RU2440136C2 - Synthetic invaplex - Google Patents

Synthetic invaplex Download PDF

Info

Publication number
RU2440136C2
RU2440136C2 RU2009139666/15A RU2009139666A RU2440136C2 RU 2440136 C2 RU2440136 C2 RU 2440136C2 RU 2009139666/15 A RU2009139666/15 A RU 2009139666/15A RU 2009139666 A RU2009139666 A RU 2009139666A RU 2440136 C2 RU2440136 C2 RU 2440136C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
invaplex
synthetic
ipab
ipac
lps
Prior art date
Application number
RU2009139666/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009139666A (en
Inventor
Эдвин В. ОУКС (US)
Эдвин В. ОУКС
Кевин Р. ТЁРБИФИЛЛ (US)
Кевин Р. ТЁРБИФИЛЛ
Роберт В. КАМИНСКИ (US)
Роберт В. КАМИНСКИ
Original Assignee
Те Юнайтид Стейтс Оф Америка Эз Репризентид Бай Те Секретри Оф Те Арми, Уолтер Рид Арми Инститьют Оф Рисерч
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 Те Юнайтид Стейтс Оф Америка Эз Репризентид Бай Те Секретри Оф Те Арми, Уолтер Рид Арми Инститьют Оф Рисерч filed Critical Те Юнайтид Стейтс Оф Америка Эз Репризентид Бай Те Секретри Оф Те Арми, Уолтер Рид Арми Инститьют Оф Рисерч
Priority to RU2009139666/15A priority Critical patent/RU2440136C2/en
Publication of RU2009139666A publication Critical patent/RU2009139666A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440136C2 publication Critical patent/RU2440136C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against 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)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, pharmaceutics.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to pharmaceutics. Elaborated is chemically standardised synthetic three-component complex Invaplex, including invasive proteins IpaB and IpaC and lipolysaccharide from Gram-negative bacteria. Sertotype-specific lipopolysaccharide component can include two or more lipopolysaccharides, selected from, at least, two different serotypes of Gram-negative bacteria. Elaborated is method of obtaining complex, which includes combination of IpaB and IpaC, with, at least, one lipopolysaccharide, bound with serotype of Gram-negative bacteria, stage A) being carried out as two separate mixing stages, including mixing of IpaB and IpaC with formation of complex IpaBTpaC and mixing complex IpaB:IpaC with, at least, one lipopolysaccharide (LPS) with formation of synthetic Invaplex and its isolation.
EFFECT: elaborated is chemically standardised synthetic three-component complex Invaplex for immunisation of subject, transportation of molecule through cell membrane, possessing improved properties due to stability of composition and biological activity.
34 cl, 2 ex, 8 tbl, 13 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Данное изобретение обеспечивает новый способ приготовления синтетического комплекса инвазивов Invaplex, включающего, по меньшей мере, два инвазивных белка и липополисахарид из инвазивных грамотрицательных бактерий. Синтетический инвазивный комплекс настоящего изобретения может применяться в качестве вакцин, адъюванта для вакцин, биохимических иди других субстанций и в качестве диагностического средства.The present invention provides a new method for preparing a synthetic Invaplex invasive complex comprising at least two invasive proteins and a lipopolysaccharide from invasive gram-negative bacteria. The synthetic invasive complex of the present invention can be used as vaccines, adjuvant for vaccines, biochemical or other substances and as a diagnostic tool.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Шигеллез является главной причиной острой кишечной инфекции у людей, в особенности в развивающихся странах, где, как предполагается, происходит ежегодно более 163 миллионов случаев заражения, с 1 миллионом летальных исходов [1]. Наиболее распространенными видами Shigella, вызывающими заболевание, являются S.flexneri и S.sonnei [1]. Наличие даже более низкого количества случаев (1,5 миллиона случае/год) заболевания шигеллезом в промышленно развитых странах [1] также показывает, что популяция взрослых иммунологически не защищена и восприимчива. Даже в областях, относительно свободных от шигеллеза, массивное разрушение от войны или стихийных бедствий, таких как землетрясение в 1999 в Kocaeli, Турция, может быстро вызвать вспышку многовидовой, мультифокальной дизентерии [2]. Аналогично, при развертывании войск работники по оказанию помощи или путешественники из развитых стран находятся в областях эпидемии Shigella или в областях, где местная инфраструктура разрушена, то лечение вспышки множественной Shigella spp. может быть значимым. S.dysenteriae 1 вызывает наиболее тяжелую форму шигеллеза и часто ассоциируется с гемолитическим уремическим синдромом [3]. Хотя частота возникновения заболевания S.dysenteriae 1 не так высока, как при S.flexneri или S.sonnei, эпидемии, вызванные S.dysenteriae 1, возникают каждые 10-12 лет [4]. Периодическое возникновение является следствием многих факторов, один из которых, по видимости, связан со снижением иммунитета к S. dysenteriae 1. Наиболее важным является недавнее открытие, что резистентность к антибиотикам фторхинолонового ряда наблюдается при S.dysenteriae 1, выделенной во время последних вспышек [5, 6]. Вероятность следующей эпидемии S.dysenteriae 1 высока и, если она будет вызвана штаммами с резистентностью к антибиотикам широкого спектра действия, включая фторхинолоны, то последствия могут быть тяжелыми.Shigellosis is the main cause of acute intestinal infection in humans, especially in developing countries, where it is estimated that more than 163 million infections occur annually, with 1 million deaths [1]. The most common Shigella species causing the disease are S. flexneri and S.sonnei [1]. The presence of an even lower number of cases (1.5 million cases / year) of shigellosis in industrialized countries [1] also shows that the adult population is not immunologically protected and susceptible. Even in areas relatively free of shigellosis, massive destruction from war or natural disasters, such as the 1999 earthquake in Kocaeli, Turkey, can quickly cause an outbreak of multi-species, multifocal dysentery [2]. Similarly, when deploying troops, relief workers or travelers from developed countries are in areas of the Shigella epidemic or in areas where local infrastructure is destroyed, then treatment for an outbreak of multiple Shigella spp. may be significant. S.dysenteriae 1 causes the most severe form of shigellosis and is often associated with hemolytic uremic syndrome [3]. Although the incidence of S.dysenteriae 1 disease is not as high as with S.flexneri or S.sonnei, epidemics caused by S.dysenteriae 1 occur every 10–12 years [4]. The periodic occurrence is a consequence of many factors, one of which, apparently, is associated with a decrease in immunity to S. dysenteriae 1. The most important is the recent discovery that antibiotic resistance of the fluoroquinolone series is observed with S. dysenteriae 1, isolated during recent outbreaks [5 , 6]. The likelihood of the next S.dysenteriae 1 epidemic is high, and if it is caused by strains with resistance to broad-spectrum antibiotics, including fluoroquinolones, the consequences can be severe.

Виды Shigella являются одними из некоторых подтвержденных агентов биологического терроризма. Очень низкая инфекционная доза (для S.dysenteriae 1 она может составлять 10 бактерий) [7] и простота выращивания организма в простой бактериологической среде являются подходящими факторами для рассмотрения Shigella spp в качестве мощного биологического оружия. Эффективность как агента биологического терроризма подтверждается случаем, когда сотрудники госпиталя были преднамеренно инфицированы S.dysenteriae 2 недовольным сотрудником, который имел "раскрашенные" груди на теле [8]. Другие пищевые вспышки инфекции Shigella хорошо известны - от холодной еды в самолетах до салатов на круизных кораблях [9, 10], что демонстрирует легкость, с которой shigellae могут вызывать заболевание в уязвимой популяции. Предохранение от инфекций Shigella лучше всего выполняется посредством контроля за состоянием окружающей среды, что включает хороший санитарный контроль и обеспечение запасов чистой питьевой воды. С такими усовершенствованиями инфраструктуры не трудно справиться, если shigellae преднамеренно внесена в пищу или напитки. Кроме того, легкость выделения shigellae из природы [5] и простота развития резистентности к антибиотикам штаммов S.dysenteriae 1 в лаборатории подтверждает, что эти агенты являются возможной основной угрозой терроризма. Хотя может быть затруднительным полностью остановить начало вспышки, важным является ограничение вторичного распространения. Эффективные пути профилактики представляют собой вакцины, которые эффективны против shigellae, независимо от резистентности к антибиотикам.Shigella species are some of the proven agents of biological terrorism. A very low infectious dose (for S.dysenteriae 1 it can be 10 bacteria) [7] and the simplicity of growing an organism in a simple bacteriological environment are suitable factors for considering Shigella spp as a powerful biological weapon. Efficiency as an agent of biological terrorism is confirmed by the case when hospital staff were deliberately infected with S.dysenteriae 2 by a disgruntled employee who had "painted" breasts on his body [8]. Other foodborne outbreaks of Shigella infection are well known, from cold food on planes to salads on cruise ships [9, 10], which demonstrates the ease with which shigellae can cause disease in a vulnerable population. Shigella infection protection is best done through environmental monitoring, which includes good sanitation and the provision of clean drinking water. Such infrastructure improvements are not difficult to cope with if shigellae is intentionally introduced into food or drinks. In addition, the ease of isolation of shigellae from nature [5] and the simplicity of the development of antibiotic resistance of S.dysenteriae 1 strains in the laboratory confirm that these agents are a possible major threat of terrorism. Although it may be difficult to completely stop the onset of an outbreak, limiting secondary distribution is important. Effective preventive routes are vaccines that are effective against shigellae, regardless of antibiotic resistance.

Патогенез Shigella spp. заключается в способности организма к внедрению, внутриклеточной репликации и внутриклеточному распространению в эпителии толстого кишечника. Начальное внедрение shigellae происходит через специализированные интестинальные эпителиальные клетки, называемые М-клетки. Некоторые высококонсервативные, вирулентные кодированные плазмидой белки, называемые плазмидные антигены инвазии (IpaA, IpaB, IpaC и IpaD), являются основными участниками в процессе инвазии и, по всей вероятности, являются ключом эффективности инфекций Shigella. При контакте или прикреплении к клеткам-хозяевам инвазивы Shigella высвобождаются [11] посредством аппарата секреции III типа [12] и индуцируют процесс фагоцитоза, что приводит к захвату и поглощению бактерии клеткой-хозяином [13]. Активные компоненты включают комплекс IpaB:IpaC, который распределяется в мембране клетки-хозяина, формируя канал, по которому другие белки Shigella входят в клетку-хозяина [14]. Недавно мы выделили из интактных, вирулентных клеток Shigella инвазивный комплекс белок-LPS, который служит эффективной вакциной и адъювантом [15-19]. Инвазивный комплекс Shigella (Invaplex) получали путем экстрагирования вирулентной шигеллы водой с последующей анионообменной хроматографией и водной экстракцией. Две фракции, называемые Invaplex 24 и Invaplex 50, содержали основные антигены, включая LPS, IpaB и IpaC. Инвазивный комплекс (Invaplex) прикреплялся к поверхностям культивированных эпителиальных клеток, тогда как аналогичные препараты из неинвазивных шигелл не обеспечивали этого свойства. Сразу после прикрепления Invaplex становился локализованным внутри клетки-хозяина посредством актин-зависимого эндоцитоза, по-видимому, индуцированному Invaplex. Представляется, что IpaC и IpaB играют существенную роль в прикреплении и поглощении, при которых антитела против IpaC или IpaB препятствуют присоединению Invaplex к мембранам клетки-хозяина [20]. Антитела к LPS не изменяют процесс поглощения. Как только поглощенный Invaplex двигается через ранние эндосомы, поздние эндосомы, затем аппарат Гольджи в итоге оказывается свободным в цитоплазме клетки-хозяина. Способность прикрепляться к поверхности эукариотической клетки-хозяина и стимулировать эндоцитоз показывает, что Invaplex сохраняет активную, нативную вирулентную структуру, аналогичную той, которая найдена для инвазивной Shigella.Pathogenesis of Shigella spp. lies in the body’s ability to introduce, intracellular replication and intracellular distribution in the epithelium of the large intestine. The initial introduction of shigellae occurs through specialized intestinal epithelial cells called M cells. Some highly conserved, virulent plasmid encoded proteins, called plasmid invasion antigens (IpaA, IpaB, IpaC and IpaD), are key players in the invasion process and are likely to be key to the effectiveness of Shigella infections. Upon contact or attachment to host cells, Shigella invasives are released [11] by type III secretion apparatus [12] and induce a phagocytosis process, which leads to the capture and absorption of bacteria by the host cell [13]. Active components include the IpaB: IpaC complex, which is distributed in the membrane of the host cell, forming a channel through which other Shigella proteins enter the host cell [14]. Recently, we isolated an invasive protein-LPS complex from intact, virulent Shigella cells, which serves as an effective vaccine and adjuvant [15-19]. The invasive Shigella complex (Invaplex) was obtained by extraction of the virulent shigella with water, followed by anion exchange chromatography and aqueous extraction. Two fractions, called Invaplex 24 and Invaplex 50, contained major antigens, including LPS, IpaB and IpaC. An invasive complex (Invaplex) was attached to the surfaces of cultured epithelial cells, while similar preparations from non-invasive Shigella did not provide this property. Immediately after attachment, Invaplex became localized within the host cell by actin-dependent endocytosis, apparently induced by Invaplex. It appears that IpaC and IpaB play a significant role in attachment and uptake, in which antibodies against IpaC or IpaB interfere with the attachment of Invaplex to the membranes of the host cell [20]. Antibodies to LPS do not alter the absorption process. As soon as the absorbed Invaplex moves through the early endosomes, late endosomes, then the Golgi apparatus is eventually free in the cytoplasm of the host cell. The ability to attach to the surface of a eukaryotic host cell and stimulate endocytosis indicates that Invaplex maintains an active, native virulent structure similar to that found for invasive Shigella.

Исторически, успешные вакцины Shigella усиливают представления об эффективной роли LPS в развитии защиты. Многие подходы используются для вакцин Shigella, включая живые ослабленные вакцины [21, 22], инактивированные вакцины [23, 24] и доставку LPS Shigella или О-полисахаридов с носителями, такими как протеосомы [25], столбнячный анатоксин [26], рибосомы [27] или Invaplex (17, 18; см. ниже). Только живые ослабленные вакцины применяют нативную инвазивность шигелл для доставки LPS и белковых антигенов к мукозной иммунной системе, вероятно, через связанный с фолликулами эпителий [14]. Остаточная патогенность ослабленных вакцинных штаммов может ограничивать этот подход, хотя достигается дополнительное ослабление [28].Historically, successful Shigella vaccines reinforce the notion of the effective role of LPS in defense development. Many approaches are used for Shigella vaccines, including live attenuated vaccines [21, 22], inactivated vaccines [23, 24] and the delivery of Shigella LPS or O-polysaccharides with carriers such as proteosomes [25], tetanus toxoid [26], ribosomes [ 27] or Invaplex (17, 18; see below). Only live attenuated vaccines use the native invasiveness of Shigella to deliver LPS and protein antigens to the mucosal immune system, probably through follicle-associated epithelium [14]. The residual pathogenicity of attenuated vaccine strains may limit this approach, although additional attenuation is achieved [28].

Способность к изоляции предполагаемой нативной поверхностной структуры, такой как Invaplex, которая проявляет активности и иммуногенность, аналогичные инвазивной шигелле, имеют значительные сложности при создании вакцин и их разработке. Первое, изолированный нативный комплекс может усиливать доставку к подходящим входным воротам (М-клетки), аналогично с той, которая направляется живыми ослабленными вакцинными штаммами. Прикрепление Invaplex к клеткам-хозяевам (и, возможно, интестинальным М клеткам или М-подобным клеткам в других слизистых тканях) позволяет использовать относительно низкие дозы этого субклеточного комплекса для иммунизации благодаря их эффективности доставки. Аналогично с живыми, ослабленными вакцинами Invaplex содержит все основные антигены Shigella (включая IpaB, IpaC и LPS) и имеет потенциал для стимуляции иммунного ответа, эквивалентного с таковым, получаемым в течение естественной инфекции, включая узнавание эпитопов, обнаруженных только в нативных структурах. Такие эпитопы могут не присутствовать в вакцинах, доставляющих только LPS или О-полисахарид в качестве антигена. Кроме того, консервативные последовательности и иммунологическая перекрестная реактивность белков Ipa, найденных во всех видах Shigella, могут обеспечивать эффективность вакцины, содержащей инвазивы (или другие консервативные антигены), против более чем одного вида Shigella.The ability to isolate a putative native surface structure such as Invaplex, which exhibits activities and immunogenicity similar to invasive shigella, has significant difficulties in creating and developing vaccines. First, an isolated native complex can enhance delivery to suitable entry gates (M cells), similar to that directed by live attenuated vaccine strains. Attachment of Invaplex to host cells (and possibly intestinal M cells or M-like cells in other mucous tissues) allows relatively low doses of this subcellular complex to be used for immunization due to their delivery efficiency. Similarly to live, attenuated vaccines, Invaplex contains all of the major Shigella antigens (including IpaB, IpaC and LPS) and has the potential to stimulate an immune response equivalent to that obtained during a natural infection, including recognition of epitopes found only in native structures. Such epitopes may not be present in vaccines delivering only LPS or O-polysaccharide as antigen. In addition, the conserved sequences and immunological cross-reactivity of Ipa proteins found in all Shigella species can provide the efficacy of a vaccine containing invasives (or other conserved antigens) against more than one Shigella species.

Вакцина из комплекса инвазивов Shigella (Invaplex), приготовленная из Shigella flexneri, содержит основные антигены LPS, IpaB и IpaC и является защитной против гомологичного заражения в моделях кератоконъюнктивита у морских свинок и инфицирования легких у мышей [17, 18]. После иммунизации продуцируются антитела к LPS, IpaB и IpaC, которые аналогичны специфике антител, которые наблюдаются после естественной инфекции у людей [29]. Дополнительные исследования показали, что вакцинные продукты Invaplex аналогичной эффективности могут быть выделены из видов Shigella и EIEC [15]. Хотя препараты Invaplex 24 и 50 состоят из многих разных белков, иммунодоминантными антигенами для Invaplex 24 являются LPS, IpaB и IpaC и для Invaplex 50 ключевыми антигенами являются LPS, IpaB, IpaC и 84 кДа (EF-G) и 72 кДа (DnaK) белковые антигены [18]. Другие белки в препаратах Invaplex не иммуногены, что определено с помощью методов вестерн-блоттинга, используя сыворотку, собранную из животных, иммунизированных Invaplex. Invaplex 24 и Invaplex 50 могут быть выделены из диких видов Shigella, хотя зачастую форма Invaplex 24 постоянно сдержит более высокие количества IpaB, IpaC и LPS и некоторые неиммуногенные белки. С вакциной Invaplex высокие титры часто используют против иммунизации Invaplex (Invaplex 24 или Invaplex 50), когда используется в качестве антигена для ELISA. Полагают, что это отражает комбинированный ответ на белки Iра и LPS и ряд коформационных эпитопов, сохраненных комплексным продуктом инвазивов, когда используется как антиген для ELISA.A vaccine from the Shigella invasive complex (Invaplex) prepared from Shigella flexneri contains the main antigens LPS, IpaB, and IpaC and is protective against homologous infection in models of keratoconjunctivitis in guinea pigs and lung infection in mice [17, 18]. After immunization, antibodies to LPS, IpaB, and IpaC are produced, which are similar to the specificity of antibodies that are observed after a natural infection in humans [29]. Additional studies have shown that Invaplex vaccine products of similar efficacy can be isolated from Shigella and EIEC species [15]. Although Invaplex 24 and 50 are composed of many different proteins, the immunodominant antigens for Invaplex 24 are LPS, IpaB and IpaC, and for Invaplex 50, the key antigens are LPS, IpaB, IpaC and 84 kDa (EF-G) and 72 kDa (DnaK) protein antigens [18]. The other proteins in Invaplex preparations are not immunogenic, as determined by Western blotting methods using serum collected from animals immunized with Invaplex. Invaplex 24 and Invaplex 50 can be isolated from wild Shigella species, although often the Invaplex 24 form will constantly contain higher amounts of IpaB, IpaC and LPS and some non-immunogenic proteins. With the Invaplex vaccine, high titers are often used against Invaplex immunization (Invaplex 24 or Invaplex 50) when used as an antigen for ELISA. It is believed that this reflects a combined response to Ira and LPS proteins and a number of co-formation epitopes preserved by the complex product of invasives when used as an antigen for ELISA.

