RU2442604C1 - The method of immune response enhancement - Google Patents

The method of immune response enhancement Download PDF

Info

Publication number
RU2442604C1
RU2442604C1 RU2010150334/15A RU2010150334A RU2442604C1 RU 2442604 C1 RU2442604 C1 RU 2442604C1 RU 2010150334/15 A RU2010150334/15 A RU 2010150334/15A RU 2010150334 A RU2010150334 A RU 2010150334A RU 2442604 C1 RU2442604 C1 RU 2442604C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antigen
protein
virus
immunization
immune response
Prior art date
Application number
RU2010150334/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иосиф Григорьевич Атабеков (RU)
Иосиф Григорьевич Атабеков
Ольга Вячеславовна Карпова (RU)
Ольга Вячеславовна Карпова
Михаил Петрович Кирпичников (RU)
Михаил Петрович Кирпичников
Николай Александрович Никитин (RU)
Николай Александрович Никитин
Екатерина Алексеевна Трифонова (RU)
Екатерина Алексеевна Трифонова
Сергей Николаевич Чирков (RU)
Сергей Николаевич Чирков
Анна Александровна Шевелева (RU)
Анна Александровна Шевелева
Original Assignee
Иосиф Григорьевич Атабеков
Ольга Вячеславовна Карпова
Михаил Петрович Кирпичников
Сергей Николаевич Чирков
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 Иосиф Григорьевич Атабеков, Ольга Вячеславовна Карпова, Михаил Петрович Кирпичников, Сергей Николаевич Чирков filed Critical Иосиф Григорьевич Атабеков
Priority to RU2010150334/15A priority Critical patent/RU2442604C1/en
Priority to PCT/RU2011/000081 priority patent/WO2012078069A1/en
Priority to US13/877,306 priority patent/US20130236491A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2442604C1 publication Critical patent/RU2442604C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine, immunology. ^ SUBSTANCE: group of inventions relates to medicine in particular to immunology and can be applied to enhance the immune response of animals and human to antigen consisting of one or a number of epitopes; for the above purpose the parenteral immunization of the patient is performed either with the mixture of the above antigen and adjuvant in the shape of spherical particles or with the above antigen fixed on the surface of the spherical particles; at that the spherical particles consist of thermo-denaturated coat protein of spiral plant viruses, predominantly tobacco mosaic virus. ^ EFFECT: invention secures the efficient stimulation of the immune response to the antigen upon pareneteral immunization of the patient with small doses of the antigen. ^ 2 cl, 9 ex, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области иммунологии, именно к способам усиления иммунного ответа у животных и человека на различные антигены, и может быть использовано в медицине, ветеринарии, безвирусном растениеводстве и биотехнологии для получения антител.The invention relates to the field of immunology, namely to methods of enhancing the immune response in animals and humans to various antigens, and can be used in medicine, veterinary medicine, virus-free crop production and biotechnology to produce antibodies.

Вакцинация, т.е. преднамеренное введение в организм животного или человека ослабленных или убитых возбудителей инфекций, является наиболее действенным средством профилактики инфекционных заболеваний. В результате вакцинации развивается иммунный ответ (ИО) на антигены возбудителя, направленный на их удаление из организма. При повторных контактах вакцинированного человека или животного с данным антигеном ИО осуществляется намного быстрее и эффективнее, так что заболевание не развивается или протекает значительно легче.Vaccination i.e. the deliberate introduction into the body of an animal or person of weakened or killed pathogens of infections is the most effective means of preventing infectious diseases. As a result of vaccination, an immune response (AI) develops to the pathogen antigens, aimed at their removal from the body. With repeated contact of the vaccinated person or animal with this antigen, AI is much faster and more effective, so that the disease does not develop or proceeds much easier.

Вакцинация целыми вирусными частицами или клетками бактерий, даже убитыми или ослабленными, часто сопровождается нежелательными побочными эффектами. Кроме того, из множества антигенов возбудителя только часть является эффективными иммуногенами (т.е. антигенами, вызывающими сильный ИО). При современном уровне техники имеется возможность точной идентификации тех фрагментов возбудителя, которые обладают максимальной иммуногенностью, и их получения в достаточных для вакцинации количествах путем выделения из возбудителя или искусственного синтеза. В большинстве случаев такие фрагменты представляют собой короткие олигопептиды длиной несколько аминокислотных остатков (антигенные детерминанты, эпитопы). Из-за малых размеров они обладают очень низкой иммуногенностью и не могут быть использованы для вакцинации сами по себе.Vaccination with whole viral particles or bacterial cells, even killed or weakened, is often accompanied by undesirable side effects. In addition, of the many pathogen antigens, only a fraction are effective immunogens (i.e., antigens that cause strong AI). With the current state of the art, it is possible to accurately identify those pathogen fragments that have maximum immunogenicity, and to obtain them in sufficient quantities for vaccination by isolation from the pathogen or artificial synthesis. In most cases, such fragments are short oligopeptides with the length of several amino acid residues (antigenic determinants, epitopes). Due to their small size, they have very low immunogenicity and cannot be used for vaccination on their own.

Один из подходов к усилению ИО на слабые антигены заключается в использовании т.н. иммунологических адъювантов. Адъювантами называют любые вещества или их композиции, которые активируют иммунную систему, в результате чего специфический ИО на определенный антиген значительно усиливается. Самым известным и наиболее часто используемым является полный адъювант Фрейнда, состоящий из водно-маслянной эмульсии и убитых клеток микобактерий. Из всех известных, этот адъювант отличается наиболее высокой эффективностью, однако он токсичен, его нельзя использовать для человека, домашних и сельскохозяйственных животных и применять внутривенно.One approach to enhancing AI on weak antigens is to use the so-called immunological adjuvants. Adjuvants are any substances or their compositions that activate the immune system, as a result of which a specific AI for a particular antigen is significantly enhanced. The most famous and most commonly used is Freund's complete adjuvant, consisting of a water-in-oil emulsion and killed mycobacterial cells. Of all the known, this adjuvant is the most effective, however it is toxic, it can not be used for humans, domestic and farm animals and used intravenously.

Другой подход к усилению ИО на слабые антигены заключается в повышении (или восстановлении) их иммуногенности посредством сборки на поверхности носителя (платформы), размеры которого обычно многократно превосходят размеры отдельного эпитопа. В основе этого способа лежит врожденное свойство иммунной системы теплокровных животных с высокой эффективностью реагировать на макромолекулярные комплексы, поверхность которых представляет собой систему регулярно повторяющихся антигенных детерминант. Вирусные частицы представляют собой природные устойчивые макромолекулярные комплексы именно такого рода, поэтому в последние годы их активно используют в качестве платформы для создания иммуногенных композиций.Another approach to enhancing IO for weak antigens is to increase (or restore) their immunogenicity by assembling on the surface of the carrier (platform), the dimensions of which are usually many times larger than the dimensions of an individual epitope. The basis of this method is the innate property of the immune system of warm-blooded animals with high efficiency to respond to macromolecular complexes, the surface of which is a system of regularly repeated antigenic determinants. Viral particles are natural resistant macromolecular complexes of this kind, therefore, in recent years they have been actively used as a platform for creating immunogenic compositions.

