. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология, 1987, №4, с.26-31. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Schaffer et al. | Proteus mirabilis and urinary tract infections | |
US6936425B1 (en) | Attenuated salmonella SP12 mutants as antigen carriers | |
EP0184086B1 (en) | Novel non-reverting salmonella live vaccines | |
US6969513B2 (en) | Plasmid maintenance system for antigen delivery | |
EP0500699B1 (en) | Cross-protective salmonella vaccines | |
WO1989009063A1 (en) | Novel non-reverting shigella live vaccines | |
Guidolin et al. | Genetics of Vibrio cholerae and its bacteriophages | |
Ahmed et al. | Protection of adult rabbits and monkeys from lethal shigellosis by oral immunization with a thymine-requiring and temperature-sensitive mutant of Shigella flexneri Y | |
Kong et al. | Regulated delayed expression of rfaH in an attenuated Salmonella enterica serovar Typhimurium vaccine enhances immunogenicity of outer membrane proteins and a heterologous antigen | |
US5098998A (en) | Cholera vaccines and peptides | |
Cockerill 3rd et al. | Polysaccharide side chains are not required for attaching and effacing adhesion of Escherichia coli O157: H7 | |
JP4189031B2 (en) | Live vaccine carrier strain useful for high level expression of variant O antigen from gram negative bacteria and its derivatives for use as live vaccine | |
Nagy et al. | Oral immunization with an rfaH mutant elicits protection against salmonellosis in mice | |
MXPA02010407A (en) | Isolation and characterization of the csa operon (etec cs4 pili) and methods of using same. | |
US5330753A (en) | Cholera vaccines | |
RU2238975C1 (en) | Strain of bacterium escherichia coli km 147 - producer of choleraic toxin b-subunit | |
Jiang et al. | FlgN plays important roles in the adhesion of Aeromonas hydrophila to host mucus | |
RU2232189C1 (en) | Strain of microorganism escherichia coli km 148 as producer of protective antigens used for immunoprophylaxis of coli-bacteriosis and cholera | |
RU2140981C1 (en) | Avirulent strain vibrio cholerae of non 01-serogroup (variants), method of strain preparing (variants), vaccine | |
US20220175905A1 (en) | Monovalent vaccine formulation and a method for preparation thereof | |
Thorns et al. | Fimbriae of Salmonella. | |
EP0358692B1 (en) | Cholera vaccines | |
RU2236455C1 (en) | Strain of bacterium vibrio cholerae km-168 as base for construction of live vaccine against diarrhea disease caused by pathogenic strains of vibrio cholerae o139 | |
Karyal | Development of an Oral Vaccine against Clostridioides difficile | |
RU2412992C1 (en) | Strain of bacterium escherichia coli eb387 for protection of animals of canine family against toxicoses induced by cytotonic toxins of a1b5, type and based on it probiotic medication |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080527 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120227 |