В результате идентификации и очистки активной части в нативном Invaplex был идентифицирован высокомолекулярный комплекс, который был выделен с помощью гель-фильтрации из препаратов нативного Invaplex 24. Этот высокомолекулярный комплекс, называемый как "высокоочищенный" или HP-Invaplex 24, состоит преимущественно из IpaB, IpaC и LPS. HP-Invaplex 24 является иммуногенным и защитным при уровнях, которые сравнимы с или превышают те, которые проявляются у нативного Invaplex. Никакие другие фракции, полученные гель-фильтрацией, не обладали иммуногенностью и защитной способностью, сравнимой с нативным Invaplex, и по этой причине HP-Invaplex 24 рассматривают как активную часть в нативном Invaplex, ответственную за его иммуногенность и эффективность в качестве вакцины.As a result of identification and purification of the active part in the native Invaplex, a high molecular weight complex was identified that was isolated by gel filtration from preparations of the native Invaplex 24. This high molecular weight complex, referred to as “highly purified” or HP-Invaplex 24, consists mainly of IpaB, IpaC and LPS. HP-Invaplex 24 is immunogenic and protective at levels that are comparable to or greater than those found in native Invaplex. No other gel filtration fractions had immunogenicity and protective ability comparable to that of native Invaplex, and for this reason HP-Invaplex 24 is considered as the active part in the native Invaplex, responsible for its immunogenicity and effectiveness as a vaccine.

Вирулентные шигеллы вызывают заболевание путем проникновения, репликации и распространения в эпителии толстой кишки посредством комплексных серий клеточных и молекулярных событий, контролирующихся рядом плазмид-кодирующих вирулентных факторов, среди которых являются белки Iра [49]. После проникновения в интестинальные эпителиальные клетки слизистой толстой кишки происходит воспалительный ответ в слизистой, характеризующийся повышением провоспалительных цитокинов, что приводит к стимуляции нейтрофилов и макрофагов/моноцитов. В результате заболевание, шигеллоз или бактериальная дизентерия, вызывает развитие от умеренной до тяжелой диареи, лихорадки и интестинальных повреждений. Поскольку тестирование эффективности вакцин на людях и приматах включает заражение вирулентной шигеллой после проведения иммунизации, применение небольших экспериментальных моделей для начального тестирования вакцинных кандидатов снижает риск заболевания добровольцев и приматов. Небольшие экспериментальные модели, такие как модель кератоконъюнктивита морских свинок или легочная модель мышей с экспериментальным инфицированием шигеллой, широко используются для изучения патогенеза и предклинической оценки вакцины [18, 44, 50], при этом мышиная модель часто используется в начальных оценках и модель морских свинок используется для тестирования вакцин, которые являются защитными на примере мышиной модели.Virulent Shigella cause the disease by penetration, replication and spread in the epithelium of the colon through a complex series of cellular and molecular events controlled by a number of plasmid-coding virulent factors, among which are Ira proteins [49]. After penetration into intestinal mucosal intestinal epithelial cells, an inflammatory response occurs in the mucosa, characterized by an increase in pro-inflammatory cytokines, which leads to stimulation of neutrophils and macrophages / monocytes. As a result, a disease, shigellosis or bacterial dysentery, causes the development of moderate to severe diarrhea, fever and intestinal damage. Since human and primate vaccine efficacy testing involves infection with virulent shigella after immunization, the use of small experimental models for initial testing of vaccine candidates reduces the risk of volunteers and primates. Small experimental models, such as the guinea pig keratoconjunctivitis model or the pulmonary mouse model with experimental Shigella infection, are widely used to study the pathogenesis and preclinical evaluation of the vaccine [18, 44, 50], while the mouse model is often used in initial assessments and the guinea pig model is used for testing vaccines that are protective using the mouse model as an example.

Модель интраназального заражения мышей инфекцией Shigella является подходящей для оценки вакцин Shigella [18, 31, 51, 52]. Патогенез и иммунобиологию наблюдали в легочной модели параллельно с наблюдениями в толстой кишке; при этом вирулентные штаммы Shigella проникают, реплицируются и распространяются в эпителии и впоследствии вызывают иммунный ответ, а также цитокиновый ответ [52]. После инфицирования мыши теряют вес и в конечном итоге умирают, если только у них не развивается защитный иммунитет. Способность к измерению ответа секреторных антител, клеточного иммунного ответа и цитокинового ответа (преимущественно благодаря доступности коммерческих реагентов) делает мышиную модель очень привлекательной для исследований иммунобиологии шигеллеза.A model of intranasal infection of mice with Shigella infection is suitable for evaluating Shigella vaccines [18, 31, 51, 52]. Pathogenesis and immunobiology were observed in the pulmonary model in parallel with observations in the colon; in this case, virulent Shigella strains penetrate, replicate and spread in the epithelium and subsequently cause an immune response, as well as a cytokine response [52]. After infection, the mice lose weight and eventually die, unless they develop protective immunity. The ability to measure the response of secretory antibodies, the cellular immune response and the cytokine response (mainly due to the availability of commercial reagents) makes the mouse model very attractive for studies of shigellosis immunobiology.

Модель морских свинок является подходящей моделью, которая применяется для изучения вирулентности обоих диких и ослабленных штаммов Shigella и для оценки эффективности потенциальных вакцинных кандидатов [18, 44, 45, 53-56]. Несколько путей иммунизации могут применяться для иммунизации в зависимости от вакцины: пероральные, интраназальные, окулярные и парентеральные иммунизации, все из которых используются для защиты против окулярного заражения. Иммуногенность и эффективность вакцины Shigella на модели кератоконъюнктивита у морских свинок в настоящее время применяют в качестве «трамплина» в первой фазе клинических испытаний.The guinea pig model is a suitable model that is used to study the virulence of both wild and attenuated Shigella strains and to evaluate the effectiveness of potential vaccine candidates [18, 44, 45, 53-56]. Several immunization routes can be used for immunization depending on the vaccine: oral, intranasal, ocular and parenteral immunizations, all of which are used to protect against ocular infection. The immunogenicity and effectiveness of the Shigella vaccine in the guinea pig model of keratoconjunctivitis is currently used as a springboard in the first phase of clinical trials.

Существует потребность в химически определенной, синтетической части Invaplex, которая аналогична или превосходит по биологический активности нативного Invaplex. Также есть необходимость в процессе изготовления Invaplex, который может быть быстро переведен в серийное производство и приводить к получению более специфично определенного продукта, в зависимости от соотношений частей отдельных компонентов, которые используются. Также существует необходимость для синтетического Invaplex, который обеспечивается для специфичных применений или имеет специальные функции. Также существует потребность в создании вакцины Invaplex, которая может быть приготовлена быстро из его составных частей, которые могут накапливаться в ожидании будущих потребностей для использования вакцины.There is a need for a chemically defined, synthetic part of Invaplex that is similar or superior in biological activity to native Invaplex. There is also a need for the Invaplex manufacturing process, which can be quickly put into serial production and result in a more specific product, depending on the ratios of the parts of the individual components that are used. There is also a need for a synthetic Invaplex, which is provided for specific applications or has special functions. There is also a need for an Invaplex vaccine that can be prepared quickly from its constituents, which can accumulate in anticipation of future needs for the use of the vaccine.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретение относится к синтетическому Invaplex и способу его получения. Синтетические Invaplex (InvaplexAR) аналогичны HP Invaplex 24. HP Invaplex 24 содержит IpaB, IpaC и липополисахарид. Синтетический Invaplex действует как Invaplex, полученный из нативного источника, хотя он может иметь большую активность. Синтетический Invaplex содержит определенные компоненты: комплекс, содержащий инвазивные белки IpaB и IpaC, который дополнительно включает серотип-специфичный липополисахаридный компонент из грамотрицательных бактерий. Липополисахарид является иммуногеном, также как IpaB и IpaC. InvaplexAR может функционировать как мукозный адъювант и вызывать оба сывороточный и мукозный антиген-специфичные иммунные ответы, а также клеточно-опосредованные иммунные реакции. Также возможно использование других инвазивов из других видов бактерий, включая SipB, SipC или вирусные (реовирусные) белки, связанные с эндоцитозом или тканевыми тропизмами.The invention relates to a synthetic Invaplex and a method for its preparation. Synthetic Invaplex (Invaplex AR ) is similar to HP Invaplex 24. HP Invaplex 24 contains IpaB, IpaC and lipopolysaccharide. Synthetic Invaplex acts as an Invaplex obtained from a native source, although it may be more active. Synthetic Invaplex contains certain components: a complex containing the invasive proteins IpaB and IpaC, which additionally includes a serotype-specific lipopolysaccharide component from gram-negative bacteria. Lipopolysaccharide is an immunogen, as are IpaB and IpaC. Invaplex AR can function as a mucosal adjuvant and elicit both serum and mucosal antigen-specific immune responses as well as cell-mediated immune responses. It is also possible to use other invasives from other types of bacteria, including SipB, SipC or viral (reoviral) proteins associated with endocytosis or tissue tropism.

Липополисахариды, связанные с определенным серотипом, получают из грамотрицательных бактерий, таких как Shigella flexneri, Shigella sonnei, Shigella dysenteriae, Shigella boydii, enteroinvasive E.coli, Yersinia или Salmonella. Более предпочтительные виды включают S.flexneri, S.sonnei, S.boydii, S.dysenteriae или энтероинвазивную Е.coli.Serotype-linked lipopolysaccharides are derived from gram-negative bacteria such as Shigella flexneri, Shigella sonnei, Shigella dysenteriae, Shigella boydii, enteroinvasive E. coli, Yersinia or Salmonella. More preferred species include S. flexneri, S.sonnei, S.boydii, S.dysenteriae, or enteroinvasive E. coli.

Для приготовления синтетического Invaplex, например InvaplexAR, используют либо высокоочищенные (hp-), либо рекомбинантные (r-) инвазивные белки IpaB и IpaC, при этом очищенный липополисахарид используется в качестве исходного материала. Белки IpaB и IpaC смешивают с образованием комплекса IpaB:IpaC. Этот комплекс смешивают, по меньшей мере, с одним липополисахаридом, ассоциируемым с серотипом грамотрицательных бактерий, с получением синтетического Invaplex. Синтетический Invaplex выделяют из смеси. Обычно, синтетический Invaplex удаляют, основываясь на его заряде. Также используют другие методики очистки. Порядок добавления может изменяться. Липополисахарид может образовывать комплекс с любыми инвазивными белками и затем с другим инвазивным белком с формированием синтетического Invaplex.To prepare a synthetic Invaplex, for example Invaplex AR , either highly purified (hp-) or recombinant (r-) invasive IpaB and IpaC proteins are used, and the purified lipopolysaccharide is used as the starting material. The IpaB and IpaC proteins are mixed to form the IpaB: IpaC complex. This complex is mixed with at least one lipopolysaccharide associated with a serotype of gram-negative bacteria to form a synthetic Invaplex. Synthetic Invaplex isolated from the mixture. Usually, a synthetic Invaplex is removed based on its charge. Other cleaning techniques are also used. The order of addition is subject to change. The lipopolysaccharide can complex with any invasive protein and then with another invasive protein to form a synthetic Invaplex.

Обычно, количество присутствующего IpaC относительно присутствия IpaB подпадает в интервал соотношений от 0,08:1 до 80:1, предпочтительно от 0,8:1 до 20:1, более предпочтительно, по меньшей мере, 8:1. Наиболее предпочтительным для количества IpaC на первом этапе смешивания является его присутствие, по меньшей мере, в десять раз больше относительно IpaB. На втором этапе смешивания липополисахарид и белок (IpaB и IpaC) присутствуют в соотношении от 0,01:1 до 10:1, предпочтительно, по меньшей мере, 1:2. На втором этапе смешивания возможным является включение двух или более типов липополисахаридов, которые приводят к получению синтетического Invaplex, который пригоден для применения в многовалентных иммунных композициях, в виде вакцин. Также является возможным, в дополнении к липополисахариду, включение детектирующей метки, антибиотика, лекарства или биомолекулы, содержащей фермент, белок, полисахарид, РНК или ДНК, или их производных, один из которых способен объединиться с клеткой. Это способствует увеличению возможностей терапевтического и аналитического/диагностического применений.Typically, the amount of IpaC present relative to the presence of IpaB falls within the range of ratios from 0.08: 1 to 80: 1, preferably from 0.8: 1 to 20: 1, more preferably at least 8: 1. Most preferred for the amount of IpaC in the first mixing step is its presence of at least ten times more with respect to IpaB. In a second mixing step, the lipopolysaccharide and protein (IpaB and IpaC) are present in a ratio of 0.01: 1 to 10: 1, preferably at least 1: 2. In the second mixing step, it is possible to include two or more types of lipopolysaccharides, which lead to the production of a synthetic Invaplex, which is suitable for use in multivalent immune compositions, in the form of vaccines. It is also possible, in addition to the lipopolysaccharide, to include a detecting label, antibiotic, drug or biomolecule containing an enzyme, protein, polysaccharide, RNA or DNA, or derivatives thereof, one of which is able to combine with the cell. This helps to increase the possibilities of therapeutic and analytical / diagnostic applications.

Синтетические Invaplex изобретения включают те, в которых IpaC и IpaB присутствуют в соотношении, выбранном от 0,08: 1 до 80:1, предпочтительно от 0,8:1 до 20:1, более предпочтительно приблизительно 8:1, и липополисахарид (LPS) присутствует при соотношении, выбранном из интервала от 0,01:1 до 10:1, предпочтительно от 0,5:1 до 5:1, более предпочтительно приблизительно 0,5:1 относительно содержания общего белка (IpaB и IpaC). Предпочтительные синтетические Invaplex включают InvaplexAR S.flexneri, InvaplexAR S.dysenteriae или InvaplexAR S.sonnei.Synthetic Invaplex inventions include those in which IpaC and IpaB are present in a ratio selected from 0.08: 1 to 80: 1, preferably from 0.8: 1 to 20: 1, more preferably about 8: 1, and a lipopolysaccharide (LPS ) is present in a ratio selected from the range from 0.01: 1 to 10: 1, preferably from 0.5: 1 to 5: 1, more preferably about 0.5: 1 relative to the total protein content (IpaB and IpaC). Preferred synthetic Invaplex include Invaplex AR S.flexneri, Invaplex AR S.dysenteriae or Invaplex AR S.sonnei.

Синтетические Invaplex изобретения могут быть составлены с образованием композиций, пригодных для использования в качестве иммуногенных композиций или вакцин. Invaplex может использоваться как иммуноген и/или как адъювант. Композиции будут включать, в дополнение к синтетическому Invaplex, по меньшей мере, фармацевтически приемлемый носитель. Invaplex присутствует в количестве, эффективном для желаемого действия и в, по меньшей мере, первую очередь, определяется эмпирически. Предполагается, что это количество аналогично таковому для нативного Invaplex, например Invaplex 24, используемого в аналогичной цели.The synthetic Invaplex of the invention can be formulated to formulate compositions suitable for use as immunogenic compositions or vaccines. Invaplex can be used as an immunogen and / or as an adjuvant. The compositions will include, in addition to the synthetic Invaplex, at least a pharmaceutically acceptable carrier. Invaplex is present in an amount effective for the desired action and, at least in the first place, is determined empirically. This amount is assumed to be similar to that of the native Invaplex, for example Invaplex 24, used for a similar purpose.

Дополнено, синтетические инвазивные комплексы способствуют транспорту молекулы и связанных материалов через клеточную мембрану. Эти молекулы могут располагаться в непосредственной близости к представляющей интерес клетке и синтетическому Invaplex или могут присутствовать в и/или на синтетическом Invaplex. Молекулами могут быть детектирующие метки, антибиотики, лекарства или биомолекулы, содержащие белки, ферменты, РНК или ДНК, липополисахариды, полисахариды и тому подобные.In addition, synthetic invasive complexes facilitate the transport of molecules and related materials across the cell membrane. These molecules may be located in close proximity to the cell of interest and the synthetic Invaplex, or may be present in and / or on the synthetic Invaplex. Molecules can be detecting tags, antibiotics, drugs or biomolecules containing proteins, enzymes, RNA or DNA, lipopolysaccharides, polysaccharides and the like.

Синтетические Invaplex могут применяться в способах, в которых применяются нативные Invaplex, например способах иммунизации, способах улучшения транспорта биомолекул, например ДНК, РНК, белков, через мембраны клеток и др. Синтетический Invaplex может создаваться как многовалентный или иметь большую активность относительно нативного Invaplex. Это должно повышать эффективность существующего способа и его применимость. InvaplexAR, изготовленный из рекомбинантных IpaB, IpaC и либо LPS S.sonnei либо LPS S.flexneri 2a, вызывал иммунные ответы, которые сравнимы или выше по сравнению с иммунным ответом, вызванным нативным Invaplex. Ответы IpaB и IpaC при иммунизации InvaplexAR были постоянно выше, чем те, которые были вызваны после иммунизации нативным Invaplex. Иммунизация InvaplexAR предоставляет сравнимые или более высокие уровни защиты против заражения на моделях мышей и морских свинок по сравнению с иммунизацией нативным Invaplex. Иммунизации InvaplexAR индуцирует клеточный иммунитет, больший, чем Shigella-специфичный ответ, вызванный нативным Invaplex. См, например, таблицы 7 и 8.Synthetic Invaplex can be used in methods that use native Invaplex, for example, immunization methods, methods for improving the transport of biomolecules, for example DNA, RNA, proteins, through cell membranes, etc. Synthetic Invaplex can be created as multivalent or have a high activity relative to the native Invaplex. This should increase the efficiency of the existing method and its applicability. Invaplex AR , made from recombinant IpaB, IpaC and either LPS S.sonnei or LPS S.flexneri 2a, elicited immune responses that are comparable to or higher than the immune response elicited by the native Invaplex. The IpaB and IpaC responses to Immunization Invaplex AR were consistently higher than those that were caused after immunization with native Invaplex. Immunization Invaplex AR provides comparable or higher levels of protection against infection on models of mice and guinea pigs compared with immunization with native Invaplex. Immunizations Invaplex AR induces cellular immunity greater than the Shigella-specific response caused by native Invaplex. See, for example, tables 7 and 8.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 показывает анализ методом электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE) очищенных IpaB, IpaC и LPS, используемых для комплектования InvaplexAR;Figure 1 shows an analysis by polyacrylamide gel electrophoresis with sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE) of purified IpaB, IpaC and LPS used to recruit Invaplex AR ;

фиг.2 показывает очистку InvaplexAR S.flexneri 2а (панель A), S.sonnei (панель В) и S.dysenteriae 1 (панель C);Figure 2 shows the cleaning of Invaplex AR S.flexneri 2a (panel A), S.sonnei (panel B) and S.dysenteriae 1 (panel C);

фиг.3 показывает SDS-PAGE (окрашивания кумасси голубым, вестерн-блоты и серебром) компонентов, использующихся для приготовления InvaplexAR для S.dysenteriae 1 и конечного продукта InvaplexAR;Figure 3 shows the SDS-PAGE (Coomassie Blue, Western Blots, and Silver stains) of the components used to prepare Invaplex AR for S.dysenteriae 1 and the final Invaplex AR product;

фиг.4 показывает определение интернализированного нативного и синтетического Invaplex S.dysenteriae 1 в клетках млекопитающих;figure 4 shows the definition of the internalized native and synthetic Invaplex S.dysenteriae 1 in mammalian cells;

фиг.5 показывает титры Invaplex 50, Invaplex 24 и LPS-специфичных сывороточных IgG и IgA в конечных точках на день 42 после интраназальной иммунизации нативным Invaplex 24 S.flexneri 2а, InvaplexAR, очищенными IpaB, IpaC или LPS S.flexneri 2a;5 shows titers of Invaplex 50, Invaplex 24 and LPS-specific serum IgG and IgA at the endpoints on day 42 after intranasal immunization with native Invaplex 24 S.flexneri 2a, Invaplex AR , purified IpaB, IpaC or LPS S.flexneri 2a;

фиг.6 показывает титры анти-IpaB и IpaC сывороточных IgG в конечных точках на день 24 после интраназальной иммунизации Invaplex 24 S. flexneri 2а, InvaplexAR, очищенными IpaB, IpaC или LPS S.flexneri 2a;Fig.6 shows titers of anti-IpaB and IpaC serum IgG at the end points on day 24 after intranasal immunization with Invaplex 24 S. flexneri 2a, Invaplex AR , purified IpaB, IpaC or LPS S.flexneri 2a;