Способы создания иммуногенных композиций на основе вирусов (растений), определяющие современный уровень техники, основаны на конструировании химерных вирусных частиц. У таких частиц в аминокислотную последовательность белка оболочки (БО) вставлен фрагмент целевого белка (ЦБ), например, один из его эпитопов. Такие композиции представляют собой вирусные или свободные от РНК вирусоподобные частицы (ВПЧ), несущие на своей поверхности чужеродные эпитопы. Их получают при полимеризации рекомбинантных молекул БО, сконструированных путем слияния вирусного БО с чужеродным эпитопом методами генетической инженерии. При иммунизации вирусные частицы выступают в качестве носителя (платформы), а экспонированный на поверхности частицы эпитоп - в качестве антигена. Вакцины, полученные на основе практической реализации этого подхода, стимулируют долговременный клеточный и гуморальный протективный иммунитет (Turpen et al. Production of peptides in plants as viral coat protein fusions. US Patent 5977438. Nov. 1999; Werner et al. International Patent Application PCT/EP 2006/009029 (WO/2007/031339); Wemer et al. Immunoabsorbent nanoparticles based on a tobamovirus displaying protein A. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, 103, 17678-17683; McCormick & Palmer. Genetically engineered Tobacco mosaic virus as nanoparticle vaccines. Expert Rev Vaccines. 2008, 7, 33-41; Steinmetz et al., Structure-based engineering of an icosahedral vims for nanomedicine and nanotechnology. Curr. Top.Microbiol. Immunol. 2009, 327, 23-58; Denis et al., Immunogenicity of papaya mosaic virus-like particles fused to a hepatitis С virus epitope: evidence for the critical function of multimerization. Virology 2007, 363, 59-68; Acosta-Ramirez et al., Translating innate response into long-lasting antibody response by the intrinsic antigen-adjuvant properties of papaya mosaic virus. Immunology, 2007, 124, 186-197; Lacasse et al., Novel plant virus-based vaccine induces protective cytotoxic T-lymphocyte-mediated antiviral immunity through dendritic cell maturation. J. Virology, 2008, 82, 785-794; Leclerc et al., Adjuvant viral particle. US Patent 7641896, Jan.5 2010).The methods for creating immunogenic compositions based on viruses (plants), which determine the current state of the art, are based on the construction of chimeric viral particles. For such particles, a fragment of the target protein (CB), for example, one of its epitopes, is inserted in the amino acid sequence of the membrane protein (BO). Such compositions are viral or RNA-free virus-like particles (HPV) that carry foreign epitopes on their surface. They are obtained by the polymerization of recombinant BO molecules constructed by fusion of a viral BO with a foreign epitope by genetic engineering methods. During immunization, viral particles act as a carrier (platform), and the epitope exposed on the particle surface acts as an antigen. Vaccines derived from the practical implementation of this approach stimulate long-term cellular and humoral protective immunity (Turpen et al. Production of peptides in plants as viral coat protein fusions. US Patent 5977438. Nov. 1999; Werner et al. International Patent Application PCT / EP 2006/009029 (WO / 2007/031339); Wemer et al. Immunoabsorbent nanoparticles based on a tobamovirus displaying protein A. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, 103, 17678-17683; McCormick & Palmer. Genetically engineered Tobacco mosaic virus as nanoparticle vaccines. Expert Rev Vaccines. 2008, 7, 33-41; Steinmetz et al., Structure-based engineering of an icosahedral vims for nanomedicine and nanotechnology. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2009, 327, 23 -58; Denis et al., Immunogenicity of papaya mosaic virus-like particles fused to a hepatitis C virus epitope: evidence fo r the critical function of multimerization. Virology 2007, 363, 59-68; Acosta-Ramirez et al., Translating innate response into long-lasting antibody response by the intrinsic antigen-adjuvant properties of papaya mosaic virus. Immunology, 2007, 124, 186-197; Lacasse et al., Novel plant virus-based vaccine induces protective cytotoxic T-lymphocyte-mediated antiviral immunity through dendritic cell maturation. J. Virology, 2008, 82, 785-794; Leclerc et al., Adjuvant viral particle. US Patent 7641896, Jan. 5, 2010).

Недостатком этих способов является сложность получения иммуногенной композиции. Упрощенная схема такой работы выглядит следующим образом. В реакции обратной транскрипции на матрице геномной вирусной РНК получают кДНК-копию гена БО. Полученную кДНК размножают с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Продукт ПЦР (ген БО) клонируют в бактериальной плазмиде. Аналогичным образом получают кДНК, кодирующую фрагмент целевого белка (ЦБ). Затем обе ДНК объединяют in vitro («сливают»), одновременно добавляя к конструкции ряд элементов, обеспечивающих эффективную экспрессию полученного гена в бактериальных клетках и возможность очистки рекомбинантного белка из лизата. Полученной плазмидой заражают клетки Escherichia coli. В результате экспрессии рекомбинантного гена образуется БО вируса, слитый с ЦБ («фьюжен-белок»), который собирается в вирусоподобные частицы (ВПЧ) непосредственно в клетках бактерий в силу способности БО к самосборке. ВПЧ выделяют из клеточного лизата (обычно с помощью дорогостоящей аффинной хроматографии) и используют по назначению. Несмотря на то, что в этом описании опущены многие важные детали, можно видеть, что получение каждого вида рекомбинантного вируса, несущего химерный БО, - это сложный и трудоемкий процесс. Тем не менее, этот подход в случае нативных вирусов применяется, так как иным образом зафиксировать ЦБ на интактных вирусных частицах (ВТМ, или вируса мозаики папайи, или любых других вирусов) нельзя.The disadvantage of these methods is the difficulty of obtaining an immunogenic composition. A simplified scheme of such work is as follows. In a reverse transcription reaction on a genomic viral RNA template, a cDNA copy of the BO gene is obtained. The resulting cDNA is propagated by polymerase chain reaction (PCR). The PCR product (BO gene) is cloned into a bacterial plasmid. Similarly receive cDNA encoding a fragment of the target protein (CB). Then both DNAs are combined in vitro (“fused”), while at the same time adding to the construct a number of elements that ensure efficient expression of the obtained gene in bacterial cells and the possibility of purification of the recombinant protein from the lysate. The resulting plasmid infects Escherichia coli cells. As a result of expression of the recombinant gene, a BO of the virus is formed, fused with CB (“fusion protein”), which is assembled into virus-like particles (HPV) directly in bacterial cells due to the BO's ability to self-assemble. HPV is isolated from the cell lysate (usually using expensive affinity chromatography) and is used as intended. Despite the fact that many important details are omitted in this description, it can be seen that obtaining each type of recombinant virus carrying a chimeric BO is a complex and time-consuming process. Nevertheless, this approach is used in the case of native viruses, since it is impossible to fix the CB in other ways on intact viral particles (TMV, or the papaya mosaic virus, or any other viruses).

Другой важный недостаток иммуногенных композиций на основе химерных вирусов заключается в отсутствии у них универсальности. Для каждого нового ЦБ или эпитопа надо получать свою платформу и проделывать заново описанные генно-инженерные манипуляции. Условия этих операций для различных ЦБ могут сильно отличаться, и для создания новой иммуногенной композиции нередко требуется предварительная длительная оптимизация этих условий.Another important drawback of immunogenic compositions based on chimeric viruses is their lack of universality. For each new Central Bank or epitope, you need to get your platform and do the newly described genetic engineering manipulations. The conditions of these operations for different CBs can vary greatly, and preliminary creation of a new immunogenic composition often requires preliminary long-term optimization of these conditions.

Известен способ усиления ИО, объединяющий оба упомянутые технические решения, который целесообразно взять за прототип (Leclerc D., Immunogenic affinity-conjugated antigen systems based on papaya mosaic virus and uses thereof. US Patent applications 2010/0047264).A known method of enhancing AI, combining both of the above technical solutions, which is advisable to take as a prototype (Leclerc D., Immunogenic affinity-conjugated antigen systems based on papaya mosaic virus and uses this. US Patent applications 2010/0047264).

Согласно одному из воплощений прототипа, в качестве адъюванта используют очищенный препарат вируса мозаики папайи (ВМП). Животных иммунизируют смесью антигена и ВМП. Показано, что нативные частицы ВМП обладают адъювантной активностью. Эта активность продемонстрирована на двух модельных антигенах - лизоциме и овальбумине, и выражается в том, что титр мышиных антисывороток, полученных при совместной иммунизации этими антигенами и ВМП, выше, чем при иммунизации этими антигенами без ВМП.According to one embodiment of the prototype, a purified preparation of papaya mosaic virus (VMP) is used as an adjuvant. Animals are immunized with a mixture of antigen and VMP. It has been shown that native particles of HMW have adjuvant activity. This activity was demonstrated on two model antigens - lysozyme and ovalbumin, and is expressed in the fact that the titer of mouse antisera obtained by combined immunization with these antigens and VMP is higher than when immunized with these antigens without VMP.

Согласно другому воплощению прототипа, ВПЧ на основе ВМП используют в качестве носителя (платформы) для создания иммуногенных композиций. ВПЧ получают путем полимеризации химерного БО ВМП, объединенного (слитого) с целевым пептидом в результате генетической модификации гена БО. Упомянутый целевой пептид обладает высоким сродством (аффинностью) к поринам Salmonella typhi. Для создания иммуногенной композиции химерные ВПЧ смешивают с антигенами (поринами), которые аффинно адсорбируются на частицах носителя. Показано, что парентеральное или пероральное введение такой композиции индуцирует у животного протективный иммунитет к возбудителю сальмонеллеза.According to another embodiment of the prototype, HPV-based HPV is used as a carrier (platform) to create immunogenic compositions. HPV is obtained by polymerization of the chimeric BMP BM, combined (fused) with the target peptide as a result of genetic modification of the BM gene. Said target peptide has a high affinity for Salmonella typhi porins. To create an immunogenic composition, chimeric HPVs are mixed with antigens (porins), which are affinity adsorbed on carrier particles. It has been shown that parenteral or oral administration of such a composition induces protective immunity in the animal to the causative agent of salmonellosis.

Недостатками прототипа являются сложность получения иммуногенной композиции и слабая адъювантная активность ВМП, выражающаяся в низком титре антисывороток, получаемых с его помощью.The disadvantages of the prototype are the complexity of obtaining the immunogenic composition and the weak adjuvant activity of VMP, expressed in a low titer of antisera obtained with its help.

Целью изобретения является упрощение способа получения адъюванта и иммуногенной композиции и повышение их эффективности при стимуляции ИО. Поставленная задача решается тем, что в качестве адъюванта и в качестве носителя (платформы) для создания иммуногенной композиции используют сферические частицы (СЧ), получаемые путем термической перестройки структуры спиральных растительных вирусов, в частности вируса табачной мозаики (ВТМ). Предлагаемое решение основано на том, что упомянутые СЧ обладают значительно большей иммуногенностью, чем исходные частицы нативного вируса.The aim of the invention is to simplify the method of obtaining adjuvant and immunogenic composition and increase their effectiveness in stimulation of AI. The problem is solved in that as an adjuvant and as a carrier (platform) to create an immunogenic composition using spherical particles (MF) obtained by thermal restructuring of the structure of spiral plant viruses, in particular the tobacco mosaic virus (TMV). The proposed solution is based on the fact that the aforementioned MFs have significantly greater immunogenicity than the original particles of the native virus.