фиг.7 показывает уровень антиген-специфичного IgA в интестинальных смывах, собранных на день 35 от мышей, интраназально иммунизированных нативным Invaplex S.flexneri 2а или InvaplexAR;Fig.7 shows the level of antigen-specific IgA in intestinal swabs collected on day 35 from mice immunized intranasally with native Invaplex S.flexneri 2a or Invaplex AR ;

фиг.8 показывает уровень антиген-специфичного IgA в смывах из легких, собранных на день 35 от мышей, интраназально иммунизированных нативным Invaplex S.flexneri 2а или InvaplexAR;Fig. 8 shows the level of antigen-specific IgA in lung swabs collected on day 35 from mice immunized intranasally with native Invaplex S.flexneri 2a or Invaplex AR ;

фиг.9 показывает титры Invaplex-специфичных сывороточных IgG и IgA в конечной точке у мышей после интраназальной иммунизации только OVA или OVA в комбинации с InvaplexAR, нативным Invaplex или токсином холеры;Fig.9 shows titers of Invaplex-specific serum IgG and IgA at the endpoint in mice after intranasal immunization with only OVA or OVA in combination with Invaplex AR , native Invaplex or cholera toxin;

фиг.10 показывает титры LPS-специфичных сывороточных IgG и IgA S.flexneri 2а в конечной точке у мышей, интраназально иммунизированных только OVA, OVA в комбинации с InvaplexAR, нативным Invaplex или токсином холеры;figure 10 shows the titers of LPS-specific serum IgG and IgA S.flexneri 2a at the endpoint in mice immunized intranasally with OVA, OVA only in combination with Invaplex AR , native Invaplex or cholera toxin;

фиг.11 показывает титры инвазив-специфичных сывороточных IgG и IgA Shigella в конечной точке у мышей, интраназально иммунизированных только OVA или OVA в комбинации с InvaplexAR, нативным Invaplex или токсином холеры;11 shows titers of invasive specific serum IgG and Shigella IgA at the endpoint in mice immunized intranasally with OVA or OVA only in combination with Invaplex AR , native Invaplex or cholera toxin;

фиг.12 показывает титры овальбумин-специфичных сывороточных IgG и IgA в конечной точке у мышей, интраназально иммунизированных только OVA или OVA в комбинации с InvaplexAR, нативным Invaplex или токсином холеры;12 shows titers of ovalbumin-specific serum IgG and IgA at the endpoint in mice immunized intranasally with only OVA or OVA in combination with Invaplex AR , native Invaplex or cholera toxin;

фиг.13 показывает титры LPS, Invaplex 24 и овальбумин-специфичных легочных IgG и IgA S.flexneri 2а в конечной точке у мышей, интраназально иммунизированных только OVA или OVA в комбинации с InvaplexAR, нативным Invaplex или токсином холеры.Fig. 13 shows LPS, Invaplex 24 and ovalbumin-specific pulmonary IgG and IgA S.flexneri 2a titers at the endpoint in mice immunized intranasally with OVA or OVA only in combination with Invaplex AR , native Invaplex or cholera toxin.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Биохимия синтетического InvaplexBiochemistry Synthetic Invaplex

Получение и очистка рекомбинантных IpaB и IpaC и нативного LPS S.flexneri, S.sonnei и S.dysenteriae 1Preparation and purification of recombinant IpaB and IpaC and native LPS S.flexneri, S.sonnei and S.dysenteriae 1

Очистка белков IpaPurification of Ipa Proteins

Белки Ipa являются высокостабильными во всех Shigella spp [32, 33]. Рекомбинантная E.coli, экспрессирующая или IpaB, или IpaC, ранее была описана. Для очистки рекомбинантных белков Ipa существуют два подхода. Меченный гистидином (HisTag) рекомбинантный IpaC очищают с помощью аффинной хроматографии, используя никелевые колонки. Действие гистидиновых остатков на Ipa белковые биологические и иммунологические функции или способность белков формировать Invaplex не изучено, однако полагают, что HisTag-IpaC сохраняет биологическую активность [30]. Альтернативная процедура очистки используется для получения рекомбинантного IpaB. Этот способ пользуется преимуществом нативным сродством IpaB к шаперону IpgC [34, 35]. Посредством коэкспрессии IpaB совместно с HisTag-шаперон IpgC в том же рекомбинантном организме возможным является очистка комплекса IраВ/шаперон. После очистки белковый комплекс HisTag-IpaC/IpaB денатурируют, что приводит к образованию мономерного белка IpaB и HisTag-IpgC, который позволяет шаперону, меченному гистидином, селективно извлекаться на никелевой колонке, пока свободный белок Ipa проходит через колонку.Ipa proteins are highly stable in all Shigella spp [32, 33]. Recombinant E. coli expressing either IpaB or IpaC has been previously described. There are two approaches to the purification of recombinant Ipa proteins. Histidine-labeled (HisTag) recombinant IpaC was purified by affinity chromatography using nickel columns. The effect of histidine residues on Ipa protein biological and immunological functions or the ability of proteins to form Invaplex has not been studied, but HisTag-IpaC is believed to retain biological activity [30]. An alternative purification procedure is used to obtain recombinant IpaB. This method takes advantage of the native affinity of IpaB for the chaperone IpgC [34, 35]. By coexpressing IpaB together with HisTag chaperone IpgC in the same recombinant organism, it is possible to purify the IraB / chaperone complex. After purification, the HisTag-IpaC / IpaB protein complex is denatured, resulting in the formation of the monomeric IpaB and HisTag-IpgC protein, which allows histidine-labeled chaperone to be selectively removed on a nickel column while the free Ipa protein passes through the column.

Очистка HisTag-IpaCCleaning HisTag-IpaC

Рекомбинантный IpaC экспрессировали в E.coli с использованием индуцибельной системы экспрессии IPTG (плазмида рЕТ). Ген ipaC был клонирован в плазмиду pET15b (Novagen) и экспрессирован в векторе BL21(DE3)pLysS E.coli [30]. Рекомбинантный белок IpaC содержал несколько гистидиновых остатков на N-конце, что обеспечивает возможность очистки на никелевой колонке [30]. Экспрессирующийся белок IpaC располагается в тельцах включения и требует солюбилизации мочевиной. Удаление мочевины часто приводит к потере растворимости, если концентрация IpaC слишком высокая (>1 мг/мл). Таким образом, IpaC, элюированный с никелевой колонки, сохранялся в мочевине с сохранением растворимости. Используя в малом масштабе культуры (3 л), возможным является получение приблизительно 75 мг очищенного IpaC с выходом приблизительно 8 мг/л. Продукт является более чем на 90% чистым и активен с анти-IpaC mAb 2G2 [32] (фиг.1). Очищенный блок растворим и может храниться замороженным. Пример очищенного IpaC представлен на фиг.1.Recombinant IpaC was expressed in E. coli using an inducible IPTG expression system (pET plasmid). The ipaC gene was cloned into the pET15b plasmid (Novagen) and expressed in the E. coli BL21 (DE3) pLysS vector [30]. The recombinant IpaC protein contained several histidine residues at the N-terminus, which allows purification on a nickel column [30]. The expressed IpaC protein is located in inclusion bodies and requires urea solubilization. Urea removal often leads to loss of solubility if the concentration of IpaC is too high (> 1 mg / ml). Thus, IpaC eluted from the nickel column was maintained in urea while maintaining solubility. Using a small scale culture (3 L), it is possible to obtain approximately 75 mg of purified IpaC with a yield of approximately 8 mg / L. The product is more than 90% pure and active with anti-IpaC mAb 2G2 [32] (FIG. 1). The cleaned block is soluble and can be stored frozen. An example of purified IpaC is shown in FIG.

Очистка IpaBIpaB Cleaning

Рекомбинантный IpaB экспрессировали в Е.coli BL21(DE3). Ген ipgC клонировали в pET15b; ген ipaB клонировали отдельно в pACYC - дуэтный вектор. После введения IPTG комплекс HisTag IpgC/IpaB растворяли и очищали на никелевой аффинной колонке. Комплекс HisTag-IpgC/IpaB элюировали в присутствии EDTA. Для повторной очистки на никелевой аффинной колонке удаляли EDTA и добавляли неионный детергент ОРОЕ (N-октил-олиго-оксиэтилен) до конечной концентрации 1% объем/объем. OPOE разрушает комплекс HisTag-IpgC/IpaB, обеспечивая тем самым возможность свободному белку HisTag-IpgC связываться с никелевой (Ni-Сефароза) колонкой, а свободному от метки IpaB проходить через колонку. Фракции из свободного объема исследовали на наличие IpaB с помощью анти-IpaB mAb 2F1. Положительные фракции анализировали с помощью SDS-PAGE (окрашенной) для определения наличия загрязненного HisTag-IpgC. В случае загрязнения материал снова обрабатывают ОРОЕ и повторно наносят на никелевую колонку для удаления остаточного HisTag-IpgC. Конечный растворимый продукт IpaB практически не загрязнен HisTag-IpgC, приблизительно на 90% чистый и взаимодействует с анти-IpaB mAb 2F1 [32] (фиг.1). Выход IpaB на литр исходной культуры составлял примерно 3,5 мг/л.Recombinant IpaB was expressed in E. coli BL21 (DE3). The ipgC gene was cloned into pET15b; The ipaB gene was cloned separately into pACYC, a duet vector. After IPTG administration, the HisTag IpgC / IpaB complex was dissolved and purified on a nickel affinity column. The HisTag-IpgC / IpaB complex was eluted in the presence of EDTA. For re-purification on a nickel affinity column, EDTA was removed and the non-ionic detergent OPOE (N-octyl-oligo-hydroxyethylene) was added to a final concentration of 1% v / v. OPOE destroys the HisTag-IpgC / IpaB complex, thereby allowing the free HisTag-IpgC protein to bind to a nickel (Ni-Sepharose) column, and to pass through the column free of the IpaB tag. Free volume fractions were examined for the presence of IpaB using anti-IpaB mAb 2F1. Positive fractions were analyzed by SDS-PAGE (stained) to determine the presence of contaminated HisTag-IpgC. In case of contamination, the material is again treated with OPOE and re-applied to a nickel column to remove residual HisTag-IpgC. The final soluble product of IpaB is practically not contaminated with HisTag-IpgC, approximately 90% pure and interacts with anti-IpaB mAb 2F1 [32] (Fig. 1). The yield of IpaB per liter of starting culture was approximately 3.5 mg / L.

Очистка LPS S.flexneri 2а, S.sonnei или S.dysenteriae 1Cleaning LPS S.flexneri 2a, S.sonnei or S.dysenteriae 1

LPS S.flexneri 2a, S.sonnei и S.dysenteriae 1 был получен по процедуре Вестфола [36], которая включает экстрагирование шигелл горячим фенолом/водой. В качестве источника LPS могут использоваться вирулентные или ослабленные штаммы Shigella, поскольку экспрессируется гладкий фенотип LPS. В вышеописанных экспериментах использовались дикие типы S.flexneri 2а (штамм 2457Т) и S.sonnei (Mosely). Для S.dysenteriae 1 использовался ослабленный штамм WRSdI для снижения риска инфицирования персонала лаборатории. WRSdI является virG, нокаут stx, ранее полученный на WRAIR [37].LPS S.flexneri 2a, S.sonnei and S.dysenteriae 1 was obtained according to the Westfall procedure [36], which involves the extraction of shigella with hot phenol / water. Virulent or attenuated Shigella strains can be used as the source of LPS, as the smooth LPS phenotype is expressed. In the above experiments, wild types S.flexneri 2a (strain 2457T) and S.sonnei (Mosely) were used. For S.dysenteriae 1, a weakened strain of WRSdI was used to reduce the risk of infection in laboratory personnel. WRSdI is virG, a stx knockout previously obtained at WRAIR [37].

Экстракция, очистка и характеристика LPSExtraction, purification and characterization of LPS

LPS экстрагируют методом Вестфола [36]. Вкратце, осадки бактериальной клетки суспендируют в горячей (68°C) дистиллированной воде (5 мл воды на каждый грамм осадка). Добавляют такое же количество фенола, нагретого до 68°C, и раствор тщательно встряхивают в течение 15 минут. Затем пробирки охлаждают до приблизительно 10°C±5°C. Образцы центрифугируют, удаляют водную фазу и хранят при 4°C. Экстракцию клеточной массы осуществляют дважды и все водные фазы собирают. Водную фазу подвергают диализу против дистиллированной воды в течение двух дней и затем центрифугируют (8000×g, 30 мин) для удаления посторонних продуктов распада клеток. Этот супернатант подвергают ультра-центрифугированию (90000×g) в течение 2 часов и осадок сохраняют. Осадок промывают стерильной дистиллированной водой, ресуспендируют в стерильной дистиллированной воде при 4°C в течение ночи, объединяют и лиофилизируют. Конечный лиофилизованный продукт взвешивают и затем берут небольшую порцию (<10 мг), растворяют в 1 мл воды, свободной от токсинов, и проводят биохимический анализ (см. ниже).LPS was extracted using the Westfall method [36]. Briefly, bacterial cell pellets are suspended in hot (68 ° C) distilled water (5 ml of water per gram of pellet). The same amount of phenol is added, heated to 68 ° C, and the solution is thoroughly shaken for 15 minutes. The tubes are then cooled to approximately 10 ° C ± 5 ° C. Samples are centrifuged, the aqueous phase is removed and stored at 4 ° C. Cell mass extraction is carried out twice and all aqueous phases are collected. The aqueous phase is dialyzed against distilled water for two days and then centrifuged (8000 × g, 30 min) to remove extraneous cell breakdown products. This supernatant was ultra-centrifuged (90,000 x g) for 2 hours and the pellet was retained. The precipitate is washed with sterile distilled water, resuspended in sterile distilled water at 4 ° C overnight, combined and lyophilized. The final lyophilized product is weighed and then a small portion (<10 mg) is taken, dissolved in 1 ml of toxin-free water, and a biochemical analysis is performed (see below).

Определение эндотоксина очищенного LPS выполняют с помощью хромогенного лизата амебоцитов мечехвоста (LAL). Эндотоксин E.coli служит контрольным реагентом для этого анализа. Все результаты представляли в международных единица эндотоксина (EU). Очищенный LPS также анализировали с помощью SDS-PAGE с окрашиванием серебром для определения наличия типичного многополосного профиля гладкого LPS. Фиг.1 показывает окрашенный серебром гель очищенного LPS S.dysenteriae 1, обнаруживая типичный многополосный характер гладкого LPS. Конечный продукт LPS имеет следовое содержание белков (<5%, определенное с помощью анализа Брэдфорда) и ДНК (<5%, определенное с помощью окрашивания Хехстом) и вступает в реакцию с серотип-специфичными антителами к LPS (анти-S.dysenteriae 1 LPS mAb MAB753 (Chemicon International) для LPS S.dysenteriae 1; mAb 2E8 for S.flexneri 2a LPS; MAB755 (Chemicon) для LPS S.sonnei), определенное с помощью вестерн-блоттинга или ELISA.Determination of purified LPS endotoxin is performed using a chromogenic horseshoe crab amoebocyte lysate (LAL). E. coli endotoxin serves as a control reagent for this assay. All results were presented in the international endotoxin unit (EU). Purified LPS was also analyzed by SDS-PAGE with silver staining to determine the presence of a typical multiband smooth LPS profile. Figure 1 shows a silver stained gel of purified LPS S.dysenteriae 1, revealing the typical multiband character of smooth LPS. The final LPS product has a trace protein content (<5% determined by Bradford analysis) and DNA (<5% determined by Hoechst stain) and reacts with serotype-specific antibodies to LPS (anti-S.dysenteriae 1 LPS mAb MAB753 (Chemicon International) for LPS S.dysenteriae 1; mAb 2E8 for S.flexneri 2a LPS; MAB755 (Chemicon) for LPS S.sonnei), determined by Western blotting or ELISA.

Количественное определение содержания IpaB и IpaC в InvaplexAR с помощью иммунологического анализаQuantification of IpaB and IpaC Content in Invaplex AR Using Immunological Assay

Количество IpaB и IpaC в Invaplex (синтетическом или нативном) определяли, используя модифицированную процедуру ELISA. В ELISA использовали очищенные рекомбинантные белки IpaB или IpaC для получения стандартных графиков определения количества антигенов в препаратах Invaplex. Планшеты для проведения ELISA Immulon IB (ThermoLab Systems) сенсибилизировали в течение ночи при 4°C либо 50 мкл рекомбинантного IpaB, рекомбинантного IpaC либо InvaplexAR. Антиген титровали (трижды), используя 2-кратные серийные разведения в карбонатном сенсибилизирующем буфере (0,2 М карбоната, pH 9,8) при начальных концентрациях 125 нг/мл (IpaB), 200 нг/мл (IpaC) и 10 мкг/мл (Invaplex). После промывания и блокирования казеином аффинно-очищенные моноклональные антитела, специфичные для IpaB (2F1) или IpaC (2G2) [32], инкубировали с планшетами, сенсибилизированными антигеном в течение 2 часов. После промывания детектировали антиген-специфичное антитело, используя антимышиный иммуноглобулин G (IgG), конъюгированный со щелочной фосфатазой (Kirkegaard & Perry). В качестве субстрата использовали пара-нитрофенилфосфат и измеряли оптическую плотность при длине волны 405 нм (OD405), используя планшет-ридер ELISA (Molecular Devices, Menlo Park, CA) через 60 минут после инкубации с субстратом. Используя программу Softmax Pro 4.5 (Molecular Devices), строили стандартные кривые, нанося OD405 против концентрации (нг/мл). Концентрацию неизвестных образцов затем интерполировали из стандартной кривой.The amount of IpaB and IpaC in Invaplex (synthetic or native) was determined using a modified ELISA procedure. The ELISA used purified recombinant IpaB or IpaC proteins to obtain standard graphs for determining the amount of antigens in Invaplex preparations. Immulon IB ELISA plates (ThermoLab Systems) were sensitized overnight at 4 ° C or 50 μl of recombinant IpaB, recombinant IpaC or Invaplex AR . The antigen was titrated (thrice) using 2-fold serial dilutions in a carbonate sensitizing buffer (0.2 M carbonate, pH 9.8) at initial concentrations of 125 ng / ml (IpaB), 200 ng / ml (IpaC) and 10 μg / ml (Invaplex). After washing and blocking with casein, affinity-purified monoclonal antibodies specific for IpaB (2F1) or IpaC (2G2) [32] were incubated with antigen sensitized plates for 2 hours. After washing, an antigen-specific antibody was detected using anti-mouse immunoglobulin G (IgG) conjugated to alkaline phosphatase (Kirkegaard & Perry). Para-nitrophenyl phosphate was used as the substrate and absorbance was measured at a wavelength of 405 nm (OD405) using an ELISA plate reader (Molecular Devices, Menlo Park, CA) 60 minutes after incubation with the substrate. Using the program Softmax Pro 4.5 (Molecular Devices), standard curves were plotted by applying OD405 against concentration (ng / ml). The concentration of unknown samples was then interpolated from the standard curve.

InvaplexAR создавали таким, чтобы он имел концентрации IpaB и IpaC и соотношение IpaC/IpaB, аналогичные Invaplex 24 HP. Определяли соотношение количества IpaC к IpaB для InvaplexAR и сравнивали с HP-Invaplex 24, наиболее чистой формой Invaplex. Молярное соотношение IpaC/IpaB в HP-Invaplex составляло приблизительно 8. Это определяли с помощью денситометрии гелей SDS-PAGE и анализов определения антител для IpaB и IpaC. В дополнение, предполагали, что содержание LPS соответствует относительной массе (приблизительно 0,5-0,6 мг LPS на каждый 1 мг белка), которая была найдена для HP-Invaplex.Invaplex AR was designed to have IpaB and IpaC concentrations and an IpaC / IpaB ratio similar to Invaplex 24 HP. The ratio of IpaC to IpaB was determined for Invaplex AR and compared with HP-Invaplex 24, the purest form of Invaplex. The molar ratio of IpaC / IpaB in the HP-Invaplex was approximately 8. This was determined by densitometry of SDS-PAGE gels and antibody determination assays for IpaB and IpaC. In addition, the LPS content was assumed to correspond to the relative weight (approximately 0.5-0.6 mg LPS for every 1 mg protein) that was found for HP-Invaplex.