Изобретение осуществляется двумя способами.The invention is carried out in two ways.

Один способ осуществления настоящего изобретения состоит в следующем. Суспензию частиц ВТМ в концентрации 0,1-10 мг/мл подвергают кратковременной тепловой обработке при температуре выше 94°С. СЧ, образовавшиеся в результате такой обработки, смешивают с антигеном в массовом соотношении 1:1-1:25. Смесь готовят непосредственно перед инъекцией или за некоторое время до нее. Животному парентерально вводят смесь антигена и СЧ. В результате введения такой смеси у животного развивается ИО на введенный антиген, выражающийся в появлении в сыворотке крови антител, специфичных к данному антигену.One way of implementing the present invention is as follows. A suspension of TMV particles at a concentration of 0.1-10 mg / ml is subjected to short-term heat treatment at temperatures above 94 ° C. MF resulting from this treatment is mixed with the antigen in a mass ratio of 1: 1-1: 25. The mixture is prepared immediately before injection or some time before it. A mixture of antigen and MF is parenterally administered to the animal. As a result of the introduction of such a mixture, the animal develops AI on the introduced antigen, which is expressed in the appearance in the blood serum of antibodies specific for this antigen.

Другой способ осуществления настоящего изобретения состоит в следующем. Суспензию частиц ВТМ в концентрации 0,1-10 мг/мл подвергают кратковременной тепловой обработке при температуре выше 94°С. СЧ, образовавшиеся в результате такой обработки, используют в качестве носителя для создания иммуногеной композиции. СЧ смешивают с антигеном в соотношении, обеспечивающем образование монослоя молекул антигена на поверхности носителя. Антиген ковалентно фиксируют на поверхности носителя посредством обработки смеси формальдегидом в течение 10 мин. Полученную композицию вводят животному парентерально. В результате введения композиции у животного развивается ИО на введенный антиген, выражающийся в появлении в сыворотке крови антител, специфичных к данному антигену.Another way of implementing the present invention is as follows. A suspension of TMV particles at a concentration of 0.1-10 mg / ml is subjected to short-term heat treatment at temperatures above 94 ° C. MF resulting from this treatment is used as a carrier to create an immunogenic composition. MF is mixed with the antigen in a ratio that ensures the formation of a monolayer of antigen molecules on the surface of the carrier. The antigen is covalently fixed to the surface of the carrier by treating the mixture with formaldehyde for 10 minutes. The resulting composition is administered to the animal parenterally. As a result of the introduction of the composition, the animal develops AI on the introduced antigen, which is expressed in the appearance in the blood serum of antibodies specific for this antigen.

Краткое описание рисунковBrief Description of Drawings

Рисунок 1 иллюстрирует внешний вид СЧ, получаемых при нагревании суспензии нативных частиц ВТМ до 98°С, и зависимость размера СЧ от исходной концентрации ВТМ: (а) 0,1 мг/мл; (b) 1,0 мг/мл; (с) 10 мг/мл. Сканирующая электронная микроскопия.Figure 1 illustrates the appearance of the MF obtained by heating a suspension of native TMV particles to 98 ° C and the dependence of the size of the MF on the initial concentration of TMV: (a) 0.1 mg / ml; (b) 1.0 mg / ml; (c) 10 mg / ml. Scanning electron microscopy.

Рисунок 2 представляет собой график, иллюстрирующий результаты определения титра мышиных антисывороток к ВТМ и к СЧ и демонстрирующий более высокую иммуногенность СЧ по сравнению с частицами нативного ВТМ. Твердофазный иммуноферментный анализ (ИФА).Figure 2 is a graph illustrating the results of determining the titer of mouse antisera to TMV and to MF and demonstrating a higher immunogenicity of MF compared to native TMV particles. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).

Рисунок 3 показывает, что поверхность всех СЧ полностью покрыта молекулами БО ХВК, меченными флуоресцеинизотиоцианатом (ФИТЦ). (а) Флуоресцентная микроскопия; Размер метки 3 мкм. (б) фазовый контраст.Figure 3 shows that the surface of all SCs is completely covered by BVC BO molecules labeled with fluorescein isothiocyanate (FITC). (a) Fluorescence microscopy; Label size 3 microns. (b) phase contrast.

Рисунок 4 иллюстрирует, что экспрессированный в бактериях рекомбинантный белок Р2 связывается с поверхностью СЧ и выявляется с помощью кроличьих антител к вирусу оспы сливы и вторичных ослиных антикроличьих антител, конъюгированных с флуорофором Alexa 555 красным. Размер метки 5 мкм. Флуоресцентная микроскопия.Figure 4 illustrates that recombinant P2 protein expressed in bacteria binds to the surface of MF and is detected using rabbit antibodies to plum pox virus and secondary donkey anti-rabbit antibodies conjugated with Alexa 555 red fluorophore. Label size 5 microns. Fluorescence microscopy.

Рисунок 5 представляет собой график, иллюстрирующий результаты определения титра мышиных антисывороток к БО Х-вируса картофеля (ХВК), полученных при иммунизации животных смесью антигена и СЧ разных размеров. ИФА.Figure 5 is a graph illustrating the results of determining the titer of murine antisera to BO X-potato virus (CVC) obtained by immunizing animals with a mixture of antigen and MF of different sizes. IFA.

Рисунок 6 представляет собой график, иллюстрирующий результаты определения титра мышиных антисывороток к БО ХВК, полученных при иммунизации животных антигеном, фиксированным на поверхности СЧ различных размеров. ИФА.Figure 6 is a graph illustrating the results of determining the titer of mouse antisera to BVCV obtained by immunizing animals with an antigen fixed on the surface of MFs of various sizes. IFA.

Рисунок 7 представляет собой график, иллюстрирующий адъювантный эффект СЧ и иммуногенность композиции, приготовленной на их основе, при стимуляции ИО на рекомбинантный белок N1. ИФА.Figure 7 is a graph illustrating the adjuvant effect of MF and the immunogenicity of a composition prepared on their basis, when stimulating AI in recombinant protein N1. IFA.

Рисунок 8 представляет собой график, иллюстрирующий результаты определения титра мышиных антисывороток к вирусу, полученных при иммунизации животных БО ХВК в смеси со СЧ или фиксированным на их поверхности. ИФА.Figure 8 is a graph illustrating the results of determining the titer of mouse virus antisera to the virus obtained by immunization of animals with CPI BV mixed with MF or fixed on their surface. IFA.

Рисунок 9 представляет собой график, иллюстрирующий влияние дозы СЧ на интенсивность стимуляции иммунного ответа к антигену. ИФА.Figure 9 is a graph illustrating the effect of a dose of MF on the intensity of stimulation of the immune response to an antigen. IFA.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1Example 1

Получение сферических частиц (СЧ)Obtaining spherical particles (MF)

Получение очищенного препарата ВТМ. ВТМ накапливали в растениях табака Nicotiana tabacum с.Самсун. Для препаративного выделения вируса зараженные листья гомогенизировали в 0,02 М натрий-фосфатном буфере, рН 7,5, содержащем 0,2% Na2SO3, 0,01 М ЭДТА и 0,2 М сахарозы, в соотношении 1:5 (г/мл). Экстракт осветляли центрифугированием в роторе JA-20 15000 об/мин в течение 20 мин при 4°С. К осветленному экстракту добавляли водный раствор Тритона Х-100 до конечной концентрации 5% и перемешивали 30 мин при 4°С. Экстракт наслаивали на 20% (г/г) сахарозную подушку, приготовленную на 0,02 М натрий-фосфатном буфере, рН 7,5 с 0,01 М ЭДТА, и центрифугировали в роторе 50.2 Ti на ультрацентрифуге L5-50 (Beckman) 29000 об/мин в течение 210 мин при 4°С. Осадки ресуспендировали в 0,02 М натрий-фосфатном буфере, рН 7,5, содержащим 0,01 М ЭДТА, и оставляли на ночь при 4°С. Вирусный препарат осветляли на настольной центрифуге Eppendorf 5414 в течение 10 мин, разводили в 0,02 М натрий-фосфатном буфере, рН 7,5 с 0,01 М ЭДТА, и центрифугировали в роторе 50.2 Ti на ультрацентрифуге L5-50 30000 об/мин в течение 90 мин при 4°С. Осадок ресуспендировали в 0,02 М натрий-фосфатном буфере, рН 7,5, и осветляли на настольной центрифуге Eppendorf в течение 10 мин. Концентрацию ВТМ в очищенном препарате определяли, используя коэффициент экстинкции А260=2,7. Выход вируса составлял около 500 мг в пересчете на 100 г листовой массы. Анализ ВТМ методом электрофореза в денатурирующем полиакриламидном геле не выявил примесей в очищенном вирусном препарате. Выделение вируса по описанной методике занимало 2 рабочих дня.Obtaining a purified preparation of TMV. TMVs were accumulated in tobacco plants Nicotiana tabacum s. Samsun. For preparative virus isolation, infected leaves were homogenized in 0.02 M sodium phosphate buffer, pH 7.5, containing 0.2% Na 2 SO 3 , 0.01 M EDTA and 0.2 M sucrose, in a 1: 5 ratio ( g / ml). The extract was clarified by centrifugation in a JA-20 rotor of 15,000 rpm for 20 min at 4 ° C. An aqueous solution of Triton X-100 was added to the clarified extract to a final concentration of 5% and stirred for 30 min at 4 ° C. The extract was layered on a 20% (g / g) sucrose pad prepared on 0.02 M sodium phosphate buffer, pH 7.5 with 0.01 M EDTA, and centrifuged in a 50.2 Ti rotor on an L5-50 ultracentrifuge (Beckman) 29000 rpm for 210 min at 4 ° C. Precipitation was resuspended in 0.02 M sodium phosphate buffer, pH 7.5, containing 0.01 M EDTA, and left overnight at 4 ° C. The viral preparation was clarified on an Eppendorf 5414 benchtop centrifuge for 10 min, diluted in 0.02 M sodium phosphate buffer, pH 7.5 with 0.01 M EDTA, and centrifuged in a 50.2 Ti rotor on an L5-50 30,000 rpm ultracentrifuge for 90 minutes at 4 ° C. The pellet was resuspended in 0.02 M sodium phosphate buffer, pH 7.5, and clarified on an Eppendorf benchtop centrifuge for 10 minutes. The concentration of TMV in the purified preparation was determined using an extinction coefficient of A260 = 2.7. The virus yield was about 500 mg, calculated on 100 g of leaf mass. Analysis of TMV by electrophoresis in a denaturing polyacrylamide gel did not reveal impurities in the purified viral preparation. Virus isolation according to the described method took 2 working days.

Получение сферических частиц (СЧ). В полипропиленовые тонкостенные пробирки объемом 0,5 мл вносили по 50 мкл очищенного препарата ВТМ и наслаивали 30 мкл минерального масла. Пробирки помещали в ячейки термоциклера «Терцик» (ДНК-Технология, Россия) и запускали программу, регулирующую температуру в ячейке: 1) нагревание от 10 до 98°С, 90 сек; 2) инкубация при температуре 98°С, 10 сек; 3) охлаждение до 10°С, 90 сек. По завершении программы пробирки извлекали, удаляли масло и центрифугировали содержимое пробирок 1000 g 5 мин. Надосадочную жидкость отбирали, а осадок ресуспендировали в 50 мкл деионизованной воды. Все операции проводили при комнатной температуре.Obtaining spherical particles (MF). Into 0.5 ml thin-walled polypropylene tubes, 50 μl of purified TMV preparation was added and 30 μl of mineral oil was layered. The tubes were placed in the cells of the Tertsik thermal cycler (DNA-Technology, Russia) and a program was launched that regulates the temperature in the cell: 1) heating from 10 to 98 ° С, 90 sec; 2) incubation at a temperature of 98 ° C, 10 sec; 3) cooling to 10 ° C, 90 sec. At the end of the program, the tubes were removed, the oil removed and the contents of the tubes 1000 g were centrifuged for 5 min. The supernatant was collected and the pellet was resuspended in 50 μl of deionized water. All operations were carried out at room temperature.

Процесс превращения нативного ВТМ в СЧ изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии. Высушенные образцы СЧ помещали в ионно-напылительную установку IB-3 Ion Coater (Eico, Japan) и ионизировали поверхность напылением золота с палладием. Анализ проводили при помощи сканирующего электронного микроскопа JSM-6380LA (JEOL, Japan) при 80 кВ. Цифровое изображение получали при помощи камеры Gatan Eriangshen ES500W с использованием программного обеспечения Gatan Digital Micrograph™. При указанных условиях палочковидные частицы ВТМ превращаются в СЧ, размер которых зависит от исходной концентрации ВТМ. Средний диаметр СЧ при концентрации ВТМ 0,1, 1,0 и 5 мг/мл составляет 50, 100 и 500 нм, соответственно (Рис.1).The process of converting native TMV to MF was studied using scanning electron microscopy. The dried MF samples were placed in an IB-3 Ion Coater (Eico, Japan) ion-deposition apparatus and the surface was ionized by sputtering gold with palladium. The analysis was performed using a JSM-6380LA scanning electron microscope (JEOL, Japan) at 80 kV. A digital image was obtained using a Gatan Eriangshen ES500W camera using Gatan Digital Micrograph ™ software. Under these conditions, rod-shaped particles of TMV turn into MFs, the size of which depends on the initial concentration of TMV. The average diameter of the midrange at a TMV concentration of 0.1, 1.0, and 5 mg / ml is 50, 100, and 500 nm, respectively (Fig. 1).

Данный пример показывает, что предлагаемый нами способ позволяет значительно упростить, по сравнению с прототипом, процедуру получения носителя (платформы). Носитель (СЧ) получают путем кратковременного (10 сек) прогревания суспензии ВТМ при температуре 98°С, в результате которого палочковидные частицы ВТМ превращаются в СЧ определенного размера. Таким образом, результатом изобретения является существенное упрощение способа получения носителя (платформы).This example shows that our proposed method can significantly simplify, in comparison with the prototype, the procedure for obtaining media (platforms). Carrier (MF) is obtained by short-term (10 sec) heating a TMV suspension at a temperature of 98 ° C, as a result of which rod-shaped TMV particles are transformed into MFs of a certain size. Thus, the result of the invention is a significant simplification of the method of obtaining media (platform).

Пример 2Example 2

Сравнение иммуногенности СЧ и нативного ВТМ.Comparison of the immunogenicity of MF and native TMV.

Мышей линии BALB/c в возрасте 6-8 недель иммунизировали внутрибрюшинно СЧ или вирионами ВТМ в дозе 100 мкг антигена на 1 инъекцию. Проведено 3 инъекции с двухнедельным интервалом между ними. При первой инъекции антиген вводили в смеси с равным объемом полного адъюванта Фрейнда, при 2 последующих - с равным объемом неполного адъюванта Фрейнда. Кровь, индивидуально от каждой мыши, брали из хвостовой вены через неделю после последней иммунизации. Кровь выдерживали 2 ч при комнатной температуре до формирования сгустка, помещали на ночь в холодильник и на следующий день сгусток отделяли центрифугированием 10000 g 10 мин. Полученную сыворотку использовали для определения титра антител к СЧ и к ВТМ. Титр определяли в пуле, полученном путем смешивания равных объемов антисывороток от каждого животного, с помощью непрямого метода иммуноферментного анализа (ИФА). На планшетах MaxiSorp (Nunc) сорбировали СЧ или ВТМ (6 мкг/мл в PBS: 0,05 М К2НРО4, 0,1 М NaCl, pH 7,4) в объеме 100 мкд на лунку. Планшеты выдерживали ночь в холодильнике, промывали PBST (PBS, 0,1% Твин 20, pH 7,4) 5 раз по 200 мкл на лунку и вносили тестируемые антисыворотки в двойных серийных разведениях, приготовленных на PBST, начиная с разведения 1/1000. В качестве отрицательного контроля использовали преиммунную мышиную сыворотку. Инкубировали 1 ч при 37°С на термостатируемом шейкере, промывали, как описано и добавляли пероксидазный конъюгат (Promega) в рабочем разведении 1/20000, приготовленном на PBS, содержащим 0,5% бычьего сывороточного альбумина. Инкубировали 1 ч при 37°С на шейкере, промывали, как описано и добавляли субстрат - ABTS с перекисью водорода в 0,05 М цитратно-фосфатном буфере pH 4,4. Оптическую плотность в лунках определяли на ридере Titerteck Multiscan при длине волны 405 нм через 20 мин после добавления субстрата. Титром антисыворотки считали ее последнее разведение, оптическая плотность в котором втрое превышала соответствующее значение преиммунной мышиной сыворотки. Данные, представленные на рис.2, показывают, что титр антител к СЧ в 20 раз превышал титр антител к ВТМ.BALB / c mice aged 6-8 weeks were immunized intraperitoneally with MF or TMV virions at a dose of 100 μg antigen per injection. Conducted 3 injections with a two-week interval between them. At the first injection, the antigen was administered in a mixture with an equal volume of Freund's complete adjuvant, and with the next 2, with an equal volume of Freund's incomplete adjuvant. Blood, individually from each mouse, was taken from the tail vein a week after the last immunization. Blood was kept for 2 hours at room temperature until a clot formed, placed in a refrigerator overnight, and the next day the clot was separated by centrifugation at 10,000 g for 10 min. The obtained serum was used to determine the titer of antibodies to MF and to TMV. The titer was determined in a pool obtained by mixing equal volumes of antisera from each animal using an indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). On the MaxiSorp (Nunc) plates, MF or VTM (6 μg / ml in PBS: 0.05 M K 2 NRA 4 , 0.1 M NaCl, pH 7.4) were sorbed in a volume of 100 μd per well. The plates were allowed to stand overnight in the refrigerator, washed with PBST (PBS, 0.1% Tween 20, pH 7.4) 5 times in 200 μl per well and the test antisera were added in double serial dilutions prepared on PBST starting from 1/1000 dilution. As a negative control, pre-immune mouse serum was used. Incubated for 1 h at 37 ° C on a thermostatic shaker, washed as described, and peroxidase conjugate (Promega) was added at a working dilution of 1/20000 prepared in PBS containing 0.5% bovine serum albumin. Incubated for 1 h at 37 ° C on a shaker, washed as described and the substrate - ABTS with hydrogen peroxide in 0.05 M citrate-phosphate buffer pH 4.4 was added. The optical density in the wells was determined on a Titerteck Multiscan reader at a wavelength of 405 nm 20 minutes after adding the substrate. The antiserum titer was considered its last dilution, in which the optical density was three times higher than the corresponding value of preimmune mouse serum. The data presented in Fig. 2 show that the titer of antibodies to MF was 20 times higher than the titer of antibodies to TMV.