Измерения LPS в InvaplexInvaplex LPS Measurements

Содержание LPS в препаратах Invaplex измеряли с помощью определения количества 2- кето-3-деоксиоктоната (KDO) в каждом препарате [43] или с помощью использования анализа амебоцитного лизата «лимулуса» (Cambrex Inc.).Invaplex LPS was measured by determining the amount of 2-keto-3-deoxyoctonate (KDO) in each preparation [43] or by using the limulus amoebocytic lysate assay (Cambrex Inc.).

Способ формирования синтетического Invaplex. Приготовление InvaplexAR для S.flexneri 2а, S.sonnet и S.dysenteriae 1The method of forming a synthetic Invaplex. Cooking Invaplex AR for S.flexneri 2a, S.sonnet and S.dysenteriae 1

Очищенные компоненты перемешивали в соотношении, аналогичном для высокоочищенного нативного Invaplex, с образованием синтетического Invaplex. Анализ HP-Invaplex S.flexneri 2а показал, что молярное соотношение IpaC/IpaB составляло приблизительно 8,0 и соотношение LPS к общему белку составляло приблизительно 0,56 мг LPS/мг общего белка. Используя эти параметры в качестве критерия для восстановления Invaplex из очищенных IpaB, IpaC и LPS, проводили серии экспериментов для создания InvaplexAR. Синтетический Invaplex очищали сразу после образования с помощью ионообменной жидкостной хроматографии быстрого разрешения (FPLC).The purified components were mixed in a ratio similar to the highly purified native Invaplex to form a synthetic Invaplex. HP-Invaplex S.flexneri 2a analysis showed that the IpaC / IpaB molar ratio was approximately 8.0 and the LPS to total protein ratio was approximately 0.56 mg LPS / mg total protein. Using these parameters as a criterion for recovering Invaplex from purified IpaB, IpaC, and LPS, a series of experiments were performed to create Invaplex AR . Synthetic Invaplex was purified immediately after formation by flash resolution chromatography (FPLC).

Очищенные, растворимые IpaB и IpaC, каждый в своем соответствующем конечном буфере, смешивали друг с другом в молярном соотношении IpaC/IpaB 8. После перемешивания IpaB и IpaC раствор медленно добавляли к сухому порошку LPS (соотношение LPS к общему белку составляет 0,56). Может быть использован LPS из любого вида Shigella, для описываемых экспериментов использовали LPS S.flexneri 2а, S.sonnei или S.dysenteriae 1. Смесь инкубировали при 37°C приблизительно в течение 2 часов при встряхивании. Затем смесь белок/LPS разбавляли 20 мМ Tris-HCl, 0,10 М NaCl и 1,2 М мочевины для снижения концентрации NaCl перед выполнением ионообменной хроматографии. Разбавленную смесь затем очищали на анионообменной колонке HiTrap(TM) Q HP.Purified, soluble IpaB and IpaC, each in their respective final buffer, were mixed with each other in a molar ratio of IpaC / IpaB 8. After mixing IpaB and IpaC, the solution was slowly added to the dry LPS powder (LPS to total protein ratio was 0.56). LPS from any Shigella species can be used; for the experiments described, LPS S.flexneri 2a, S.sonnei or S.dysenteriae 1 was used. The mixture was incubated at 37 ° C for approximately 2 hours with shaking. The protein / LPS mixture was then diluted with 20 mM Tris-HCl, 0.10 M NaCl and 1.2 M urea to reduce the concentration of NaCl before performing ion exchange chromatography. The diluted mixture was then purified on a HiTrap (TM) Q HP anion exchange column.

Эксперименты по сборке: формирование InvaplexAR S.flexneriAssembly experiments: formation of Invaplex AR S.flexneri

Предварительные эксперименты по сборке компенсировали нерастворимость IpaC путем сохранения обоих белков IpaC и IpaB в буфере, содержащем ≥4М мочевины. Как только смесь IpaC/IpaB добавили к LPS, растворимость не являлась более проблемной и допускала возможность удаления мочевины. Очищенный типичный IpaC сам по себе осаждается при разбавлении. В предварительных экспериментах молярное соотношение IpaC/IpaB 8 было сохранено путем добавления 8 мкМ HisTaglpaC к 1 мкМ IpaB в конечном объеме 1 мл. Оба белка изначально готовили в 20 мМ Tris-HCl, 0,5 М NaCl, 6 М мочевины, рН 7,9. Белки смешивали в стеклянной пробирке и инкубировали при температуре 37°C без встряхивания в течение 15 мин. Сухой LPS (230 мкг) в отдельной стеклянной пробирке также инкубировали при 37°C без перемешивания в течение 15 мин. Через 15 мин инкубации смесь IpaB+IpaC использовали для солюбилизации предварительно нагретого LPS путем медленного добавления белковой смеси по стенке пробирки с последующим интенсивным перемешиванием. Не наблюдалось заметного образования комочков и осаждение. Смесь IpaB/IpaC/LPS затем инкубировали при 37°C со встряхиванием (200 rpm) в течение 2 ч. Для ионообменной хроматографии (IEC) смесь разводили в пять раз предварительно нагретым буфером 20 мМ Tris, pH 9,0 для снижения концентрации соли. Осаждения смеси при охлаждении до комнатной температуры не наблюдалось. Для окончательной очистки разбавленную смесь IpaB/IpaC/LPS наносили на анионообменную колонку (HiTrap(TM) Q HP), для хроматографии использовали буфер A, содержащий 20 мМ Tris-HCl, рН 9,0, и буфер B, содержащий 1 М NaCl, 20 мМ Tris-HCl, рН 9,0, с элюцией ступенчатым градиентом от 0% (5 объемов колонки) до 24% (10 объемов колонки) до 50% (6 объемов колонки) до 100% Буфер B (5 объемов колонки). Собирали 1 мл фракций из 1 мл колонки HiTrap(TM) Q HP при скорости элюирования 1 мл/мин. Фракции анализировали на наличие IpaB, IpaC и LPS с помощью спотблоттинга. InvaplexAR S.flexneri элюированный в 50% В (фиг.2) содержал наибольшее количество всех трех компонентов (IpaB, IpaC и LPS), как было определено с помощью вестерн-блоттинга и окрашенных серебром гелей (фиг.2А). Комплекс IpaB/IpaC/LPS элюировался между стандартами 1 МДа и 669 кДа, то есть имел аналогичный интервал размеров, что и HP-Invaplex.Preliminary assembly experiments compensated for the insolubility of IpaC by storing both IpaC and IpaB proteins in a buffer containing 4 4M urea. Once the IpaC / IpaB mixture was added to the LPS, solubility was not more problematic and allowed the urea to be removed. The purified typical IpaC itself precipitates upon dilution. In preliminary experiments, the molar ratio of IpaC / IpaB 8 was maintained by adding 8 μM HisTaglpaC to 1 μM IpaB in a final volume of 1 ml. Both proteins were initially prepared in 20 mM Tris-HCl, 0.5 M NaCl, 6 M urea, pH 7.9. Proteins were mixed in a glass tube and incubated at 37 ° C without shaking for 15 minutes. Dry LPS (230 μg) in a separate glass tube was also incubated at 37 ° C without stirring for 15 minutes. After 15 minutes of incubation, the IpaB + IpaC mixture was used to solubilize the preheated LPS by slowly adding the protein mixture over the wall of the tube, followed by vigorous stirring. No noticeable lump formation and precipitation were observed. The IpaB / IpaC / LPS mixture was then incubated at 37 ° C with shaking (200 rpm) for 2 hours. For ion exchange chromatography (IEC), the mixture was diluted five times with pre-heated 20 mM Tris buffer, pH 9.0, to reduce the salt concentration. Precipitation of the mixture upon cooling to room temperature was not observed. For final purification, a diluted mixture of IpaB / IpaC / LPS was applied to an anion exchange column (HiTrap (TM) Q HP), buffer A containing 20 mM Tris-HCl, pH 9.0, and buffer B containing 1 M NaCl were used for chromatography. 20 mM Tris-HCl, pH 9.0, with a stepwise gradient elution from 0% (5 column volumes) to 24% (10 column volumes) to 50% (6 column volumes) to 100% Buffer B (5 column volumes). 1 ml fractions were collected from a 1 ml HiTrap (TM) Q HP column at an elution rate of 1 ml / min. Fractions were analyzed for the presence of IpaB, IpaC and LPS using spot blotting. Invaplex AR S.flexneri eluted at 50% B (FIG. 2) contained the highest amount of all three components (IpaB, IpaC and LPS) as determined by western blotting and silver stained gels (FIG. 2A). The IpaB / IpaC / LPS complex was eluted between the 1 MDa and 669 kDa standards, i.e., it had the same size range as the HP-Invaplex.

Крупномасштабное производство синтетического Invaplex S.dysenteriae 1Large-scale production of synthetic Invaplex S.dysenteriae 1

Повторяли вышеприведенный эксперимент, только с десятикратным увеличением количества реагентов для повышения выхода InvaplexAR. В дополнение, вместо LPS S.flexneri использовали LPS S.dysenteriae 1. Также 3,28 мг IpaC в 20 мМ Tris-HCl, 0,5 М NaCl, 6 М Мочевины, рН 7,9, смешивали с 0,62 мг IpaB в 20 мМ Tris-HCl, 0,5 М NaCl, рН 7,9, в общем объеме 5 мл. Белковую смесь и отельную пробирку с LPS (2,1 мг) предварительно нагревали до 37°C. Смесь IpaB+IpaC добавляли к пробирке с LPS и тщательно перемешивали для растворения LPS. Осаждения не наблюдалось. Реакционную смесь инкубировали при 37°C при встряхивании (200 rpm) в течение 2 часов. Затем предварительно нагретый Буфер А для IEC (20 мМ Tris-HCl, рН 9,0) добавляли для разбавления соли 1:5, получая конечный объем 25 мл. После охлаждения до комнатной температуры разбавленную реакционную смесь помещали в 1 мл колонку HiTrap(TM) Q HP для IEC и элюировали ступенчатым градиентом для очистки Invaplex (см. выше). InvaplexAR S.dysenteriae 1 элюировался в 50% Буфере B. Он содержал IpaB, IpaC и LPS S.dysenteriae 1 (фиг.2C). Анализ пиков 0,24 М и 1,0М NaCl не определил значимые количества IpaB, IpaC или LPS. Выход полученного InvaplexAR составлял приблизительно 10-20% от общего количества белка, использовавшегося для получения комплекса.The above experiment was repeated, with only a ten-fold increase in the number of reagents to increase the yield of Invaplex AR . In addition, LPS S.dysenteriae 1 was used instead of S.flexneri LPS. Also, 3.28 mg of IpaC in 20 mM Tris-HCl, 0.5 M NaCl, 6 M Urea, pH 7.9, were mixed with 0.62 mg of IpaB in 20 mM Tris-HCl, 0.5 M NaCl, pH 7.9, in a total volume of 5 ml. The protein mixture and the LPS hotel tube (2.1 mg) were preheated to 37 ° C. A mixture of IpaB + IpaC was added to the LPS tube and mixed thoroughly to dissolve the LPS. No precipitation was observed. The reaction mixture was incubated at 37 ° C with shaking (200 rpm) for 2 hours. Then, pre-heated IEC A Buffer A (20 mM Tris-HCl, pH 9.0) was added to dilute the salt 1: 5, giving a final volume of 25 ml. After cooling to room temperature, the diluted reaction mixture was placed on a 1 ml HiTrap (TM) Q HP IEC column and was eluted with a step gradient for Invaplex purification (see above). Invaplex AR S.dysenteriae 1 was eluted in 50% Buffer B. It contained IpaB, IpaC and LPS S.dysenteriae 1 (FIG. 2C). Peak analysis of 0.24 M and 1.0 M NaCl did not determine significant amounts of IpaB, IpaC or LPS. The yield of Invaplex AR obtained was approximately 10-20% of the total amount of protein used to produce the complex.

Аналогичные эксперименты по сборке проводились для S.sonnei, приводя к получению InvaplexAR S.sonnei (см. фиг.2B).Similar assembly experiments were conducted for S.sonnei, resulting in an Invaplex AR S.sonnei (see FIG. 2B).

Крупномасштабное производство InvaplexAR Shigella flexneri 2аLarge-scale production of Invaplex AR Shigella flexneri 2a

Пятнадцатикратное увеличение содержания реагентов применяли для получения большего количества InvaplexAR для специальных исследований. Используя молярное соотношение 8 IpaC/1 IpaB, 16,4 мг IpaC (в 20 мМ Tris-HCl, 0,5 М NaCl, 6 М Мочевины, рН 7,9) смешивали с 3,1 мг IpaB (в 20 мМ Tris-HCl, 0,5 М NaCl, рН 7,9) в общем объеме 20 мл. Белковую смесь и отдельную пробирку с LPS Shigella flexneri 2а (11,4 мг) предварительно нагревали до 37°C. Смесь IpaB+IpaC добавляли к пробирке с LPS и тщательно перемешивали для растворения LPS. Реакционную смесь инкубировали при 37°C при встряхивании (200 rpm) в течение 2 часов. Затем предварительно нагретый Буфер A для IEC (20 мМ Tris-HCl, рН 9,0) добавляли для разбавлении соли 1:5, получая конечный объем 100 мл. После охлаждения до комнатной температуры разбавленную реакционную смесь наносили на 5 мл колонку HiTrap(TM) Q HP для IEC и элюировали ступенчатым градиентом для очистки Invaplex (см. выше). InvaplexAR S.flexneri 2а элюировался в 50% Буфере B. Он содержал IpaB, IpaC и LPS S.flexneri 2a. Анализ пиков 0,24 M и 1,0М NaCl не определил значимые количества IpaB, IpaC или LPS. Выход полученного InvaplexAR составлял приблизительно 9% от общего количества белка, использующегося для получения комплекса.A fifteen-fold increase in reagent content was used to produce more Invaplex AR for special studies. Using a molar ratio of 8 IpaC / 1 IpaB, 16.4 mg IpaC (in 20 mM Tris-HCl, 0.5 M NaCl, 6 M Urea, pH 7.9) were mixed with 3.1 mg IpaB (in 20 mM Tris- HCl, 0.5 M NaCl, pH 7.9) in a total volume of 20 ml. The protein mixture and a separate tube with Shigella flexneri 2a LPS (11.4 mg) were pre-heated to 37 ° C. A mixture of IpaB + IpaC was added to the LPS tube and mixed thoroughly to dissolve the LPS. The reaction mixture was incubated at 37 ° C with shaking (200 rpm) for 2 hours. Then, pre-heated IEC A Buffer A (20 mM Tris-HCl, pH 9.0) was added to dilute the salt 1: 5, giving a final volume of 100 ml. After cooling to room temperature, the diluted reaction mixture was loaded onto a 5 ml HiTrap (TM) Q HP column for IEC and was eluted with a step gradient for Invaplex purification (see above). Invaplex AR S.flexneri 2a was eluted in 50% Buffer B. It contained IpaB, IpaC and LPS S.flexneri 2a. Peak analysis of 0.24 M and 1.0 M NaCl did not determine significant amounts of IpaB, IpaC or LPS. The yield of Invaplex AR obtained was approximately 9% of the total amount of protein used to produce the complex.

Анализ препаратов InvaplexAR с помощью электрофореза и вестерн-блоттинга для IpaB и IpaCAnalysis of Invaplex AR preparations by electrophoresis and Western blotting for IpaB and IpaC

Общие белки препаратов InvaplexAR определяли с помощью SDS-PAGE окрашенных гелей. Вестерн-блоттинги использовали для определения присутствия, размера и относительных концентраций IpaB и IpaC. Окрашенные серебром гели использовали для оценки профиля LPS [18]. Моноклональные антитела, специфичные либо к белку IpaB, либо к IpaC, использовали для анализа нитроцеллюлозных блотов [32]. После инкубации с протеином A, конъюгированным со щелочной фосфатазой, блоты обрабатывали ASMX фосфатом (Sigma) и красителем Fast red TR (Sigma). Видеоизображения блотов анализировали на компьютере Macintosh, используя видеокамеру CCD (Cohu) и программное обеспечение NIH Image (версия 1.62). Денситометрия цифровых изображений осуществлялась с помощью аналитической программы GelPro Image (версия 2.0.10, Media Cybernetics, Inc.). Профиль геля, содержащего общий белок, и содержание IpaB и IpaC должны совпадать с таковыми для HP-Invaplex 24 или HP-Invaplex 50.Total proteins of Invaplex AR preparations were determined using SDS-PAGE stained gels. Western blots were used to determine the presence, size, and relative concentrations of IpaB and IpaC. Silver stained gels were used to evaluate the LPS profile [18]. Monoclonal antibodies specific for either the IpaB protein or IpaC were used to analyze nitrocellulose blots [32]. After incubation with protein A conjugated with alkaline phosphatase, the blots were treated with ASMX phosphate (Sigma) and Fast red TR dye (Sigma). The video images of the blots were analyzed on a Macintosh computer using a CCD video camera (Cohu) and NIH Image software (version 1.62). Densitometry of digital images was carried out using the analytical program GelPro Image (version 2.0.10, Media Cybernetics, Inc.). The profile of the gel containing the total protein, and the contents of IpaB and IpaC should be the same as those for HP-Invaplex 24 or HP-Invaplex 50.

Гель-фильтрацияGel filtration

Гель-фильтрацию использовали для определении, действительно ли компоненты InvaplexAR, обнаруженные при ионообменной хроматографии, образуют комплекс. Это тот же способ, который используется для получения HP-Invaplex. На колонку Superose 6 HR 10/30 (Amersham Pharmacia), откалиброванную голубым декстраном 200 (2 МДа), тиреоглобулином (669 кДа) и овальбумином (43 кДа), наносили InvaplexAR (приблизительно 3 мг). Фракции (0,5 мл, при скорости потока 0,25 мл/мин) собирали и анализировали с помощью иммуно-спот блотинга на наличие IpaB, IpaC и LPS. Все три компонента InvaplexAR (IpaB, IpaC и LPS) элюировались во фракции между 2 МДа и 669 кДа, демонстрируя, что они связаны в комплекс, так как они элюировались с размером, намного большим, чем отдельные компоненты (43 кДа для IpaC; 62 кДа для IpaB). Размер SEC InvaplexAR аналогичен размеру, при котором элюировался HP-Invaplex.Gel filtration was used to determine if the Invaplex AR components detected by ion exchange chromatography really form a complex. This is the same method used to produce HP-Invaplex. Invaplex AR (approximately 3 mg) was applied to a Superose 6 HR 10/30 column (Amersham Pharmacia) calibrated with blue dextran 200 (2 MDa), thyroglobulin (669 kDa) and ovalbumin (43 kDa). Fractions (0.5 ml, at a flow rate of 0.25 ml / min) were collected and analyzed by immuno-spot blotting for IpaB, IpaC and LPS. All three Invaplex AR components (IpaB, IpaC, and LPS) eluted in the fraction between 2 MDa and 669 kDa, demonstrating that they were bound together, as they eluted with a size much larger than the individual components (43 kDa for IpaC; 62 kDa for IpaB). The SEC Invaplex AR size is similar to the size at which HP-Invaplex was eluted.