Этот пример демонстрирует тот неочевидный факт, что СЧ обладают намного более высокой иммуногенностью, чем исходные частицы нативного ВТМ. Это обстоятельство имеет решающее значение для достижения цели настоящего изобретения. Известно, что для индукции гуморального иммунного ответа (синтеза антител) необходима кооперация В и Т-лимфоцитов, при которой рецепторы В-лимфоцитов распознают антиген, а Т-лимфоциты взаимодействуют с носителем. Известно также, что антительный ответ на антиген, присоединенный к носителю, прямо зависит от иммуногенности носителя. Таким образом, эффективность иммунизации (вакцинации) определенной композицией определяется не только иммуногенностью ЦБ, присоединенного к носителю, но и, главным образом, иммуногенностью самого носителя.This example demonstrates the non-obvious fact that MFs have a much higher immunogenicity than the original particles of native TMV. This circumstance is crucial to achieve the objectives of the present invention. It is known that the induction of a humoral immune response (antibody synthesis) requires the cooperation of B and T-lymphocytes, in which B-lymphocyte receptors recognize the antigen, and T-lymphocytes interact with the carrier. It is also known that the antibody response to an antigen attached to a carrier directly depends on the immunogenicity of the carrier. Thus, the effectiveness of immunization (vaccination) with a particular composition is determined not only by the immunogenicity of the CB attached to the carrier, but also mainly by the immunogenicity of the carrier itself.

Пример 3Example 3

Получение белка оболочки вируса Х картофеляObtaining the protein coat of the virus of potato X

Для препаративного выделения вируса Х картофеля (ХВК) листья зараженных растений дурмана Datura stramonium гомогенизировали с помощью блендера в 200 мл 0,05 М натрий-фосфатного буфера, pH 8,0, содержащего 0,15% 2-меркаптоэтанол и 0,5% ДИЕКА). К двум объемам экстракта, профильтрованного через двойной слой марли, добавляли один объем хлороформа, смесь интенсивно встряхивали в течение 10 мин и осветляли центрифугированием в роторе JA-20 (Beckman) 10000 g в течение 15 мин при 4°С. Осветленный супернатант подкисляли 0,5 М лимонной кислотой до рН 4.8, перемешивая экстракт на магнитной мешалке 20 мин при 4°С. Образовавшийся осадок клеточных компонентов удаляли центрифугированием 10000 g 10 мин. При перемешивании на магнитной мешалке к осветленному экстракту добавляли 1 N NaOH, доводя рН до нейтральных значений, сухой NaCl до конечной концентрации 0,1%, и полиэтиленгликоль (мол.м. 6 кДа) до конечной концентрации 8%. После полного растворения добавленных компонентов содержимое оставляли при 4°С на 30 мин для формирования вируссодержащего осадка. Осадок собирали центрифугированием при 10000 g 15 мин в роторе JA-20 и заливали на ночь 0,05 М натрий-фосфатным буфером, рН 7,2. Окончательную очистку вируса проводили путем ультрацентрифугирования препарата через 30% сахарозную подушку в роторе 50.2 Ti в течение 180 мин при 36000 об/мин. Вирус ресуспендировали в 0,05 М натрий-фосфатном буфере, рН 7,2 и осветляли низкоскоростным центрифугированием на настольной центрифуге Eppendorf 10000 g 10 мин. Концентрацию ХВК в очищенном препарате определяли, используя коэффициент экстинкции А 260=2,9. Белок оболочки (БО) ХВК выделяли путем обработки вирусной суспензии нейтральным раствором 2М LiCl. Суспензию инкубировали ночь при -20°С и центрифугировали при 10000 g. Супернатант, содержащий БО ХВК, диализовали против тридистилированной воды. Белок после диализа ультрацентрифугировали при 100000 g для удаления примесей олигомеров БО. Концентрацию БО определяли, используя коэффициент экстинкции А280=1,2.For preparative isolation of potato virus X (CVC), the leaves of the infected Datura stramonium dope plants were homogenized using a blender in 200 ml of 0.05 M sodium phosphate buffer, pH 8.0, containing 0.15% 2-mercaptoethanol and 0.5% DIECA ) One volume of chloroform was added to two volumes of the extract filtered through a double gauze layer, the mixture was vigorously shaken for 10 min and clarified by centrifugation in a JA-20 rotor (Beckman) 10,000 g for 15 min at 4 ° C. The clarified supernatant was acidified with 0.5 M citric acid to pH 4.8, stirring the extract on a magnetic stirrer for 20 min at 4 ° C. The resulting precipitate of cellular components was removed by centrifugation at 10,000 g for 10 minutes. While stirring on a magnetic stirrer, 1 N NaOH was added to the clarified extract, adjusting the pH to neutral values, dry NaCl to a final concentration of 0.1%, and polyethylene glycol (mol.m. 6 kDa) to a final concentration of 8%. After complete dissolution of the added components, the contents were left at 4 ° C for 30 min to form a virus-containing precipitate. The precipitate was collected by centrifugation at 10,000 g for 15 min in a JA-20 rotor and poured overnight with 0.05 M sodium phosphate buffer, pH 7.2. The final purification of the virus was carried out by ultracentrifugation of the drug through a 30% sucrose cushion in a 50.2 Ti rotor for 180 min at 36,000 rpm. The virus was resuspended in 0.05 M sodium phosphate buffer, pH 7.2, and clarified by low speed centrifugation on an Eppendorf 10,000 g benchtop centrifuge for 10 minutes. The concentration of PVA in the purified preparation was determined using an extinction coefficient A 260 = 2.9. Shell protein (BO) PVI was isolated by treating the viral suspension with a neutral solution of 2M LiCl. The suspension was incubated overnight at -20 ° C and centrifuged at 10,000 g. The supernatant containing PVX BO was dialyzed against tri-distilled water. The protein after dialysis was ultracentrifuged at 100,000 g to remove impurities of BO oligomers. The concentration of BO was determined using an extinction coefficient A280 = 1.2.

Пример 4Example 4

Получение рекомбинантных БО ХВК, содержащих эпитопы вируса оспы сливыObtaining recombinant CVC BO containing epitopes of plum pox virus

Эпитопы БО вируса оспы сливы (ВОС) «VNTNRDRDVDAG» длиной 12 аминокислотных остатков и «SMLNPIFTPA» длиной 10 аминокислотных остатков (Femandez-Femandez, et al. 2002. Identification of immunogenic hot spots within plum pox potyvirus capsid protein for efficient antigen presentation. J. Virol. 76, 12646-12653) были соединены, соответственно, с N-концом полноразмерного БО ХВК (рекомбинантный белок Р2) или с N-концом БО ХВК с делецией первых 20 аминокислот (рекомбинантный белок N1). Рекомбинантные конструкции, экспрессирующие слитые с (His)6 - пептидом рекомбинантные белки, были получены путем клонирования соответствующих ПЦР-фрагментов в плазмидный вектор pQE. Рестрикционные ПЦР-фрагменты были лигированы по соответствующим сайтам в экспрессирующий вектор, как было описано ранее (Ivanov, K.I., et al. 1994. The immobilized movement proteins of two tobamoviruses form stable ribonucleoprotein complexes with full-length viral genomic RNA. FEBS Lett. 346, 217-220). Для клонирования созданных конструкций и их суперэкспрессии были использованы штаммы Е. coli DH5ot и M15[pREP4]. Клетки Е. coli, трансформированные рекомбинантным вектором, выращивали в культуральной жидкости при 37°С до OD600 равным 0.8-0.9. Все манипуляции с рекомбинантными ДНК проводились по стандартным методикам (Sambrook, J., Ftitsch, E.F.and Maniatis T. (1989) Molecular cloning: A laboratory Manual, 2nd edn. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY). Экспрессию рекомбинантных белков индуцировали добавлением 1 мМ IPTG, культуру клеток растили дополнительно 3 ч при 37°С. Хроматографическую очистку (His)6-рекомбинантных белков на Ni-HTA-агарозе проводили согласно протоколу производителя (QIAGEN).Epitopes of BO of plum pox virus (BOC) VNTNRDRDVDAG of 12 amino acid residues and SMLNPIFTPA of 10 amino acid residues (Femandez-Femandez, et al. 2002. Identification of immunogenic hot spots within plum pox potyvirus capsid protein for efficient antigen presentation. J . Virol. 76, 12646-12653) were connected, respectively, with the N-terminus of the full-sized BVC PV (recombinant protein P2) or the N-terminus of the BV CVC with a deletion of the first 20 amino acids (recombinant protein N1). Recombinant constructs expressing recombinant proteins fused to the (His) 6 - peptide were obtained by cloning the corresponding PCR fragments into the pQE plasmid vector. Restriction PCR fragments were ligated at the corresponding sites into an expression vector as previously described (Ivanov, KI, et al. 1994. The immobilized movement proteins of two tobamoviruses form stable ribonucleoprotein complexes with full-length viral genomic RNA. FEBS Lett. 346 , 217-220). For cloning of the created constructs and their superexpression, E. coli DH5ot and M15 strains [pREP4] were used. E. coli cells transformed with the recombinant vector were grown in culture fluid at 37 ° C to an OD 600 of 0.8-0.9. All recombinant DNA manipulations were performed according to standard procedures (Sambrook, J., Ftitsch, EFand Maniatis T. (1989) Molecular cloning: A laboratory Manual, 2nd edn. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY). The expression of recombinant proteins was induced by adding 1 mm IPTG, the cell culture was grown for an additional 3 hours at 37 ° C. Chromatographic purification of (His) 6 recombinant proteins on Ni-HTA agarose was performed according to the manufacturer's protocol (QIAGEN).