Оценка InvaplexAR S.dysenteriae 1 в тканевой модели поглощенияAssessment of Invaplex AR S.dysenteriae 1 in tissue absorption model

Invaplex прикрепляется к и стимулирует эндоцитоз в культивированных клетках млекопитающих. Это свойство зависит от присутствия инвазивов IpaB и IpaC и применения актина клетки-хозяина в течение процесса эндоцитоза [38]. Анализ поглощения Invaplex является моделью in vitro, используемой для измерения функциональной активности препаратов Invaplex. Анализ моделировали после анализа бляшкообразования Shigella [39] и анализа поглощения Shigella [40, 41]. Анализ включал инкубирование InvaplexAR с фибробластами ВНК-21 (60-70% слипание) на предметном стекле. После инкубации в течение 5, 15, 30 или 60 минут клетки промывали трижды PBS и фиксировали формалином. Нарушали проницаемость мембран фиксированных клеток PBS, дополненного 0,1% Triton Х-100 и 0,1% BSA (промывочный буфер) и исследовали с помощью поликлональных мышиных сывороточных антител, специфичных к LPS, IpaB и IpaC. Связанные поликлональные мышиные антитела детектировали с помощью GAM-IgG-Oregon Green 488 (Molecular Probes), с последующим контрастным окрашиванием DAPI для идентификации ядра. Клетки, обработанные Invaplex, исследовали под флуоресцентными микроскопом с фиксированием цифрового изображения. Оба нативный и синтетический Invaplex S.dysenteriae 1 поглощались клетками ВНК с одинаковым видом окрашенной цитоплазмы для обоих препаратов, подтверждая, что InvaplexAR сохраняет способность стимулировать поглощение клетками млекопитающих (фиг.4). Это показывает, что объединение рекомбинантных IpaB и IpaC с LPS S.dysenteriae 1 в комплекс, выделенный с помощью ионообменной FPLC, приводит к получению синтетического продукта, который сохраняет такую же биологическую активность, что и нативный комплекс.Invaplex attaches to and stimulates endocytosis in cultured mammalian cells. This property depends on the presence of IpaB and IpaC invasives and the use of host cell actin during the endocytosis process [38]. Invaplex Absorption Analysis is an in vitro model used to measure the functional activity of Invaplex preparations. The analysis was modeled after analysis of Shigella plaque formation [39] and Shigella absorption analysis [40, 41]. The analysis included incubation of Invaplex AR with BHK-21 fibroblasts (60-70% adhesion) on a glass slide. After incubation for 5, 15, 30 or 60 minutes, the cells were washed three times with PBS and fixed with formalin. The permeability of the membranes of fixed PBS cells supplemented with 0.1% Triton X-100 and 0.1% BSA (wash buffer) was impaired and examined using polyclonal murine serum antibodies specific for LPS, IpaB and IpaC. Bound polyclonal murine antibodies were detected using GAM-IgG-Oregon Green 488 (Molecular Probes), followed by contrast staining with DAPI to identify the nucleus. Invaplex-treated cells were examined under a fluorescence microscope with digital imaging. Both native and synthetic Invaplex S.dysenteriae 1 were absorbed by BHK cells with the same type of stained cytoplasm for both preparations, confirming that Invaplex AR retains the ability to stimulate uptake by mammalian cells (Figure 4). This shows that combining the recombinant IpaB and IpaC with S. dysenteriae 1 LPS into a complex isolated by ion exchange FPLC results in a synthetic product that retains the same biological activity as the native complex.

Иммуногенность, адъювантность и защитная эффективность вакцин, содержащих нативный и синтетический InvaplexImmunogenicity, adjuvance and protective efficacy of vaccines containing native and synthetic Invaplex

Модели легочной инфекции мышей [31] и кератоконъюнктивита морских свинок [44] использовали для определения, стимулирует ли интраназальная иммунизация с InvaplexAR S.flexneri 2а защитный иммунный ответ, который эффективен против заражения гомологичным S.flexneri 2а. Отдельные исследования на мышах применялись для определения, может ли защитить иммунизация с InvaplexAR S.sonnei от заражения гомологичным S.sonnei и от заражения гетерологичным S.flexneri 2а. Дополнительные исследования проводили для оценки адъювантной активности InvaplexAR, используя овальбумин (OVA) в качестве иммуногена. В экспериментах на адъювантность иммунные ответы, вызванные после иммунизации только OVA, сравнивали с иммунными ответами, вызванными OVA в комбинации с или с нативным Invaplex, InvaplexAR или с токсином холеры установленного мощного мукозного адъюванта. Эксперименты на морских свинках и мышах проводили в WRAIR при использовании протокола IACUC.Models of mouse lung infection [31] and guinea pig keratoconjunctivitis [44] were used to determine whether intranasal immunization with Invaplex AR S.flexneri 2a stimulates a protective immune response that is effective against infection with homologous S.flexneri 2a. Separate studies in mice were used to determine if immunization with Invaplex AR S.sonnei could protect against infection with homologous S.sonnei and against infection with heterologous S.flexneri 2a. Additional studies were performed to evaluate the adjuvant activity of Invaplex AR using ovalbumin (OVA) as an immunogen. In adjuvant experiments, the immune responses elicited after OVA immunization alone were compared with the immune responses elicited by OVA in combination with or with native Invaplex, Invaplex AR, or with the cholera toxin of a potent mucosal adjuvant established. Guinea pig and mouse experiments were performed in WRAIR using the IACUC protocol.

Эксперименты на мышахMouse experiments

Четыре отдельных эксперимента на животных были выполнены для оценки иммуногенности, адъювантности и защитной эффективности синтетического Invaplex. Использовали традиционные способы в каждом эксперименте и описывали в следующих параграфах. Методы и материалы, специфичные для каждого исследования, указаны в отдельных разделах.Four separate animal experiments were performed to evaluate the immunogenicity, adjuvance, and protective efficacy of the synthetic Invaplex. Traditional methods were used in each experiment and described in the following paragraphs. Methods and materials specific to each study are indicated in separate sections.

Иммунизации и заражениеImmunization and infection

Мышей иммунизировали в 0, 14 и 28 день. Общий объем антигена 25 мкл вводили по 5-6 небольших капель, которые закапывали в наружные ноздри с помощью микропипетки. Кровь брали из хвоста, отбирая у мышей на дни 0, 28 и 42 и через 2 недели после заражения (день 63). На день 35 или 42 мышам делали эвтаназию с последующим немедленным сбором мукозных смывов и удаляли селезенку для анализа пролиферации и образования цитокинов in vitro InvaplexAR S.flexneri 2a. Через три недели после конечной иммунизации мышей (15 на группу) заражали интраназально летальной дозой (1,6×107 коэ) S.flexneri 2а (2457Т) или S.sonnei (Mosely, 8×106 коэ), как описано для модели инфицирования легких мышей [34]. До интраназальной иммунизации или заражения мышей анестезировали смесью гидрохлорида кетамина (40 мг/кг) и ксилазина (12 мг/кг). Зараженных мышей ежедневно контролировали в течение двух недель для определения потери веса, взъерошенной шерсти и сонливости, а также смерти, использующейся в качестве конечной точки. Выжившие мыши кровоточили 14 дней после заражения (день 63).Mice were immunized on days 0, 14 and 28. A total volume of antigen of 25 μl was injected in 5-6 small drops, which were instilled into the external nostrils using a micropipette. Blood was taken from the tail, taken from mice on days 0, 28 and 42 and 2 weeks after infection (day 63). On day 35 or 42, the mice were euthanized, followed by immediate collection of mucosal swabs, and the spleen was removed to analyze proliferation and cytokine formation in vitro of Invaplex AR S.flexneri 2a. Three weeks after the final immunization, mice (15 per group) were infected with an intranasally lethal dose (1.6 × 10 7 cfu) S.flexneri 2a (2457T) or S.sonnei (Mosely, 8 × 10 6 cfu), as described for the model infection of the lungs of mice [34]. Before intranasal immunization or infection, mice were anesthetized with a mixture of ketamine hydrochloride (40 mg / kg) and xylazine (12 mg / kg). Infected mice were monitored daily for two weeks to determine weight loss, tousled hair and drowsiness, as well as death used as an endpoint. Surviving mice bled 14 days after infection (day 63).

Исследование иммуногенности и защиты InvaplexAR S.flexneri 2аStudy of the immunogenicity and protection of Invaplex AR S.flexneri 2a

Отдельные группы мышей-самок Balb/c (10-15 мышей/группу) иммунизировали интраназально на день 0, 14 и 28 либо 5 мкг нативного Invaplex S.flexneri 2а (серия JWJX) или 2,5 мкг синтетического InvaplexAR S.flexneri 2а (Серия KF-D3D4). Контрольными животными являлись животные, привитые физиологическим раствором. Кровь собирали на день 0, 28, 42 и 63. Животных заражали интраназально на день 49.Separate groups of Balb / c (10-15 mice / group) female mice were immunized intranasally on days 0, 14 and 28 either 5 ug of native Invaplex S.flexneri 2a (series JWJX) or 2.5 ug synthetic Invaplex AR S.flexneri 2a (KF-D3D4 Series). Control animals were animals inoculated with saline. Blood was collected on day 0, 28, 42 and 63. Animals were infected intranasally on day 49.

Исследование иммуногенности и защиты InvaplexAR S.flexneri 2а IIStudy of the immunogenicity and protection of Invaplex AR S.flexneri 2a II

Отдельные группы мышей-самок Balb/c (15-20 мышей/группу) иммунизировали интраназально на день 0, 14 и 28 либо 5 мкг нативного Invaplex S.flexneri 2а (серия JWJX) или 2,5 мкг синтетического InvaplexAR S.flexneri 2а (серия KR-C5). Контрольными животными являлись животные, привитые физиологическим раствором. Кровь собирали на день 0, 28, 42 и 63. Смывы из легких и кишечника собирали на день 42 у 4 животных из группы. Оставшихся животных заражали интраназально на день 49.Separate groups of Balb / c (15-20 mice / group) female mice were immunized intranasally on days 0, 14 and 28 either 5 ug of native Invaplex S.flexneri 2a (series JWJX) or 2.5 ug synthetic Invaplex AR S.flexneri 2a (KR-C5 series). Control animals were animals inoculated with saline. Blood was collected on day 0, 28, 42 and 63. Lavage from the lungs and intestines was collected on day 42 in 4 animals from the group. The remaining animals were intranasally infected on day 49.

Изучение адъювантности InvaplexAR S.flexneri 2аInvaplex AR S.flexneri 2a adjuvant study

Способность InvaplexAR функционировать как мукозный адъювант определяли у мышей, используя овальбумин (OVA) в качестве модели антигена протеина. Мышей Balb/cByJ (5 мышей/группу) интраназально иммунизировали на день 0, 14 и 28 только с OVA (5 мкг) или OVA (5 мкг) в комбинации либо с InvaplexAR S.flexneri 2а (серия KF-D3D4; 2,5 мкг), нативным Invaplex S.flexneri 2а (Серия JWJX; 5 мкг) либо с холерным токсином (СТ; 5 мкг). Кровь собирали на день 0, 28 и 42. Контрольных животных прививали физиологическим раствором. Смывы из легких и кишечника собирали на день 42. Сывороточные титры в конечной точке на день 0, 28 и 42 со специфичностью для Invaplex 24, Invaplex 50, LPS, OVA, IpaB и IpaC определяли с помощью ELISA. Антиген-специфичные антитела в смывах со слизистых оболочек также оценивали.The ability of Invaplex AR to function as a mucosal adjuvant was determined in mice using ovalbumin (OVA) as a model of protein antigen. Balb / cByJ mice (5 mice / group) were intranasally immunized on day 0, 14 and 28 with only OVA (5 μg) or OVA (5 μg) in combination with either Invaplex AR S.flexneri 2a (KF-D3D4 series; 2, 5 μg), native Invaplex S.flexneri 2a (JWJX Series; 5 μg) or with cholera toxin (CT; 5 μg). Blood was collected on day 0, 28 and 42. Control animals were inoculated with saline. Lavage from the lungs and intestines were collected on day 42. Endpoint serum titers on day 0, 28 and 42 with specificity for Invaplex 24, Invaplex 50, LPS, OVA, IpaB and IpaC were determined by ELISA. Antigen-specific antibodies in swabs from the mucous membranes were also evaluated.

Исследование иммуногенности и защиты InvapIexAR S.sonnetImmunogenicity and protection study InvapIex AR S.sonnet

Иммуногенность и защитную эффективность InvaplexAR S.sonnei определяли у мышей, используя гомологичное (S.sonnei 53G) и гетерологичное (S.flexneri 2а 2457Т) заражения. Мышей Balb/cByJ (10-15 мышей/группу) интраназально иммунизировали на день 0, 14 и 28 InvaplexAR S.sonnei (серия KJ-D3D6; 2,5 мкг), нативным Invaplex S.sonnei (Серия JOJP; 5 мкг) или нативным Invaplex S.flexneri 2а (Серия JWJX; 5 мкг). Контрольных животных прививали физиологическим раствором. Кровь собирали на день 0, 28 и 42.The immunogenicity and protective efficacy of Invaplex AR S.sonnei was determined in mice using homologous (S.sonnei 53G) and heterologous (S.flexneri 2a 2457T) infections. Balb / cByJ mice (10-15 mice / group) were intranasally immunized on days 0, 14 and 28 of Invaplex AR S.sonnei (KJ-D3D6 series; 2.5 μg), native Invaplex S.sonnei (JOJP series; 5 μg) or native Invaplex S.flexneri 2a (JWJX Series; 5 mcg). Control animals were inoculated with saline. Blood was collected on day 0, 28, and 42.

Эксперименты на морских свинкахGuinea pig experiments

Морских свинок (вид Hartley, 6-10 на группу) иммунизировали интраназально вакцинами, содержащими синтетический или нативный Invaplex (25 мкг/дозу). Дозовый объем (100 мкл) распределяли равномерно между каждой ноздрей. Физиологический раствор использовался для иммунизации контрольных животных. Морских свинок иммунизировали на дни 0, 14 и 28, и кровь из латеральной ушной вены кровоточила на дни 0, 28, 42 и в течение 14 дней после заражения. Перед интраназальной иммунизацией морских свинок анестезировали смесью из кетамина (40 мг/мг) и ксилазина (4 мг/кг). Через три недели после третьей иммунизации морских свинок заражали интраокулярно S.flexneri 2а (штамм 2457Т) и за ними наблюдали ежедневно в течение 5 дней для оценки степени воспаления и кератоконъюнктивита, как ранее описывалось [44].Guinea pigs (Hartley species, 6-10 per group) were immunized intranasally with vaccines containing a synthetic or native Invaplex (25 μg / dose). A dose volume (100 μl) was distributed evenly between each nostril. Saline was used to immunize control animals. Guinea pigs were immunized on days 0, 14, and 28, and blood from the lateral ear vein was bleeding on days 0, 28, 42, and within 14 days after infection. Before intranasal immunization, guinea pigs were anesthetized with a mixture of ketamine (40 mg / mg) and xylazine (4 mg / kg). Three weeks after the third immunization, guinea pigs were intraocularly infected with S. flexneri 2a (strain 2457T) and they were monitored daily for 5 days to assess the degree of inflammation and keratoconjunctivitis, as previously described [44].

ELISAELISA

Антиген-специфичные IgA и IgG антитела в сыворотке и выделениях со слизистых оболочек, включая легочные и интестинальные лаважи и каловые выделения от иммунизированных и/или зараженных мышей и морских свинок [18, 29, 46], определяли с помощью ELISA. На 96-луночные планшеты Immunlon TJB для ELISA (ThermoLab Systems) сенсибилизировали антигенами, включая очищенный LPS S.flexneri 2а, LPS S.sonnei, экстрагированные водой антигены Shigella, очищенные белки IpaB и IpaC и нативный Invaplex S.flexneri 2а и OVA в течение ночи при 4°C. Планшеты блокировали 2% казеином (в буфере Tris-физиологический раствор, рН 7,5) и серию двукратных разведений сыворотки и смывов со слизистых инкубировали сенсибилизированными антигеном планшетами в течение 4 часов при 25°C. После промывания PBS, содержащим 0,05% Tween 20, антиген-специфическое связывание антитела определяли с помощью анти-мышиных IgG или анти-мышиных IgA антител, конъюгированных с щелочной фосфотазой (Kirkegaard & Perry). Активность щелочной фосфатазы определяли с использованием п-нитрофенилфосфата в качестве субстрата (1 мг/мл). После 30-мин инкубации с субстратом измеряли оптическую плотность (OD405), используя планшет-ридер для ELISA (Molecular Devices, Menlo Park, CA). Для каждого животного определяли титры в конечной точке и использовали для вычисления средних геометрических титров для каждой группы в каждый момент времени. Обычно животные, интраназально иммунизированные Invaplex, отвечали 4-8-кратным повышением сывороточных (IgG и IgA) и мукозных (легкие и кишечник) IgA тиров на антигены Shigella по сравнению с преиммунными образцами или контрольными животными, иммунизированными физиологическим раствором.Antigen-specific IgA and IgG antibodies in serum and mucosal secretions, including pulmonary and intestinal lavages and feces from immunized and / or infected mice and guinea pigs [18, 29, 46], were determined using ELISA. Immunlon TJB 96-well ELISA plates (ThermoLab Systems) were sensitized with antigens, including purified LPS S.flexneri 2a, LPS S.sonnei, water-extracted Shigella antigens, purified IpaB and IpaC proteins and native Invaplex S.flexneri 2a and OVA for nights at 4 ° C. The plates were blocked with 2% casein (in Tris-physiological saline buffer, pH 7.5) and a series of two dilutions of serum and mucosal washings were incubated with antigen sensitized plates for 4 hours at 25 ° C. After washing with PBS containing 0.05% Tween 20, antigen-specific antibody binding was determined using anti-mouse IgG or anti-mouse IgA antibodies conjugated with alkaline phosphatase (Kirkegaard & Perry). Alkaline phosphatase activity was determined using p-nitrophenyl phosphate as a substrate (1 mg / ml). After 30 minutes of incubation with the substrate, the optical density (OD405) was measured using an ELISA plate reader (Molecular Devices, Menlo Park, CA). For each animal, titers at the end point were determined and used to calculate geometric mean titers for each group at each time point. Typically, animals intranasally immunized with Invaplex responded with a 4–8-fold increase in serum (IgG and IgA) and mucosal (lungs and intestines) IgA thirates to Shigella antigens compared to preimmune samples or control animals immunized with saline.

Анализ общего IgATotal IgA Analysis

Концентрацию общего IgA в мукозных образцах определяли с помощью иммуноферментного анализа. Концентрации образцов определяли по стандартным кривым, используя очищенный мышиный IgA, анализируемый параллельно. Специфичную активность мукозного IgA рассчитывали путем деления значения титра в конечной точке для каждого отдельного мукозного образца на значение концентрации общего IgA в том же образце [47].The concentration of total IgA in mucosal samples was determined using enzyme-linked immunosorbent assay. Concentrations of samples were determined from standard curves using purified murine IgA assayed in parallel. The specific activity of mucosal IgA was calculated by dividing the titer value at the end point for each individual mucosal sample by the concentration value of total IgA in the same sample [47].

Антигенная стимуляция культивированных лимфоцитов из мышей, иммунизированных InvaplexAR Antigenic stimulation of cultured lymphocytes from mice immunized with Invaplex AR

Пролиферацию лимфоцитов при стимуляции антигена определяли, используя спленоциты, выделенные из Invaplex-иммунизированных мышей и нативных мышей. Мононуклеарные клетки (2×105 на лунку) инкубировали с Invaplex, IpaB или IpaC или препаратами LPS S.flexneri 2а. Одновременно в отдельных лунках спленоциты стимулировали конканавалином A в качестве положительного контроля. Отрицательные контроли включали клетки, инкубированные в полной среде, и клетки от нативных мышей, стимулированные антигеном. После инкубации антигена в течение 4-7 дней клеточную пролиферацию измеряли путем нерадиоактивного определения активности дегидрогеназы, используя MTS (Promega) [48]. Наблюдалась сильная корреляция с увеличением оптической плотности индикаторов и количества жизнеспособных клеток на лунку. Для определения цитокинов до измерения пролиферации на 3 и 5 дни собирали супернатанты клеточных культур (см. ниже). Индексы стимуляции (SI) рассчитывали путем деления средней оптической плотности антиген-стимулированных клеток на среднюю оптическую плотность клеток, стимулированных только средой. SI клеток из мышей, иммунизированных Invaplex, сравнивали с SI клеток из неиммунизированных мышей.Lymphocyte proliferation during antigen stimulation was determined using splenocytes isolated from Invaplex-immunized mice and native mice. Mononuclear cells (2 × 10 5 per well) were incubated with Invaplex, IpaB or IpaC or S.flexneri 2a LPS preparations. At the same time, in separate wells, splenocytes were stimulated with concanavalin A as a positive control. Negative controls included cells incubated in complete medium and cells from native mice stimulated with antigen. After antigen incubation for 4-7 days, cell proliferation was measured by non-radioactive determination of dehydrogenase activity using MTS (Promega) [48]. A strong correlation was observed with an increase in the optical density of indicators and the number of viable cells per well. To determine the cytokines before measuring proliferation on days 3 and 5, cell culture supernatants were collected (see below). Stimulation indices (SI) were calculated by dividing the average optical density of antigen-stimulated cells by the average optical density of cells stimulated only by medium. SI cells from Invaplex immunized mice were compared with SI cells from non-immunized mice.

Антиген-специфичный системный иммунный ответ после интраназальной иммунизации InvaplexAR Antigen-specific systemic immune response after intranasal immunization with Invaplex AR

Иммуногенность синтетического Invaplex (InvaplexAR) S.flexneri 2а, изготовленного из отдельных очищенных компонентов, а не вирулентного организма (нативный Invaplex) оценивали у мышей. Группы мышей (n=6-10) были интраназально иммунизированы на день 0, 14 и 28 нативным Invaplex 24 S.flexneri 2а (5 или 10 мкг), InvaplexAR (2,5 мкг), очищенным IpaB (2,5 мкг), очищенным IpaC (2,5 мкг), LPS (2,5 мкг) или физиологическим раствором. Через три недели после третьей иммунизации (день 49) мышей заражали Shigella flexneri 2а (2457Т). Кровь, отобранная на день 0, 28, 42 и 63, анализировали с помощью ELISA для определения реакций сывороточных IgG и IgA на Invaplex 50, Invaplex 24, очищенного LPS, IpaB и IpaC. Фиг.5 и 6 отображают титры сывороточных IgG и IgA в конечной точке, определенные в крови, отобранной на день 42 (через две недели после третьей иммунизации).The immunogenicity of the synthetic Invaplex (Invaplex AR ) S.flexneri 2a made from separate purified components rather than a virulent organism (native Invaplex) was evaluated in mice. Groups of mice (n = 6-10) were intranasally immunized on day 0, 14 and 28 with native Invaplex 24 S.flexneri 2a (5 or 10 μg), Invaplex AR (2.5 μg), purified IpaB (2.5 μg) purified IpaC (2.5 μg), LPS (2.5 μg) or saline. Three weeks after the third immunization (day 49), the mice were infected with Shigella flexneri 2a (2457T). Blood sampled on day 0, 28, 42, and 63 was analyzed by ELISA to determine serum IgG and IgA responses to Invaplex 50, Invaplex 24, purified LPS, IpaB, and IpaC. Figures 5 and 6 depict serum IgG and IgA titers at the endpoint, determined in blood sampled on day 42 (two weeks after the third immunization).

Привитые физиологическим раствором мыши и преиммунная сыворотка от иммунизированных мышей не содержали определяемые уровни антиген-специфичных антител (данные не показаны). Иммунизация InvaplexAR S.flexneri 2а вызывала иммунные ответы, определяемые по сывороточным IgG и IgA, на Invaplex 50 и Invaplex 24 на сопоставимом уровне с той реакцией, которая была индуцирована нативным Invaplex 24 (фиг.5), и были значительно выше (P<0,001) по сравнению с теми, которые были вызваны физиологическим раствором. Двукратное увеличение количества нативного Invaplex (серия JWJX), использующегося для иммунизации, не привело к увеличению уровня Invaplex 50, LPS или Invaplex 24-специфичного сывороточного IgG или IgA ответов, измеренных на день 42 (фиг.5). Иммунизация очищенным IpaB вызывала сильный IpaB-специфичный (фиг.6) и Invaplex 24-специфичный ответ (GMT>5760 и 3800 соответственно) и умеренный ответ на Invaplex 50 (GMT 950). Иммунизация очищенным LPS не вызывала определяемый по сывороточным IgG или IgA ответ на любой антиген, использующийся в анализе ELISA, у большинства (5/6) мышей в вакцинируемой группе. Аналогично, иммунизация очищенным IpaC также не вызывала определяемый иммунный ответ на любой анализируемый антиген, включая IpaC-специфичный ELISA. Примечательно, мыши, иммунизированные InvaplexAR, имели среди прочих наивысшие IpaC-специфичные титры в конечной точке (фиг.6 и 8), значительно выше (p<0,001), чем те, которые вызывали после иммунизации нативного Invaplex.Inoculated with saline mouse and pre-immune serum from immunized mice did not contain detectable levels of antigen-specific antibodies (data not shown). Immunization of Invaplex AR S.flexneri 2a elicited immune responses, determined by serum IgG and IgA, on Invaplex 50 and Invaplex 24 at a comparable level with that which was induced by native Invaplex 24 (Fig. 5), and were significantly higher (P < 0.001) compared with those that were caused by saline. A twofold increase in the amount of native Invaplex (JWJX series) used for immunization did not increase the level of Invaplex 50, LPS, or Invaplex 24-specific serum IgG or IgA responses measured on day 42 (Figure 5). Immunization with purified IpaB elicited a strong IpaB-specific (FIG. 6) and an Invaplex 24-specific response (GMT> 5760 and 3800, respectively) and a moderate response to Invaplex 50 (GMT 950). Immunization with purified LPS did not elicit a serum IgG or IgA response to any antigen used in the ELISA in most (5/6) mice in the vaccinated group. Similarly, immunization with purified IpaC also did not elicit a detectable immune response to any analyzed antigen, including the IpaC-specific ELISA. Remarkably, Invaplex AR immunized mice had, among others, the highest IpaC-specific titers at the endpoint (FIGS. 6 and 8), significantly higher (p <0.001) than those induced after immunization with the native Invaplex.

Защита мышей от летального заражения S.flexneri после интраназальной иммунизации InvaplexAR Protecting mice from lethal S.flexneri infection after intranasal immunization with Invaplex AR

Летальная модель легких включает интраназальную прививку мышам летальной дозы Shigellae, которая вызывает развитие инфекции в легких, приводя к резкой потере веса, пневмонии и в конечном счете смерти через двухнедельный период наблюдения. Через три недели после интраназальной иммунизации InvaplexAR S.flexneri 2а или нативным Invaplex мышей заражали летальной дозой S.flexneri 2a (штамм 2457Т). У нативных мышей (которым вводили физиологический раствор) 11 из 13 мышей умерли с максимальной потерей веса в среднем на 31,4% от веса перед заражением (см. таблицу 1). Все мыши, иммунизированные InvaplexAR S.flexneri 2а (p<0,001) или нативным Invaplex (p<0,001), пережили летальное заражение S.flexneri 2а. Что касается потери веса (который является наиболее чувствительным индикатором защитного иммунитета), то мыши, иммунизированные InvaplexAR, потеряли меньше от их веса, измеренного перед заражением (21,3%) по сравнению с потерей веса на 23,8%-26,0% у нативных Invaplex-иммунизированных мышей. Кроме того, день восстановления веса (показатель восстановления после заражения) был днем 7 для InvaplexAR и днем 13 (нативный Invaplex, 5 мкг) или днем 7 (нативный Invaplex, 10 мкг).A lethal lung model includes an intranasal vaccination in mice of a lethal dose of Shigellae, which causes infection in the lungs, resulting in severe weight loss, pneumonia, and ultimately death after a two-week observation period. Three weeks after intranasal immunization with Invaplex AR S.flexneri 2a or native Invaplex, mice were infected with a lethal dose of S.flexneri 2a (strain 2457T). In native mice (which were injected with saline), 11 out of 13 mice died with a maximum weight loss of an average of 31.4% of the weight before infection (see table 1). All mice immunized with Invaplex AR S.flexneri 2a (p <0.001) or native Invaplex (p <0.001) survived lethal infection with S.flexneri 2a. Regarding weight loss (which is the most sensitive indicator of protective immunity), Invaplex AR mice lost less than their weight measured before infection (21.3%) compared with 23.8% -26.0 weight loss % in native Invaplex-immunized mice. In addition, the day of weight recovery (recovery rate after infection) was day 7 for Invaplex AR and day 13 (native Invaplex, 5 μg) or day 7 (native Invaplex, 10 μg).

В дополнение, защитная способность отдельных компонентов (IpaB, IpaC и LPS), используемых для конструирования InvaplexAR, также оценивали на мышиной летальной модели легких (см. таблицу 1). Иммунизация очищенным LPS и очищенным IpaC не защищала мышей от смерти (оба P>0,05) и, хотя иммунизация IpaB защищала 5 из 6 мышей от летального заражения, мыши никогда не восстанавливали вес и оставались симптоматичными (низкий вес, взъерошенная шерсть) до конца периода наблюдений. Максимальная потеря веса после заражения в среднем составляла 29,9% для LPS, 31,0% для IpaB и 33,9% для IpaC, все из которых были очень близки к значению потери веса у нативных мышей - 31,4%.In addition, the protective ability of the individual components (IpaB, IpaC, and LPS) used to construct Invaplex AR was also evaluated in a murine lethal lung model (see Table 1). Immunization with purified LPS and purified IpaC did not protect mice from death (both P> 0.05) and although immunization with IpaB protected 5 of 6 mice from lethal infection, the mice never regained weight and remained symptomatic (low weight, tousled hair) until the end observation period. The maximum weight loss after infection averaged 29.9% for LPS, 31.0% for IpaB and 33.9% for IpaC, all of which were very close to the weight loss in native mice - 31.4%.

Результаты заражения мышей, иммунизированных InvaplexAR, смертельной дозой S.flexneri 2а показывают, что InvaplexAR стимулирует степень защиты, которая сравнима с или превышает таковую для нативного Invaplex. Кроме того, представляется, что комплекс из IpaB, IpaC и LPS необходим для таких отдельных компонентов, которые не способны стимулировать полностью эффективный защитный иммунный ответ.The results of infection of mice immunized with Invaplex AR with a lethal dose of S.flexneri 2a show that Invaplex AR stimulates a degree of protection that is comparable to or greater than that for native Invaplex. In addition, it seems that a complex of IpaB, IpaC and LPS is necessary for such individual components that are not able to stimulate a fully effective protective immune response.

Таблица 1Table 1 Летальное заражение мышей, иммунизированных InvaplexAR S.flexneri 2а или нативным Invaplex1.Lethal infection of mice immunized with Invaplex AR S.flexneri 2a or native Invaplex 1 . Иммунизирующий антигенImmunizing antigen Максимальная потеря веса (%)Maximum weight loss (%) День 50% восстановления весаDay 50% weight recovery Кол-во выжившихNumber of survivors Кол-во умершихNumber of dead Общее кол-во животныхTotal number of animals % защиты †% Protection † Значение P*P value * InvaplexAR S.flexneri 2а, 2,5 мкгInvaplex AR S.flexneri 2a, 2.5 mcg 21,3221.32 77 15fifteen 00 15fifteen 100%one hundred% <0,001<0.001 Invaplex 24 JWJX, 5 мкгInvaplex 24 JWJX, 5 mcg 26,0226.02 1313 15fifteen 00 15fifteen 100%one hundred% <0,001<0.001 Invaplex 24 JWJX, 10 мкгInvaplex 24 JWJX, 10 mcg 23,8123.81 77 15fifteen 00 15fifteen 100%one hundred% <0,001<0.001 LPS S.flexneri 2a, 2,5 мкгLPS S.flexneri 2a, 2.5 mcg 29,9529.95 88 33 33 1212 40,9%40.9% 0,2620.262 IpaB S.flexneri 2а, 2,5 мкгIpaB S.flexneri 2a, 2.5 mcg 30,9730.97 >14> 14 55 1one 66 80,3%80.3% 0,0100.010 Очищенный HisTagIpaC, 2,5 мкгPurified HisTagIpaC, 2.5 mcg 33,9233.92 >14> 14 1one 55 66 1,5%1.5% 1,0001,000 0,9% физиологический раствор0.9% saline 31,3531.35 1010 22 11eleven 1313 0%0% -- 1. Через три недели после последней иммунизации мыши были интраназально заражены 1,5×10 КОЭ S.flexneri 2а. Потерю массы и симптомы контролировали ежедневно в течение 14 дней.1. Three weeks after the last immunization, mice were intranasally infected with 1.5 x 10 CFU S.flexneri 2a. Weight loss and symptoms were monitored daily for 14 days. † % 3ащиты=[(%Смертиконтроль-%Смертивакцины)/%Смертиконтроль]×100†% 3 protection = [(% Death control -% Death vaccine ) /% Death control ] × 100 * Точный критерий Фишера* Fisher's exact test

Антиген-специфичный мукозный иммунный ответ после интраназальной иммунизации InvaplexAR Antigen-specific mucosal immune response after intranasal immunization with Invaplex AR

Смывы со слизистых кишечника и легких, собранные на день 35 от мышей, иммунизированных InvaplexAR S.flexneri 2а или нативным Invaplex, анализировали с помощью ELISA для определения уровней антиген-специфичных IgA. Иммунизация InvaplexAR индуцировала уровни LPS и Invaplex-специфичного интестинального IgA, которые были сравнимы с уровнями, индуцированными иммунизацией нативным Invaplex (фиг.7), и были значительно выше уровней (p<0,001) IpaB-специфичного IgA. Минимальный уровень IpaC-специфичного интестинального IgA устанавливался после иммунизации с любыми вакцинными препаратами Invaplex (таблицы 7 и 8).Lavage from the intestinal and lung mucosa collected on day 35 from mice immunized with Invaplex AR S.flexneri 2a or native Invaplex were analyzed by ELISA to determine antigen-specific IgA levels. Immunization with Invaplex AR induced levels of LPS and Invaplex-specific intestinal IgA, which were comparable to levels induced by immunization with native Invaplex (Fig. 7), and were significantly higher than the levels (p <0.001) of IpaB-specific IgA. The minimum level of IpaC-specific intestinal IgA was established after immunization with any Invaplex vaccine preparations (Tables 7 and 8).

Интраназальная иммунизация InvaplexAR вызывала сильную иммунную реакцию в легких, направленную на LPS, Invaplex 50, IpaB и IpaC (фиг.8 и таблицы 7 и 8). Минимальные уровни LPS-специфичного IgA индуцировались в легких после иммунизации нативным Invaplex с неопределяемыми уровнями антител, специфичных для Invaplex 50, IpaB и IpaC.Invaplex AR intranasal immunization caused a strong immune response in the lungs aimed at LPS, Invaplex 50, IpaB and IpaC (Fig. 8 and tables 7 and 8). Minimum levels of LPS-specific IgA were induced in the lungs after immunization with native Invaplex with undetectable levels of antibodies specific for Invaplex 50, IpaB and IpaC.

Антиген-специфичный клеточный пролиферативный ответ и профили секретируемых цитокинов после интраназальной иммунизации InvaplexAR Antigen-specific cell proliferative response and secreted cytokine profiles after intranasal immunization with Invaplex AR

Спленоциты, собранные от иммунизированных мышей на день 35, стимулировали in vitro с использованием Invaplex 24, IpaB или IpaC для оценки индукции антиген-специфичных клеточно-опосредованных ответов. Пролиферация клеток после инкубации с антигеном указывала на предварительную память о воздействии и иммунологическую память. Конкавалин A (ConA), который неспецифично активирует Т-клеточную пролиферацию, использовался в качестве положительного контроля для демонстрации уровней жизнеспособных клеток. Индексы стимуляции (SIs) после стимуляции ConA варьировали от 13,8 до 15,9 (таблица 2). Клетки от животных, привитых физиологическим раствором, не пролиферировали после инкубации с Invaplex, IpaB или IpaC. Спленоциты от животных (4/4), иммунизированных InvaplexAR, пролиферировали после инкубации с Invaplex (SI=10,2), IpaB (SI=8,7) и IpaC (SI=6,9), показывая иммунологическую память к присутствующим антигенам. IpaB и IpaC-специфичные пролиферативные ответы в группах, иммунизированных InvaplexAR, были значительно выше (P<0,01), чем пролиферативные ответы в группах, иммунизированных нативным Invaplex. Спленоциты от 4/4 животных, иммунизированных нативным Invaplex, пролиферировали после инкубации с Invaplex (SI=6,8). Низкие до неопределяемых уровни пролиферации возникали в спленоцитах от мышей, иммунизированных нативным Invaplex, после ex vivo инкубации с IpaB (1/4 мышей) или IpaC (0/4 мышей).Splenocytes collected from immunized mice on day 35 were stimulated in vitro using Invaplex 24, IpaB or IpaC to evaluate the induction of antigen-specific cell-mediated responses. Proliferation of cells after incubation with antigen indicated preliminary memory of exposure and immunological memory. Concavalin A (ConA), which non-specifically activates T cell proliferation, was used as a positive control to demonstrate levels of viable cells. Stimulation indices (SIs) after ConA stimulation ranged from 13.8 to 15.9 (Table 2). Saline inoculated animals did not proliferate after incubation with Invaplex, IpaB or IpaC. Splenocytes from animals (4/4) immunized with Invaplex AR proliferated after incubation with Invaplex (SI = 10.2), IpaB (SI = 8.7) and IpaC (SI = 6.9), showing immunological memory for the antigens present . IpaB and IpaC-specific proliferative responses in groups immunized with Invaplex AR were significantly higher (P <0.01) than proliferative responses in groups immunized with native Invaplex. Splenocytes from 4/4 of animals immunized with native Invaplex proliferated after incubation with Invaplex (SI = 6.8). Low to undetectable proliferation levels occurred in splenocytes from mice immunized with native Invaplex, after ex vivo incubation with IpaB (1/4 mice) or IpaC (0/4 mice).

Таблица 2table 2 Антиген-специфичная клеточная пролиферация спленоцитов от мышей, интраназально иммунизированных InvaplexAR S.flexneri 2а или нативным Invaplex, после стимуляции in vitroAntigen-specific cell proliferation of splenocytes from mice intranasally immunized with Invaplex AR S.flexneri 2a or native Invaplex, after in vitro stimulation ГруппаGroup ОбработкаTreatment Клеточные пролиферативные ответы после стимуляцииa in vitro с:Cell proliferative responses after stimulation a in vitro with: Invaplex 24 S.flexneri 2а (1 мкг/мл)Invaplex 24 S.flexneri 2a (1 mcg / ml) IpaB (5 мкг/мл)IpaB (5 μg / ml) IpaC (5 мкг/мл)IpaC (5 μg / ml) СоnА (5 мкг/мл)ConA (5 μg / ml) 3131 InvapIexar S.flexneri 2а (KR-C5; 2,5 мкг)b InvapIexar S.flexneri 2a (KR-C5; 2.5 mcg) b 10,2±3,4c*,** (4/4)10.2 ± 3.4 s *, ** (4/4) 8,7±2,2*,** (4/4)8.7 ± 2.2 *, ** (4/4) 6,9±3,9*,** (4/4)6.9 ± 3.9 *, ** (4/4) 14,2±4.5*,**(4/4)14.2 ± 4.5 *, ** (4/4) 3232 Нативный Invaplex 24 S.flexneri 2а (JWJX; 2,5 мкг)Native Invaplex 24 S.flexneri 2a (JWJX; 2.5 mcg) 6,8±1,5* (4/4)6.8 ± 1.5 * (4/4) 2,2±1,4 (1/4)2.2 ± 1.4 (1/4) 1,6±0,9 (0/4)1.6 ± 0.9 (0/4) 15,9±2,3 (4/4)15.9 ± 2.3 (4/4) 3333 0,9% физиологический раствор0.9% saline 1,1±0,4 (0/4)1.1 ± 0.4 (0/4) 1,2±0,8 (0/4)1.2 ± 0.8 (0/4) 1,8±1,1 (0/4)1.8 ± 1.1 (0/4) 13,8±3,3 (4/4)13.8 ± 3.3 (4/4) :a пролиферативные ответы в спленоцитах определяли после стимуляции in vitro в течение 3 дней с ConA и 5 дней с Invaplex 24 S.flexneri 2а (серия JWJX), IpaB или IpaC. : a proliferative responses in splenocytes were determined after in vitro stimulation for 3 days with ConA and 5 days with Invaplex 24 S.flexneri 2a (JWJX series), IpaB or IpaC. b (номер серии; доза иммунизации) b (batch number; immunization dose) c Средние значения индекса стимуляции ±ISD (количество отвечающих/общее количество в группе) c Average stimulation index ± ISD (number of responders / total number in the group) * P<0,05 по сравнению с группой, привитой физиологическим раствором (t-критерий для одной выборки). * P <0.05 compared with the group inoculated with saline (t-test for one sample). ** P<0,01 по сравнению с группой, иммунизированной нативным Invaplex (t-критерий для одной выборки). ** P <0.01 compared with the group immunized with native Invaplex (t-test for one sample).