Пример 5Example 5

Связывание целевых белков с поверхностью СЧThe binding of target proteins to the surface of the MF

Адсорбция БО ХВК. БО ХВК был получен как описано в примере 3. Для наблюдения за связыванием БО с поверхностью СЧ (полученных, как описано в примере 1) белок предварительно метили флуоресцентной меткой, К 1 мг БО ХВК добавляли 18 мкг флуоресцеина изотиоцианата (ФИТЦ), инкубировали 24 часа при 4°С и диализовали против воды для удаления несвязавшейся флуоресцентной метки. 50 мкг СЧ инкубировали с 1 мкг белка в воде. Адсорбцию БО на поверхности СЧ наблюдали с помощью флуоресцентного микроскопа LeicaDRMB, снабженного интегрированной камерой ORCAII-ERG2 (Hamamatsu, Japan). Данные, представленные на рисунке 3, показывают, что БО ХВК покрывает всю поверхность СЧ.Adsorption of CVC BO. CPV BO was obtained as described in Example 3. To monitor the binding of BO to the surface of the MF (obtained as described in Example 1), the protein was preliminarily labeled with a fluorescent label, 18 μg of fluorescein isothiocyanate (FITC) was added to 1 mg of BVC, and incubated for 24 hours at 4 ° C and dialyzed against water to remove unbound fluorescence tags. 50 μg of MF were incubated with 1 μg of protein in water. BO adsorption on the surface of the MF was observed using a LeicaDRMB fluorescence microscope equipped with an integrated ORCAII-ERG2 camera (Hamamatsu, Japan). The data presented in Figure 3 show that BO PVC covers the entire surface of the midrange.

Адсорбция рекомбинантного белка Р2. Рекомбинантный белок Р2 получали, как описано в примере 4. 50 мкг СЧ инкубировали с 1 мкг белка в воде. Связывание Р2 с поверхностью СЧ наблюдали методом конфокальной флуоресцентной микроскопии с помощью иммунохимического окрашивания, основанного на применении кроличьих антитела к ВОС и вторичных ослиные антикроличьих антител, конъюгированных с флуорофором Alexa 555 красным. Данные, представленные на рисунке 4, показывают, что белок Р2 покрывает всю поверхность СЧ.Adsorption of recombinant protein P2. Recombinant protein P2 was obtained as described in example 4. 50 μg of MF were incubated with 1 μg of protein in water. P2 binding to the MF surface was observed by confocal fluorescence microscopy using immunochemical staining based on the use of rabbit antibodies to BOC and secondary donkey anti-rabbit antibodies conjugated with Alexa 555 red fluorophore. The data presented in Figure 4 show that the P2 protein covers the entire surface of the midrange.

Данный пример демонстрирует то неочевидное обстоятельство, что, в отличие от нативных вирусных частиц, поверхность СЧ обладает высокой сорбционной емкостью в отношении белков различного происхождения. В силу этой особенности СЧ способ приготовления композиции на их основе заключается в простом смешивании СЧ и ЦБ в соотношении, обеспечивающем образование монослоя ЦБ на поверхности СЧ. В этой связи, при создании иммуногенной композиции отпадает надобность в генно-инжернерных манипуляциях, описанных выше. Кроме того, в отличие от прототипа, СЧ обладают универсальностью: раз полученные, они могут быть использованы для адсорбции любых ЦБ.This example demonstrates the non-obvious circumstance that, unlike native viral particles, the surface of the midrange has a high sorption capacity with respect to proteins of various origins. Due to this feature of the midrange, the method for preparing a composition based on them consists in simply mixing the midrange and central bank in a ratio that ensures the formation of a monolayer of central bank on the surface of the midrange. In this regard, when creating an immunogenic composition, the need for genetic engineering manipulations described above disappears. In addition, unlike the prototype, MFs have versatility: once received, they can be used to adsorb any CB.

Таким образом, другим результатом изобретения является получение универсальных носителей (платформ) для создания различного вида комплексов и иммуногенных композиций.Thus, another result of the invention is to obtain universal carriers (platforms) for creating various types of complexes and immunogenic compositions.

Пример 6Example 6

Адъювантная активность СЧAdjuvant activity of midrange

Беспородных белых мышей иммунизировали внутрибрюшинно смесью СЧ диаметром 100 или 500 нм и антигена - БО ХВК, в массовом соотношении 25:1. Доза СЧ составляла 500 мкг, а БО - 20 мкг на 1 инъекцию. Контрольную группу мышей иммунизировали по такой же схеме одним БО. Смесь для инъекции готовили непосредственно перед иммунизацией. Объем инъецируемой смеси составлял 0,5 мл на 1 животное. Каждая группа состояла из 5 животных. Проведено 3 иммунизации с двухнедельным интервалом между ними. Кровь индивидуально от каждой мыши брали из хвостовой вены через неделю после последней иммунизации. Кровь выдерживали 2 ч при комнатной температуре до формирования сгустка, помещали на ночь в холодильник и на следующий день сгусток отделяли центрифугированием 10000 g 10 мин. Полученную сыворотку использовали для определения титра антител к БО. С этой целью на планшетах MaxiSorp (Nwic) сорбировали БО ХВК (6 мкг/мл в деионизованной воде). ИФА выполняли как описано в примере 2.Outbred white mice were immunized intraperitoneally with a mixture of MF with a diameter of 100 or 500 nm and the antigen - BV CVC, in a mass ratio of 25: 1. The dose of MF was 500 μg, and BO - 20 μg per 1 injection. The control group of mice was immunized according to the same scheme with one BO. A mixture for injection was prepared immediately before immunization. The volume of the injected mixture was 0.5 ml per animal. Each group consisted of 5 animals. Conducted 3 immunizations with a two-week interval between them. Blood was individually taken from each mouse from the tail vein one week after the last immunization. Blood was kept for 2 hours at room temperature until a clot formed, placed in a refrigerator overnight, and the next day the clot was separated by centrifugation at 10,000 g for 10 min. The obtained serum was used to determine the titer of antibodies to BO. To this end, MaxiSorp (Nwic) plates adsorbed PVX BO (6 μg / ml in deionized water). ELISA was performed as described in example 2.

Результаты определения титров антисывороток показывают, что иммунизация животных смесью СЧ и БО приводит к десятикратному увеличению концентрации антител к БО ХВК в крови иммунизированного животного по сравнению с иммунизацией одним БО. Титр антител на 7 день после последней иммунизации смесью СЧ и БО составил 1/64000 (Рис.5).The results of determining the titers of antisera show that immunization of animals with a mixture of MF and BO leads to a ten-fold increase in the concentration of antibodies to BV PVA in the blood of an immunized animal compared to immunization with one BO. The antibody titer on the 7th day after the last immunization with a mixture of MF and BO was 1/64000 (Fig. 5).

В прототипе, титры антисывороток к лизоциму и к овальбумину на 10 день после инъекции (2 мг белка и 30 мг ВМП) составили, соответственно, 1/640 и 1/2560 и практически не отличались от титров, полученных при иммунизации без ВМП. На 30 день после инъекции титры возросли и составили, соответственно, 1/1280 и 1/10240. Титр определяли методом непрямого ИФА, адсорбируя на планшете лизоцим и овальбумин в концентрации, соответственно, 100 и 150 мкг/мл.In the prototype, the titers of antisera to lysozyme and to ovalbumin on the 10th day after injection (2 mg of protein and 30 mg of VMP) were, respectively, 1/640 and 1/2560 and practically did not differ from the titers obtained by immunization without VMP. On the 30th day after the injection, the titers increased and amounted to 1/1280 and 1/10240, respectively. The titer was determined by indirect ELISA, adsorbing lysozyme and ovalbumin on a tablet at a concentration of 100 and 150 μg / ml, respectively.

Этот пример показывает, что адъювант на основе СЧ значительно более эффективен, чем ВМП. Титры антисывороток, полученных с помощью СЧ, в сравнимом временном интервале в 10-100 раз превышали титры, полученные с помощью ВМП. Этот эффект был достигнут при использовании в 100 раз более низкой дозы антигена, в 60 раз более низкой дозы адъюванта ив 16-25 раз более низкой концентрации антигена, адсорбированного на планшете для ИФА.This example shows that an MF-based adjuvant is significantly more effective than VMP. The titers of antisera obtained using MF in a comparable time interval were 10-100 times higher than the titers obtained using VMP. This effect was achieved by using a 100-fold lower dose of antigen, a 60-fold lower dose of adjuvant, and 16–25-fold lower concentration of antigen adsorbed on an ELISA plate.

Таким образом, другим результатом изобретения является создание нового эффективного адъюванта на основе СЧ.Thus, another result of the invention is the creation of a new effective adjuvant based on the midrange.

Пример 7Example 7

Изучение иммуногенности композиций на основе СЧThe study of the immunogenicity of compositions based on midrange

Иммуногенность композиции из СЧ и БО ХВК. Беспородных белых мышей в возрасте 8-10 недель иммунизировали внутрибрюшинно СЧ диаметром 100 или 500 нм, поверхность которых была покрыта БО ХВК, как описано в примере 5. Комплекс белка со СЧ стабилизировали добавлением формальдегида до концентрации 0,05% (10 мин, 20°С). Доза СЧ на 1 инъекцию составляла 500 мкг. Объем инъецируемой смеси составлял 0,5 мл на 1 животное. Контрольную группу мышей иммунизировали по такой же схеме одним БО. Каждая группа состояла из 5 животных. Проведено 3 иммунизации с двухнедельным интервалом между ними. Процессы взятия крови, ее обработки и определения титра антител к БО ХВК осуществляли, как описано в примере 6.Immunogenicity of a composition from MF and BO CVC. Outbred white mice aged 8-10 weeks were immunized intraperitoneally with an MF with a diameter of 100 or 500 nm, the surface of which was coated with PVX BO, as described in Example 5. The protein complex with MF was stabilized by adding formaldehyde to a concentration of 0.05% (10 min, 20 ° FROM). The dose of MF for 1 injection was 500 mcg. The volume of the injected mixture was 0.5 ml per animal. The control group of mice was immunized according to the same scheme with one BO. Each group consisted of 5 animals. Conducted 3 immunizations with a two-week interval between them. The processes of blood collection, its processing and determination of the titer of antibodies to BV PVA were carried out as described in example 6.

Результаты определения титров антисывороток показывают, что иммунизация животных СЧ, покрытыми БО ХВК, приводит к пятнадцатикратному увеличению количества антител к БО ХВК в крови иммунизированного животного по сравнению с иммунизацией одним БО. Титр антител на 7 день после последней иммунизации составил 1/128000 (Рис.6).The results of determining the titers of antisera show that the immunization of animals with MF coated with BVCV leads to a fifteen-fold increase in the number of antibodies to BVCVC in the blood of an immunized animal compared to immunization with one BV. The antibody titer on the 7th day after the last immunization was 1/128000 (Fig. 6).

Иммуногенность композиции из СЧ и рекомбинантного белка N1 ВОС. Мышей линии BALB/c иммунизировали рекомбинантным белком N1, тем же белком в смеси со СЧ, и тем же белком, адсорбированным на поверхности СЧ. Способ получения рекомбинантного белка N1 описан в примере 4. Белок N1 адсорбировали на поверхности СЧ, как описано в примере 5, и стабилизировали образовавшийся комплекс добавлением формальдегида до концентрации 0,05% (10 мин, 20°С). Количество рекомбинантного белка N1 во всех случаях составляло 28 мкг на 1 инъекцию. Были проведены 3 внутрибрюшинных иммунизации с двухнедельным интервалом между ними. Через неделю после последней иммунизации, полученную антисыворотку использовали для определения титра антител к эпитопу ВОС. Определение титра методом ИФА выполняли как описано в примере 6. Результаты, представленные на рисунке 7, показывают, что СЧ усиливают антительный ответ на химерный белок N1, т.е. обладают адъювантной активностью. При иммунизации смесью СЧ и белка N1 титр антисыворотки возрастал в 10 раз по сравнению с иммунизацией одним белком N1. При иммунизации белком N1, фиксированным на поверхности СЧ, титр возрастал в 80 раз и составил 1/600000.Immunogenicity of a composition from MF and recombinant BOC N1 protein. BALB / c mice were immunized with recombinant protein N1, the same protein mixed with MF, and the same protein adsorbed on the surface of MF. The method for producing the recombinant protein N1 is described in Example 4. Protein N1 was adsorbed on the surface of the SC, as described in Example 5, and the complex was stabilized by adding formaldehyde to a concentration of 0.05% (10 min, 20 ° C). The amount of recombinant protein N1 in all cases was 28 μg per 1 injection. Three intraperitoneal immunizations were carried out with a two-week interval between them. One week after the last immunization, the resulting antiserum was used to determine the titer of antibodies to the BOC epitope. Determination of titer by ELISA was performed as described in example 6. The results presented in Figure 7 show that MFs enhance the antibody response to chimeric protein N1, i.e. possess adjuvant activity. When immunized with a mixture of MF and protein N1, the antiserum titer increased 10-fold compared with immunization with a single N1 protein. When immunized with protein N1, fixed on the surface of the midrange, the titer increased by 80 times and amounted to 1/600000.

В прототипе изучен гуморальный иммунный ответ на иммуногенную композицию, представляющую собой химерные ВПЧ ВМП, на которых аффинно адсорбированы модельные антигены: порины OmpC и OmpF Salmonella typhi (Пример 4, рисунок 6) или коровый антиген вируса гепатита С (пример 8, рисунок 13 А). Представленные результаты показывают, что титр антител класса IgG к OmpC на 15 день после инъекции составлял 1/20000, а на 15 день после бустерной инъекции достиг максимума и составил в среднем 1/160000. Титр антител к антигену вируса гепатита С составил 1/4500.The prototype studied the humoral immune response to an immunogenic composition, which is a chimeric HPV VMP, on which model antigens are affinity adsorbed: OmpC and OmpF Salmonella typhi porins (Example 4, Figure 6) or hepatitis C core antigen (Example 8, Figure 13 A) . The presented results show that the titer of IgG antibodies to OmpC on the 15th day after the injection was 1/20000, and on the 15th day after the booster injection, it reached a maximum and averaged 1/160000. The titer of antibodies to hepatitis C virus antigen was 1/4500.

Данный пример показывает, что композиции на основе СЧ превосходят композиции, описанные в прототипе, по иммуногенности и темпу образования антител при примерно равном количестве антигена, использованного для иммунизации (10 мкг в прототипе, 20 мкг в нашем изобретении). Вместе с тем, способ получения иммуногенных композиций в нашем изобретении отличается от прототипа простотой.This example shows that the compositions based on the midrange superior to the compositions described in the prototype, in terms of immunogenicity and rate of formation of antibodies with approximately the same amount of antigen used for immunization (10 μg in the prototype, 20 μg in our invention). However, the method for producing immunogenic compositions in our invention differs from the prototype in simplicity.

Таким образом, еще одним результатом изобретения является простой способ создания высокоактивных иммуногенных композиций, основанный на использовании СЧ в качестве носителя (платформы).Thus, another result of the invention is a simple way to create highly active immunogenic compositions based on the use of MF as a carrier (platform).

Пример 8Example 8

Образование антител к интактному вирусу при совместной иммунизации БО ХВК и СЧThe formation of antibodies to the intact virus during the joint immunization of BO PVA and MF

Антисыворотки к БО ХВК, полученные, как описано в примерах 6 и 7, титровали методом ИФА на планшетах, покрытых интактным ХВК. На планшетах MaxiSorp (Nunc) адсорбировали ХВК (6 мкг/мл в PBS) в объеме 100 мкл на лунку. Остальные процедуры осуществляли, как описано в Примере 6.The antisera to BO PVA obtained as described in examples 6 and 7 were titrated by ELISA on plates coated with intact PVA. Plates of MaxiSorp (Nunc) adsorbed PVX (6 μg / ml in PBS) in a volume of 100 μl per well. The remaining procedures were carried out as described in Example 6.

Результаты определения титров антисывороток представлены на рисунке 8. Они показывают, что при совместной иммунизации животных смесью БО и СЧ или БО, фиксированным на СЧ, в крови иммунизированных животных возникают антитела к интактному вирусу. Совместная иммунизация животных БО ХВК и СЧ приводит к пятнадцатикратному увеличению концентрации антител к ХВК в крови иммунизированного животного по сравнению с иммунизацией одним БО. Титр антител на 7 день после последней иммунизации составил 1/128000.The results of determining the titers of antisera are shown in Figure 8. They show that when animals are co-immunized with a mixture of BO and MF or BO fixed on MF, antibodies to the intact virus appear in the blood of the immunized animals. The combined immunization of animals with PVA BO and MF leads to a fifteen-fold increase in the concentration of antibodies to PVA in the blood of an immunized animal compared with immunization with BO alone. The antibody titer on day 7 after the last immunization was 1/128000.