Подтверждение защиты мышей от летального заражения S.flexneri после интраназальной иммунизации InvaplexAR с использованием другой серии InvaplexAR Confirmation of protection of mice against lethal infection with S.flexneri after intranasal immunization with Invaplex AR using another Invaplex AR series

Эксперимент, оценивающий защитную способность InvaplexAR в мышиной летальной модели легких, повторяли с использованием другой серии InvaplexAR S.flexneri 2а. В дополнение, потенциальную оценку очищенных компонентов повторяли на мышах, иммунизированных смесью из двух очищенных компонентов (IpaB+IpaC; IpaB+LPS; IpaC+LPS). Для такого заражения мышей прививали интраназально с немного более высокой дозой заражения (1,6×106 КОЭ) S.flexneri 2а (штамм 23457Т). У нативных мышей (которым вводили физиологический раствор) 14 из 14 мышей умерли с максимальной потерей веса в среднем на 34,5% от веса до заражения (см. таблицу 3). Мыши, иммунизированные InvaplexAR S.flexneri 2а (13 из 14 выживших; р<0,001), пережили летальное заражение S.flexneri, тогда как мыши, иммунизированные нативным Invaplex, имели значительно более низкий уровень выживаемости для дозы заражения, использующейся в этом эксперименте (см. таблицу 3). Что касается потери веса у мышей, иммунизированных InvaplexAR, то они потеряли меньше от их веса до заражения (26,6%) по сравнению с 31,6% потери веса у мышей, иммунизированных нативным Invaplex, и 34,5% у мышей, привитых физиологическим раствором.An experiment evaluating the protective ability of Invaplex AR in a murine lethal lung model was repeated using a different Invaplex AR S.flexneri 2a series. In addition, the potential assessment of the purified components was repeated on mice immunized with a mixture of two purified components (IpaB + IpaC; IpaB + LPS; IpaC + LPS). For this infection, mice were inoculated intranasally with a slightly higher infection dose (1.6 × 10 6 CFU) of S. flexneri 2a (strain 23457T). In native mice (which were injected with saline), 14 out of 14 mice died with a maximum weight loss of an average of 34.5% of the weight before infection (see table 3). Mice immunized with Invaplex AR S.flexneri 2a (13 of 14 survivors; p <0.001) survived lethal S.flexneri infection, while mice immunized with native Invaplex had a significantly lower survival rate for the infection dose used in this experiment ( see table 3). As for weight loss in mice immunized with Invaplex AR , they lost less from their weight before infection (26.6%) compared to 31.6% of weight loss in mice immunized with native Invaplex and 34.5% in mice inoculated with saline.

Защитная способность отдельных компонентов (IpaB, IpaC и LPS) или пары очищенных компонентов, используемых для конструирования InvaplexAR, подтвердила предыдущие результаты, что IpaC и LPS не являются защитными. Очищенный IpaB также не являлся защитным (см. таблицу 3). Смеси из двух очищенных компонентов приводили к защите в комбинации IpaB+LPS и комбинации IpaC+LPS, тогда как комбинация IpaB+IpaC была не полностью защитной.The protective ability of individual components (IpaB, IpaC, and LPS) or the pair of purified components used to construct Invaplex AR confirmed the previous results that IpaC and LPS are not protective. Purified IpaB was also not protective (see table 3). Mixtures of two purified components led to protection in the combination of IpaB + LPS and the combination of IpaC + LPS, while the combination of IpaB + IpaC was not completely protective.

Результаты второго эксперимента, оценивающего защитную способность InvaplexAR, четко показывают, что InvaplexAR стимулирует степень защиты, которая превышает степень защиты нативного Invaplex. Кроме того, представляется, что отдельные компоненты (IpaB, IpaC или LPS) неспособны стимулировать полностью эффективный защитный иммунный ответ.The results of a second experiment evaluating the protective ability of Invaplex AR clearly show that Invaplex AR stimulates a degree of protection that exceeds that of native Invaplex. In addition, it appears that the individual components (IpaB, IpaC or LPS) are unable to stimulate a fully effective protective immune response.

Figure 00000001
Figure 00000001

Исследование иммуногенности InvaplexAR S.sonnei и защиты у мышейInvaplex AR S.sonnei Immunogenicity Study and Mouse Protection

Сывороточные иммунные ответы против Invaplex 50 S.sonnei, LPS S.sonnei, IpaB и IpaC определяли с помощью ELISA. Мыши, привитые физиологическим раствором (отрицательный контроль), не имели определяемых уровней антиген-специфичных сывороточных IgG или IgA на день 42 (таблица 4). Аналогично, титры сывороточных IgG и IgA, специфичных к Invaplex 50 S.sonnei и LPS, в конечной точке достигали значений после иммунизации InvaplexAR S.sonnei и нативным Invaplex (таблица 4). Группы мышей, иммунизированные InvaplexAR S.sonnei, имели более высокие уровни IpaB-специфичных сывороточных IgG (GMT>5760, P<0,001) по сравнению с группами мышей, иммунизированными нативным Invaplex S.sonnei (GMT 546). Животные, иммунизированные InvaplexAR, имели средний титр анти-IpaC сывороточных IgG 1091 (Р<0,001), тогда как животные, иммунизированные нативным Invaplex или физиологическим раствором, имели неопределяемые уровни IраС-специфичных IgG.Serum immune responses against Invaplex 50 S.sonnei, LPS S.sonnei, IpaB and IpaC were determined by ELISA. Mice inoculated with saline (negative control) did not have detectable levels of antigen-specific serum IgG or IgA on day 42 (table 4). Similarly, titers of serum IgG and IgA specific for Invaplex 50 S.sonnei and LPS reached the endpoint after immunization with Invaplex AR S.sonnei and native Invaplex (Table 4). Groups of mice immunized with Invaplex AR S.sonnei had higher levels of IpaB-specific serum IgG (GMT> 5760, P <0.001) compared with groups of mice immunized with native Invaplex S.sonnei (GMT 546). Animals immunized with Invaplex AR had an average titer of anti-IpaC serum IgG of 1091 (P <0.001), while animals immunized with native Invaplex or saline had undetectable levels of IraC-specific IgG.

Таблица 4Table 4 Титры антиген-специфичных сывороточных IgG и IgA в конечной точке на день 42 у мышей после интраназальной иммунизации InvaplexAR S.sonnei или нативным Invaplex 50 S.sonneiEnd-point titers of antigen-specific serum IgG and IgA on day 42 in mice after intranasal immunization with Invaplex AR S.sonnei or native Invaplex 50 S.sonnei Invaplex 50 S.sonneiInvaplex 50 S.sonnei LPS S.sonneiLPS S.sonnei IpaBIpab IpaCIpaC IgGIgG IgAIgA IgGIgG IgAIgA IgGIgG IgAIgA Физиологический растворSaline 90±0c'd 90 ± 0 c'd 45±045 ± 0 90±090 ± 0 45±045 ± 0 90±090 ± 0 90±090 ± 0 Нативный Invaplex 50 S.sonnei (5 мкг)а Native Invaplex 50 S.sonnei (5 mcg) a 2183±7892183 ± 789 1254±3221254 ± 322 103±40103 ± 40 157±40157 ± 40 546±483546 ± 483 90±090 ± 0 Синтетический InvaplexAR S.sonnei (5 мкг)b Synthetic Invaplex AR S.sonnei (5 mcg) b 5014±1288**5014 ± 1288 ** 2864±36**2864 ± 36 ** 136±117136 ± 117 313±224*313 ± 224 * >5760**> 5760 ** 1091±1172**1091 ± 1172 ** a Группа 6 a Group 6 b Группа 3 b Group 3 c Средний геометрический титр в конечной точке ±1 стандартного отклонения c Geometrical mean titer at endpoint ± 1 standard deviation d Сравнения между группами выполняли, используя дисперсионный анализ ANOVA натуральных log-трансформированных титров в конечной точке d Intercomparison comparisons were performed using ANOVA analysis of natural log transformed endpoint titers * P<0,05 по сравнению с нативным Invaplex 50 S.sonnei* P <0.05 compared to native Invaplex 50 S.sonnei ** P<0,001 по сравнению с нативным Invaplex 50 S.sonnei** P <0.001 compared to native Invaplex 50 S.sonnei

Защита мышей от летального заражения S.sonnei или гетерологичного S.flexneri после интраназальной иммунизации InvaplexAR S.sonneiProtection of mice from lethal infection with S.sonnei or heterologous S.flexneri after intranasal immunization with Invaplex AR S.sonnei

Защитная способность InvaplexAR была также оценена для InvaplexAR, изготовленного из очищенного LPS S.sonnei и рекомбинантных IpaB и IpaC, используя мышиную летальную модель легких. Ее сравнивали с защитной способностью нативного Invaplex S.sonnei. В дополнение, также оценивали способность InvaplexAR S.sonnei защищать от заражения гетерологичным S.flexneri. У нативных мышей (которым вводили физиологический раствор) 15 из 15 мышей умерли с максимальной потерей веса в среднем на 23,4% от веса перед заражением (см. таблицу 5). Мыши, иммунизированные InvaplexAR S.sonnei, пережили (15 из 15 выживших; р<0,001) летальное заражение S.sonnei, тогда как мыши, иммунизированные нативным Invaplex, также проявляли твердую защиту (14 из 14 выживших, Р<0,001) (см. таблицу 5). Что касается потери веса, то мыши, иммунизированные InvaplexAR S. sonnei, потеряли 7,7% от их веса перед заражением по сравнению с потерей веса на 9,2% у мышей, иммунизированных нативным Invaplex S.sonnei, и на 23,4% у мышей, привитых физиологическим раствором.The protective ability of Invaplex AR was also evaluated for Invaplex AR made from purified S.PSNEYI LPS and recombinant IpaB and IpaC using a mouse lethal lung model. It was compared with the protective ability of the native Invaplex S.sonnei. In addition, the ability of Invaplex AR S.sonnei to protect against heterologous S.flexneri infection was also evaluated. In native mice (which were injected with saline) 15 out of 15 mice died with a maximum weight loss of 23.4% on average weight before infection (see table 5). Mice immunized with Invaplex AR S.sonnei survived (15 of 15 survivors; p <0.001) lethal S.sonnei infection, while mice immunized with native Invaplex also showed solid protection (14 of 14 survivors, P <0.001) (see table 5). Regarding weight loss, mice immunized with Invaplex AR S. sonnei lost 7.7% of their weight before infection, compared with 9.2% weight loss in mice immunized with native Invaplex S.sonnei and 23.4 % in mice inoculated with saline.

Примечательно, InvaplexAR S.sonnei также обеспечивал значительную защиту (15 из 15 зараженных мышей выжили, (Р<0,001)) против заражения гетерологичным S.flexneri 2а, наводя на мысль, что иммунный ответ на либо IpaB, либо IpaC может отражать в значительной степени защитный иммунный ответ.Notably, Invaplex AR S.sonnei also provided significant protection (15 of the 15 infected mice survived, (P <0.001)) against infection with heterologous S. flexneri 2a, suggesting that the immune response to either IpaB or IpaC may reflect a significant degree of protective immune response.

Результаты этих экспериментов, оценивающих защитную способность InvaplexAR S.sonnei, четко показывают, что InvaplexAR среди других видов Shigella стимулирует степень защиты, которая сравнима со степенью защиты нативного Invaplex.The results of these experiments evaluating the protective ability of Invaplex AR S.sonnei clearly show that Invaplex AR, among other Shigella species, stimulates a degree of protection that is comparable to that of the native Invaplex.

Figure 00000002
Figure 00000002

Защита морских свинок InvaplexAR S.flexneri 2а, используя модель кератоконъюнктивита у морских свинокGuinea pig guinea pigs Invaplex AR S.flexneri 2a using a guinea pig model of keratoconjunctivitis

Модель кератоконъюнктивита у морских свинок используется для оценки вакцин Shigella и часто используется в качестве предшественников клинических испытаний на людях. Модель включает инфицирование глаз морских свинок Shigella, которая вызывает развитие инфекции в эпителии роговицы. Это осложнение (тяжелый кератоконъюнктивит) является результатом инвазии эпителия роговицы шигеллами и последующего воспалительного ответа хозяина, почти такого же, какой наблюдается в кишечном тракте человека.Guinea pigs keratoconjunctivitis model is used to evaluate Shigella vaccines and is often used as precursors of human clinical trials. The model includes Shigella guinea pig eye infection, which causes infection in the corneal epithelium. This complication (severe keratoconjunctivitis) is the result of invasion of the corneal epithelium by shigella and the subsequent inflammatory response of the host, almost the same as that observed in the human intestinal tract.

В этом эксперименте морских свинок иммунизировали три раза интраназально либо InvaplexAR S.flexneri 2а либо нативным Invaplex. Также использовали контрольную группу, получавшую физиологический раствор. Через три недели после последней иммунизации животных заражали окулярно S.flexneri 2а. Оба InvaplexAR (90% защита, Р<0,001) и нативный Invaplex (100% защита, Р<0,001) обеспечивали твердую защиту (см. таблицу 6), демонстрируя, что InvaplexAR сравним с нативным Invaplex.In this experiment, guinea pigs were immunized three times intranasally with either Invaplex AR S.flexneri 2a or native Invaplex. A control group that received saline was also used. Three weeks after the last immunization, animals were infected ocularly with S.flexneri 2a. Both Invaplex AR (90% protection, P <0.001) and native Invaplex (100% protection, P <0.001) provided solid protection (see Table 6), demonstrating that Invaplex AR is comparable to native Invaplex.

Таблица 6Table 6 Защита против инфекции Shigella у морских свинок, иммунизированных InvaplexAR S.flexneri 2а, используя модель кератоконъюнктивитаProtection against Shigella infection in guinea pigs immunized with Invaplex AR S.flexneri 2a using the keratoconjunctivitis model ИммунизацияImmunization Кол-во положительных1 Number of positives 1 Кол-во отрицательныхNumber of negative % защиты2 % protection 2 Значение P3 P value 3 Нативный Invaplex 50 S.flexneri 2а, 25 мкг/дозуNative Invaplex 50 S.flexneri 2a, 25 mcg / dose 00 1010 100%one hundred% <0,001<0.001 InvaplexAR S.flexneri 2a, 25 мкг/дозуInvaplex AR S.flexneri 2a, 25 mcg / dose 1one 99 90%90% <0,001<0.001 IpaB (25 мкг) + IpaC (25 мкг) на дозуIpaB (25 mcg) + IpaC (25 mcg) per dose 4four 66 40%40% 0,010.01 IpaB (25 мкг) + IpaC (25 мкг) + LPS (25 мкг) на дозуIpaB (25 μg) + IpaC (25 μg) + LPS (25 μg) per dose 00 1010 100%one hundred% <0,001<0.001 0,9% физиологический раствор0.9% saline 1010 00 0%0% -- 1. Морских свинок заражали интраокулярно 1×108 коэ S.flexneri 2а. Глаза оценивали на день 5 после инфицирования для развития кератоконъюнктивита, как описано Hartman et al. [44]1. Guinea pigs were infected intraocularly with 1 × 10 8 coe S.flexneri 2a. Eyes were evaluated on day 5 after infection for the development of keratoconjunctivitis, as described by Hartman et al. [44] 2. % Защиты=[(%Смертиконтроль-%Смертивакцинированных)/%Смертиконтроль]×1002.% Protection = [(% Death control -% Death vaccinated ) /% Death control ] × 100 3. Точный критерий Фишера3. Fisher's exact test

Изучение адъювантности (иммуногенности) InvaplexAR S.flexneri 2a на мышахThe study of adjuvance (immunogenicity) Invaplex AR S.flexneri 2a in mice

Интраназальная иммунизация только с OVA или OVA, комбинированного с СТ, или предварительно иммунизированные образцы от иммунизированных животных (день 0) не вызывали образование определяемых уровней сывороточных IgG или IgA со специфичностью к Invaplex 50 S.flexneri 2а, Invaplex 24 S.flexneri 2а (фиг.9), LPS S.flexneri 2а (фиг.10), IpaB или IpaC (фиг.11). Иммунизация с OVA, комбинированным либо с InvaplexAR, либо с нативным Invaplex, вызывала аналогичные титры сывороточных IgG и IgA, специфичных к Invaplex 50, Invaplex 24 и LPS, в конечной точке (фиг.9 и 10). Титры в конечной точке против очищенных IpaB (p<0,05) и IpaC (р<0,001) были выше у мышей, иммунизированных OVA+InvaplexAR, по сравнению с мышами, иммунизированными OVA+нативный Invaplex (фиг.11). Сравнимые уровни OVA-специфичных сывороточных IgG и IgA были индуцированы у мышей, иммунизированных OVA в комбинации с InvaplexAR, нативным Invaplex или СТ, на день 42 и были значительно выше (р<0,001), чем ответы, вызванные у мышей после иммунизации только с OVA (фиг.12).Intranasal immunization with only OVA or OVA combined with CT, or pre-immunized samples from immunized animals (day 0) did not produce detectable serum IgG or IgA levels with specificity for Invaplex 50 S.flexneri 2a, Invaplex 24 S.flexneri 2a (FIG. .9), LPS S.flexneri 2a (FIG. 10), IpaB or IpaC (FIG. 11). Immunization with OVA combined with either Invaplex AR or native Invaplex caused similar titers of serum IgG and IgA specific for Invaplex 50, Invaplex 24 and LPS at the endpoint (Figures 9 and 10). Endpoint titers against purified IpaB (p <0.05) and IpaC (p <0.001) were higher in mice immunized with OVA + Invaplex AR compared with mice immunized with OVA + native Invaplex (FIG. 11). Comparable levels of OVA-specific serum IgG and IgA were induced in mice immunized with OVA in combination with InvaplexAR, native Invaplex or CT, at day 42 and were significantly higher (p <0.001) than the responses elicited in mice after immunization with OVA only (Fig. 12).

Антиген-специфичные антитела в смывах легких также были проанализированы с помощью ELISA для изучения мукозных иммунных ответов, индуцированных после иммунизации (фиг.13). Иммунизация с OVA в комбинации с InvaplexAR вызывала аналогичные уровни LPS- и Invaplex 24-специфичных IgG и IgA в смывах из легких по сравнению с ответами после иммунизации с OVA в комбинации с нативным Invaplex и более высокие, чем уровни, индуцированные после иммунизации только с OVA или OVA в комбинации с CT. Аналогичные уровни OVA-специфичных легочных IgG и IgA были вызваны после иммунизации с OVA в комбинации с InvaplexAR, нативным Invaplex или CT, которые были значительно (Р<0,001) выше, чем те, которые были вызваны после иммунизации только с OVA. Средние уровни LPS- и Invaplex-специфичных IgA в интестинальных смывах (данные не представлены) были обнаружены в смывах от мышей, иммунизированных OVA в комбинации с InvaplexAR или нативным Invaplex, и были неопределяемыми у мышей, иммунизированных только OVA или OVA в комбинации с CT. OVA-специфичные интестинальные IgA ответы были ниже уровней обнаружения во всех исследуемых образцах.Antigen-specific antibodies in lung washes were also analyzed by ELISA to study mucosal immune responses induced after immunization (FIG. 13). Immunization with OVA in combination with Invaplex AR caused similar levels of LPS- and Invaplex of 24-specific IgG and IgA in washouts from the lungs compared with responses after immunization with OVA in combination with native Invaplex and higher than the levels induced after immunization with only OVA or OVA in combination with CT. Similar levels of OVA-specific pulmonary IgG and IgA were caused after immunization with OVA in combination with Invaplex AR , native Invaplex or CT, which were significantly (P <0.001) higher than those that were caused after immunization with OVA only. Average levels of LPS- and Invaplex-specific IgA in intestinal washes (data not shown) were found in washes from mice immunized with OVA in combination with Invaplex AR or native Invaplex, and were undetectable in mice immunized with OVA or OVA in combination with CT . OVA-specific intestinal IgA responses were lower than detection levels in all test samples.

Figure 00000003
Figure 00000003

Таблица 8Table 8 Титры антиген-специфичных сывороточных IgG и IgA в конечной точке на день 42 у морских свинок, интраназально иммунизированных нативным Invaplex, InvaplexAR или смесью IpaB и IpaCEndpoint titers of antigen-specific serum IgG and IgA on day 42 in guinea pigs intranasally immunized with native Invaplex, Invaplex AR, or a mixture of IpaB and IpaC ИммунизацияImmunization Антиген ELISAAntigen ELISA Invaplex 50 S.flexneri 2аInvaplex 50 S.flexneri 2a LPS S.flexneri 2аLPS S.flexneri 2a IpaBIpab IpaCIpaC IgGIgG IgAIgA IgGIgG IgAIgA IgGIgG IgAIgA Invaplex S.flexneri 2а (серия 1307, 25 мкг)Invaplex S.flexneri 2a (1307 series, 25 mcg) 827±1046b (180-2880)827 ± 1046 b (180-2880) 475±1148 (180-2880)475 ± 1148 (180-2880) 1091±2873 (180-5760)1091 ± 2873 (180-5760) 827±1018 (360-2880)827 ± 1018 (360-2880) 1712±2305 (720->5760)1712 ± 2305 (720-> 5760) 90±0 (90-90)90 ± 0 (90-90) InvaplexAR S.flexneri 2а (серия KR-C5; 25 мкг)Invaplex AR S.flexneri 2a (KR-C5 series; 25 mcg) 4073±2160* (1440-≥5760)4073 ± 2160 * (1440-≥5760) 856±360 (720-2880)856 ± 360 (720-2880) 2880±2700 (360-≥5760)2880 ± 2700 (360-≥5760) 827±1046 (720-2880)827 ± 1046 (720-2880) Все >5760* (>5760*)All> 5760 * (> 5760 *) Все >5760* (>5760*)All> 5760 * (> 5760 *) IpaB+IpaC(25 мкг+25 мкг)IpaB + IpaC (25 mcg + 25 mcg) 1211±1034 (360-2880)1211 ± 1034 (360-2880) 255±104 (180-360)255 ± 104 (180-360) 90±0 (90-90)90 ± 0 (90-90) 45±0 (45-45)45 ± 0 (45-45) Все >5760* (>5760*)All> 5760 * (> 5760 *) 3629±2494* (1440-≥5760)3629 ± 2494 * (1440-≥5760) Физиологический растворSaline 90±0 (90-90)90 ± 0 (90-90) 45±0 (45-45)45 ± 0 (45-45) 90±0 (90-90)90 ± 0 (90-90) 45±0 (45-45)45 ± 0 (45-45) 90±0 (90-90)90 ± 0 (90-90) 90±0 (90-90)90 ± 0 (90-90) a Сывороточные реакции в исследовании стабильности GMP S.flexneri 2а и InvaplexAR на морских свинках определяли по крови, отобранной на день 42 a Serum reactions in the stability study of GMP S.flexneri 2a and Invaplex AR in guinea pigs were determined by blood taken on day 42

Способ формирования и оценки синтетического Invaplex, соединенного с антибиотиком или другой лекарственной молекулой для внутриклеточной доставкиMethod for the formation and evaluation of a synthetic Invaplex coupled to an antibiotic or other drug molecule for intracellular delivery

Многие лекарственные средства, включая антибиотики, часто неэффективны против внутриклеточной мишени, поскольку они не способны проникать через мембраны клеток млекопитающих или поскольку они требуют высоких внеклеточных концентраций для достижения терапевтических концентраций внутри клеток млекопитающих. Синтетический Invaplex обеспечивает механизм для создания комплекса из инвазивов, LPS и антибиотика путем смешивания компонентов во время стадии сборки для создания синтетического Invaplex. При завершении сборки нативные свойства Invaplex позволяют ему транспортировать прикрепленный антибиотик или терапевтическую молекулу в клетки млекопитающих.Many drugs, including antibiotics, are often ineffective against an intracellular target because they are unable to penetrate the membranes of mammalian cells or because they require high extracellular concentrations to achieve therapeutic concentrations within mammalian cells. Synthetic Invaplex provides a mechanism for creating a complex of invasives, LPS and antibiotic by mixing the components during the assembly stage to create a synthetic Invaplex. Upon completion of assembly, the native properties of Invaplex allow it to transport an attached antibiotic or therapeutic molecule to mammalian cells.

Очищенные, растворенные IpaB и IpaC, каждый в своем соответствующем финальном буфере, смешивали друг с другом в молярном соотношении IpaC/IpaB 8. После перемешивания IpaB и IpaC раствор антибиотика, например гентамицина при 5-100 мкг/мл, добавляли к смеси. Затем IpaB, IpaC и раствор антибиотика медленно добавляли к сухому порошку LPS (соотношение LPS к общему белку составляет 0,56). LPS из любого вида Shigella может быть использован; для описываемых экспериментов использовали LPS S. flexneri 2а, S. sonnei или S. dysenteriae 1. Смесь инкубировали при 37°С приблизительно в течение 2 часов при встряхивании. Затем смесь белок/LPS/антибиотик разбавляли 20 мМ Tris-HCl, 0,10 М NaCl и 1,2 М мочевины для снижения концентрации NaCl перед выполнением ионообменной хроматографии. Для финальной очистки разбавленную смесь IpaB/IpaC/LPS/антибиотик смесь очищали на анионообменной колонке (HiTrap(TM) Q HP) с использованием Буфера А, состоящего из 20 мМ Tris-HCl, рН 9,0, и Буфера В, состоящего из 1 М NaCl, 20 мМ Tris-HCl, рН 9,0, и ступенчатого градиента от 0% (5 объемов колонки) до 24% (10 объемов колонки) до 50% (6 объемов колонки) до 100% Буфер В (5 объемов колонки). Собирали 1 мл фракций из 1 мл колонки HiTrap(TM) Q HP при скорости элюирования 1 мл/мин. Фракции из каждого этапа анализировали на наличие IpaB, IpaC и LPS с помощью спотблоттинга. Фракции, содержащие IpaB, IpaC и LPS, представляли собой фракции синтетического Invaplex.Purified, dissolved IpaB and IpaC, each in its respective final buffer, were mixed with each other in a molar ratio of IpaC / IpaB 8. After mixing IpaB and IpaC, an antibiotic solution, for example gentamicin at 5-100 μg / ml, was added to the mixture. Then IpaB, IpaC and the antibiotic solution were slowly added to the dry LPS powder (LPS to total protein ratio was 0.56). LPS from any type of Shigella can be used; LPS S. flexneri 2a, S. sonnei or S. dysenteriae 1 was used for the described experiments. The mixture was incubated at 37 ° C for approximately 2 hours with shaking. The protein / LPS / antibiotic mixture was then diluted with 20 mM Tris-HCl, 0.10 M NaCl and 1.2 M urea to reduce the concentration of NaCl before performing ion exchange chromatography. For final purification, the diluted IpaB / IpaC / LPS / antibiotic mixture was purified on an anion exchange column (HiTrap (TM) Q HP) using Buffer A, consisting of 20 mM Tris-HCl, pH 9.0, and Buffer B, consisting of 1 M NaCl, 20 mM Tris-HCl, pH 9.0, and a step gradient from 0% (5 column volumes) to 24% (10 column volumes) to 50% (6 column volumes) to 100% Buffer B (5 column volumes ) 1 ml fractions were collected from a 1 ml HiTrap (TM) Q HP column at an elution rate of 1 ml / min. Fractions from each step were analyzed for IpaB, IpaC and LPS using spot blotting. Fractions containing IpaB, IpaC, and LPS were synthetic Invaplex fractions.

Эффективность комплекса синтетический Invaplex-антибиотик будет оценена по его способности убивать внутриклеточные микроорганизмы, такие как шигеллы, в культивируемых клетках. Комплекс синтетический Invaplex-антибиотик инкубировали с Shigella-инфицированными культивируемыми клетками. Через 2-24 часа количество внутриклеточной Shigella определяют путем нанесения лизатов обработанных клеток (и необработанных контрольных клеток) на планшеты с триптиказно-соевым агаром для определения уровня внутриклеточного лизиса в клетках, которым вводили комплекс синтетический Invaplex-антибиотик.The effectiveness of the synthetic Invaplex-antibiotic complex will be evaluated by its ability to kill intracellular microorganisms, such as Shigella, in cultured cells. The synthetic Invaplex-antibiotic complex was incubated with Shigella-infected cultured cells. After 2-24 hours, the amount of intracellular Shigella is determined by applying lysates of the treated cells (and untreated control cells) to trypticase-soy agar plates to determine the level of intracellular lysis in cells that were injected with a synthetic Invaplex-antibiotic complex.

Дополнительные варианты и модификации вышеуказанного будут очевидны для специалиста в данной области техники и охватываются заявленной формулой изобретения.Additional options and modifications of the above will be apparent to a person skilled in the art and are covered by the claimed claims.

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008

Claims (34)

1. Синтетический Invaplex, включающий комплекс инвазивных белков, состоящий из комплекса IраВ:IраС, связанного с серотип-специфичным липополисахаридным компонентом из грамотрицательных бактерий, в котором инвазивный белковый комплекс получен путем смешивания высокоочищенного или рекомбинантного IpaB и IpaC с образованием комплекса IраВ:IраС, в котором IpaC и IpaB присутствуют в соотношении от 0,08:1 до 80:1, полученный путем смешивания комплекса IраВ:IраС, по меньшей мере, с одним липополисахаридом (LPS), где LPS присутствует относительно общего белка (IpaB и IpaC) в соотношении от 0,01:1 до 10:1.1. Synthetic Invaplex, comprising a complex of invasive proteins, consisting of a complex IraB: IraC associated with a serotype-specific lipopolysaccharide component from gram-negative bacteria, in which an invasive protein complex is obtained by mixing highly purified or recombinant IpaB and IpaC to form IraB: IraC complex wherein IpaC and IpaB are present in a ratio of 0.08: 1 to 80: 1, obtained by mixing the IraB: IraC complex with at least one lipopolysaccharide (LPS), where LPS is present relative to the total protein (IpaB and IpaC) in a ratio of from 0.01: 1 to 10: 1. 2. Синтетический Invaplex по п.1, в котором серотип-специфичный липополисахаридный компонент является определяющим серотип грамотрицательных бактерий, выбранных из S.flexneri, S.sonnei, S.dysenteriae, S.boydii, enteroinvasive E.coli, Yersinia или Salmonella.2. The synthetic Invaplex according to claim 1, wherein the serotype-specific lipopolysaccharide component is a serotype-determining gram-negative bacteria selected from S. flexneri, S.sonnei, S.dysenteriae, S.boydii, enteroinvasive E. coli, Yersinia or Salmonella. 3. Синтетический Invaplex по п.2, в котором серотип-специфичный липополисахаридный компонент является определяющим серотип грамотрицательных бактерий, выбранных из S.flexneri, S.sonnei, S.boydii, S.dysenteriae или enteroinvasive E.coli.3. The synthetic Invaplex according to claim 2, in which the serotype-specific lipopolysaccharide component is the determining serotype of gram-negative bacteria selected from S.flexneri, S.sonnei, S.boydii, S.dysenteriae or enteroinvasive E.coli. 4. Синтетический Invaplex по п.3, в котором грамотрицательные бактерии выбирают из S.flexneri, S.sonnei, S.boydii или S.dysenteriae.4. The synthetic Invaplex according to claim 3, in which gram-negative bacteria are selected from S.flexneri, S.sonnei, S.boydii or S.dysenteriae. 5. Синтетический Invaplex no п.1, в котором LPS связан с серотипом Shigella.5. Synthetic Invaplex no. 1, in which LPS is associated with the Shigella serotype. 6. Синтетический Invaplex no п.1, в котором IpaB является очищенным нативным IpaB или рекомбинантным IpaB.6. Synthetic Invaplex no. 1, wherein the IpaB is a purified native IpaB or recombinant IpaB. 7. Синтетический Invaplex по п.1, в котором IpaC является очищенным нативным IpaC или рекомбинантным IpaC.7. The synthetic Invaplex of claim 1, wherein the IpaC is a purified native IpaC or recombinant IpaC. 8. Синтетический Invaplex по п.1, в котором синтетический Invaplex является InvaplexAR.8. The synthetic Invaplex according to claim 1, wherein the synthetic Invaplex is Invaplex AR . 9. Синтетический Invaplex по п.8, в котором InvaplexAR представляет InvaplexAR S.flexneri, InvaplexAR S.dysenteriae или InvaplexAR S.sonnet.9. The synthetic Invaplex of claim 8, wherein Invaplex AR is Invaplex AR S.flexneri, Invaplex AR S.dysenteriae or Invaplex AR S.sonnet. 10. Синтетический Invaplex по п.8, в котором содержание инвазивов и липополисахарида в InvaplexAR соответствует содержанию высоко очищенных из нативного Invaplex 24.10. The synthetic Invaplex of claim 8, in which the content of invasives and lipopolysaccharide in Invaplex AR corresponds to the content of highly purified from native Invaplex 24. 11. Синтетический Invaplex no п.8, в котором серотип-специфичный липополисахаридный компонент включает два или более липополисахаридов, выбранных из, по меньшей мере, двух различных серотипов грамотрицательных бактерий.11. Synthetic Invaplex no. 8, in which the serotype-specific lipopolysaccharide component includes two or more lipopolysaccharides selected from at least two different serotypes of gram-negative bacteria. 12. Синтетический Invaplex по п.1, в котором соотношение составляет от 0,8:1 до 20:1.12. The synthetic Invaplex according to claim 1, in which the ratio is from 0.8: 1 to 20: 1. 13. Синтетический Invaplex по п.12, в котором соотношение составляет приблизительно 8:1.13. The synthetic Invaplex of claim 12, wherein the ratio is approximately 8: 1. 14. Синтетический Invaplex по п.1, в котором соотношение составляет от 0,5:1 до 5:1.14. The synthetic Invaplex according to claim 1, in which the ratio is from 0.5: 1 to 5: 1. 15. Синтетический Invaplex по п.14, в котором соотношение составляет от приблизительно 0,5:1.15. The synthetic Invaplex of claim 14, wherein the ratio is from about 0.5: 1. 16. Синтетический Invaplex по п.1, дополнительно содержащий метку, антибиотик, лекарство или биомолекулу.16. The synthetic Invaplex of claim 1, further comprising a label, antibiotic, drug, or biomolecule. 17. Синтетический Invaplex по п.16, в котором биомолекула включает белки, ферменты, полисахарид или нуклеиновые кислоты.17. The synthetic Invaplex according to clause 16, in which the biomolecule includes proteins, enzymes, polysaccharide or nucleic acids. 18. Способ получения синтетического Invaplex, включающий
А) комбинирование IpaB и IpaC, по меньшей мере, с одним липополисахаридом, связанным с серотипом грамотрицательных бактерий, причем этап А) выполняется как два отдельных этапа смешивания, включая смешивание IpaB и IpaC с формированием комплекса IраВ:IраС и смешивание комплекса IpaB:IpaC, по меньшей мере, с одним липополисахаридом (LPS) с формированием синтетического Invaplex; и В) извлечение синтетического Invaplex.
18. A method of obtaining a synthetic Invaplex, including
A) combining IpaB and IpaC with at least one lipopolysaccharide associated with a serotype of gram-negative bacteria, step A) being performed as two separate mixing steps, including mixing IpaB and IpaC with the formation of the IraB: IraC complex and mixing the IpaB: IpaC complex, at least one lipopolysaccharide (LPS) to form a synthetic Invaplex; and B) extracting synthetic Invaplex.
19. Способ по п.18, в котором IpaB представляет собой r-IpaB и IpaC представляет собой r-IраС.19. The method of claim 18, wherein the IpaB is r-IpaB and IpaC is r-IraC. 20. Способ по п.18, в котором IpaC и IpaB присутствуют в соотношении, выбранном из диапазона от 0,08:1 до 80:1.20. The method according to p, in which IpaC and IpaB are present in a ratio selected from the range from 0.08: 1 to 80: 1. 21. Способ по п.18, в котором LPS относительно количества общего белка (IpaB и IpaC) присутствует в соотношении от 0,01:1 до 10:1.21. The method according to p, in which the LPS relative to the amount of total protein (IpaB and IpaC) is present in a ratio of from 0.01: 1 to 10: 1. 22. Композиция, содержащая синтетический Invaplex по п.1 и фармацевтически приемлемый носитель.22. A composition comprising the synthetic Invaplex according to claim 1 and a pharmaceutically acceptable carrier. 23. Композиция по п.22, дополнительно содержащая иммуноген.23. The composition of claim 22, further comprising an immunogen. 24. Композиция по п.22, в которой синтетический Invaplex присутствует в достаточном количестве для повышения или развития иммунного ответа на иммуноген.24. The composition of claim 22, wherein the synthetic Invaplex is present in sufficient quantity to enhance or develop an immune response to the immunogen. 25. Композиция по п.22, в которой количество присутствующего синтетического Invaplex достаточно для индуцирования защитного иммунного ответа.25. The composition according to item 22, in which the amount of synthetic Invaplex present is sufficient to induce a protective immune response. 26. Композиция по п.22, в которой синтетический Invaplex дополнительно содержит меченый детектор, антибиотик, лекарство или биомолекулу.26. The composition of claim 22, wherein the synthetic Invaplex further comprises a labeled detector, antibiotic, drug, or biomolecule. 27. Композиция по п.26, в которой биомолекула включает белки, ферменты, полисахарид или нуклеиновые кислоты.27. The composition according to p, in which the biomolecule comprises proteins, enzymes, polysaccharide or nucleic acids. 28. Композиция, содержащая синтетический Invaplex по п.11 и фармацевтически приемлемый носитель.28. A composition comprising the synthetic Invaplex according to claim 11 and a pharmaceutically acceptable carrier. 29. Применение синтетического Invaplex по п.1 для иммунизации субъекта.29. The use of the synthetic Invaplex according to claim 1 for immunization of a subject. 30. Применение синтетического Invaplex по п.11 для иммунизации субъекта.30. The use of synthetic Invaplex according to claim 11 for immunization of a subject. 31. Применение синтетического Invaplex по п.1 для транспортирования молекулы через мембрану клетки.31. The use of the synthetic Invaplex according to claim 1 for transporting a molecule through a cell membrane. 32. Применение по п.31, в котором молекула является меченым детектором, антибиотиком, лекарством или биомолекулой.32. The application of clause 31, in which the molecule is a labeled detector, antibiotic, drug or biomolecule. 33. Применение синтетического Invaplex по п.16 для транспортирования метки, антибиотика, лекарства или биомолекулы через мембрану клетки.33. The use of the synthetic Invaplex according to clause 16 for transporting labels, antibiotics, drugs or biomolecules through the cell membrane. 34. Применение по п.33, в котором детектируют присутствие метки, антибиотика, лекарства или биомолекулы в клетке. 34. The use of claim 33, wherein detecting the presence of a label, antibiotic, drug, or biomolecule in the cell.
RU2009139666/15A 2007-03-27 2007-03-27 Synthetic invaplex RU2440136C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139666/15A RU2440136C2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Synthetic invaplex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139666/15A RU2440136C2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Synthetic invaplex

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009139666A RU2009139666A (en) 2011-05-10
RU2440136C2 true RU2440136C2 (en) 2012-01-20

Family

ID=44732123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009139666/15A RU2440136C2 (en) 2007-03-27 2007-03-27 Synthetic invaplex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440136C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TURBYFILL ROSS К. et. al Isolation and characterization of Shigella flexneri invasin complex subunit vaccine. Infection and immunity. 2000, vol.68, №12, p.6624-6632, статья, PubMed, найдено 24.03.2011. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009139666A (en) 2011-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1198245B1 (en) Use of purified invaplex from gram negative bacteria as a vaccine
JP5149242B2 (en) Heterologous protection induced by immunization with Invaplex vaccine
Turbyfill et al. Immunogenicity and efficacy of highly purified invasin complex vaccine from Shigella flexneri 2a
Díaz et al. VA-MENGOC-BC vaccination induces serum and mucosal anti Neisseria gonorrhoeae immune responses and reduces the incidence of gonorrhea
Robin et al. Characterization and quantitative analysis of serum IgG class and subclass response to Shigella sonnei and Shigella flexneri 2a lipopolysaccharide following natural Shigella infection
Lu et al. L-DBF elicits cross protection against different serotypes of Shigella spp
Pore et al. Purification and characterization of an immunogenic outer membrane protein of Shigella flexneri 2a
RU2440136C2 (en) Synthetic invaplex
Strindelius et al. Immunogenic properties of the Salmonella atypical fimbriae in BALB/c mice
EP2139514B1 (en) Artificial invaplex
US7780966B2 (en) Artificial invaplex
US20020001597A1 (en) Chlamydial glycolipid vaccines
CZ20011947A3 (en) Oral vaccine against diarrhea
Jogi et al. Immunoprotection in mice immunized with native OmpH, recombinant OmpH and HS alum precipitated vaccine of Pasteurella multocida P52 against P. multocida challenge
AU2001251437A1 (en) Chlamydial glycolipid vaccines
GB2570806A (en) Immunogenic agent and associated compositions, uses and methods
JP2003507433A (en) Outer membrane protein A, peptidoglycan-related lipoprotein and murein lipoprotein as targets for use in the treatment of sepsis
Müller et al. Isolation of a protein antigen from Coxiella burnetii
Qin et al. Antigenicity analysis of Vibrio harveyi TS-628 strain
Lawrence Immunisation against enteritis necroticans: the need for disease recognition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180328