Данный пример показывает, что совместная иммунизация СЧ и фрагментом вируса, именно его БО, в смеси со СЧ или фиксированным на поверхности СЧ, индуцирует образование антител к интактному вирусу.This example shows that the joint immunization of MF and a fragment of the virus, namely its BO, mixed with MF or fixed on the surface of the MF, induces the formation of antibodies to the intact virus.

Пример 9Example 9

Влияние дозы СЧ на образование антител к БО и к интактному вирусу при совместной иммунизации антигеном и СЧ.The effect of the dose of MF on the formation of antibodies to BO and to the intact virus when co-immunized with an antigen and MF.

Беспородных белых мышей иммунизировали внутрибрюшинно смесью СЧ диаметром 500 нм и БО ХВК в массовом соотношении 1:1. Доза СЧ составляла 30 мкг, БО - 30 мкг на 1 инъекцию. Для иммуноферментного определения титра антител к БО и к вирусу на планшетах MaxiSorp (Nunc) сорбировали БО ХВК (6 мкг/мл в деионизованной воде) или ХВК (6 мкг/мл в PBS) в объеме 100 мкл на лунку. Остальные процедуры осуществляли, как описано в Примере 6.Outbred white mice were immunized intraperitoneally with a mixture of midrange with a diameter of 500 nm and BO PVC in a mass ratio of 1: 1. The dose of MF was 30 μg, BO - 30 μg per 1 injection. For the enzyme-linked immunosorbent assay, the titer of antibodies to BO and to the virus on MaxiSorp (Nunc) plates sorbed BV PVA (6 μg / ml in deionized water) or PVI (6 μg / ml in PBS) in a volume of 100 μl per well. The remaining procedures were carried out as described in Example 6.

Результаты определения титров мышиных антисывороток, представленные на рисунке 9, показали, что при совместной иммунизации животных смесью БО и СЧ в массовом соотношении 1:1, в крови иммунизированных животных возникают антитела к БО и к интактному вирусу. Титр антител на 7 день после последней иммунизации составил 1/128000.The results of determining the titers of mouse antisera shown in Figure 9 showed that when animals are combined with a mixture of BO and MF in a mass ratio of 1: 1, antibodies to BO and to the intact virus appear in the blood of immunized animals. The antibody titer on day 7 after the last immunization was 1/128000.

Данный пример показывает, что СЧ, используемые в качестве адъюванта или в качестве носителя для создания иммуногенной композиции, обладают высокой иммуногенностью в широком интервале концентраций.This example shows that MFs used as an adjuvant or as a carrier for creating an immunogenic composition have high immunogenicity in a wide range of concentrations.

Таким образом, предлагаемый способ усиления иммунного ответа обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом: 1) позволяет значительно упростить процедуру получения носителя (платформы); 2) позволяет получать универсальный и более иммуногенный носитель для создания различного вида комплексов и иммуногенных композиций; 3) позволяет упростить процедуру получения иммуногенных композиций; 4) адъювант на основе СЧ значительно более эффективен, чем ВМП.Thus, the proposed method of enhancing the immune response has the following advantages compared to the prototype: 1) can significantly simplify the procedure for obtaining a carrier (platform); 2) allows to obtain a universal and more immunogenic carrier for creating various types of complexes and immunogenic compositions; 3) allows to simplify the procedure for obtaining immunogenic compositions; 4) an adjuvant based on the midrange is much more effective than VMP.

Claims (2)

1. Способ усиления иммунного ответа на антиген, состоящий из одного или большего количества эпитопов, посредством применения для парентеральной иммунизации животных или человека смеси упомянутого антигена и адъюванта, отличающийся тем, что в качестве адъюванта используют сферические частицы, состоящие из термоденатурированного белка оболочки спиральных вирусов растений, преимущественно вируса табачной мозаики (ВТМ).1. A method of enhancing the immune response to an antigen consisting of one or more epitopes by applying for parenteral immunization of animals or humans a mixture of the aforementioned antigen and adjuvant, characterized in that spherical particles consisting of a thermo-denatured shell protein of plant spiral viruses are used as adjuvant , mainly tobacco mosaic virus (TMV). 2. Способ усиления иммунного ответа на антиген, состоящий из одного или большего количества эпитопов, посредством применения для парентеральной иммунизации животных или человека упомянутого антигена, фиксированного на поверхности сферических частиц, состоящих из термоденатурированного белка оболочки спиральных вирусов растений, преимущественно ВТМ. 2. A method of enhancing the immune response to an antigen consisting of one or more epitopes by using the aforementioned antigen for parenteral immunization of animals or humans, which is fixed on the surface of spherical particles consisting of a thermo-denatured protein of the envelope of spiral plant viruses, primarily TMV.
RU2010150334/15A 2010-12-09 2010-12-09 The method of immune response enhancement RU2442604C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150334/15A RU2442604C1 (en) 2010-12-09 2010-12-09 The method of immune response enhancement
PCT/RU2011/000081 WO2012078069A1 (en) 2010-12-09 2011-02-15 Spherical nano- and microparticles derived from plant viruses for the display of foreign proteins or epitopes
US13/877,306 US20130236491A1 (en) 2010-12-09 2011-02-15 Spherical nano and microparticles derived from plant viruses for the display of foreign proteins or epitopes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150334/15A RU2442604C1 (en) 2010-12-09 2010-12-09 The method of immune response enhancement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2442604C1 true RU2442604C1 (en) 2012-02-20

Family

ID=45854539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010150334/15A RU2442604C1 (en) 2010-12-09 2010-12-09 The method of immune response enhancement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442604C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503718C1 (en) * 2012-05-30 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method for preparative extraction of viruses of plants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МЕЩЕРЯКОВА Ю.А. Вирус мозаики коровьего гороха как вектор для получения рекомбинантных антигенов вирусов гепатита В и гриппа А в растениях. Дис.… к.б.н. - М., 2009, с.8-121. WERNER S. et al. Immunoabsorbent nanoparticles based on a tobamovirus displaying protein A // PNAS 2006, Nov.26, v.103, №47, p.17678-17683, abstract. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503718C1 (en) * 2012-05-30 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method for preparative extraction of viruses of plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Balke et al. Use of plant viruses and virus-like particles for the creation of novel vaccines
Denis et al. Immunogenicity of papaya mosaic virus-like particles fused to a hepatitis C virus epitope: evidence for the critical function of multimerization
Smith et al. Modified tobacco mosaic virus particles as scaffolds for display of protein antigens for vaccine applications
US20130236491A1 (en) Spherical nano and microparticles derived from plant viruses for the display of foreign proteins or epitopes
Mardanova et al. Rapid high-yield expression of a candidate influenza vaccine based on the ectodomain of M2 protein linked to flagellin in plants using viral vectors
US20070128213A1 (en) Novel plant virus particles and methods of inactivation thereof
IE920200A1 (en) Antigen-presenting chimaeric protein
Zinkhan et al. The impact of size on particle drainage dynamics and antibody response
US11078491B2 (en) Vaccines against Zika virus based on Zika structure proteins
CN113354740B (en) Classical swine fever virus self-assembly protein nanoparticle, preparation method and application
US7413889B2 (en) Production of a parvovirus vaccine in plants as viral coat protein fusions
CN109966483B (en) Multi-antigen universal influenza vaccine based on ferritin and preparation method and application thereof
Sivasamugham et al. Recombinant Newcastle Disease virus capsids displaying enterovirus 71 VP1 fragment induce a strong immune response in rabbits
Li et al. Self-assembling rotavirus VP6 nanoparticle vaccines expressed in Escherichia coli elicit systemic and mucosal responses in mice
RU2442604C1 (en) The method of immune response enhancement
WO2014044067A1 (en) In vitro preparation method of rotavirus double-layer virus-like particles
RU2440140C1 (en) Immunogenic composition, containing foreign antigens on surface of spherical carriers, obtained by thermal denaturation of spiral viruses
Guerrero-Rodríguez et al. Virus-like particles from Escherichia Coli-derived untagged papaya ringspot virus capsid protein purified by immobilized metal affinity chromatography enhance the antibody response against a soluble antigen
Majidi et al. Expression and Purification of Brucella spp. Lumazine Synthase Decameric Carrier in Fusion to Extracellular Domain of Influenza M2E Protein
CN113633763A (en) Novel coronavirus S1-E vaccine and preparation method thereof
Ogrina et al. Bacterial expression systems based on Tymovirus-like particles for the presentation of vaccine antigens
RU2639491C2 (en) Virions and virus-like particles of alternanthera mosaic virus as amplifiers of immune response
CN106337038B (en) Method for preparing vaccine by transpeptidase shearing and application thereof
RU2441667C1 (en) New type of carrier particles (platforms) for production of active complexes
Blokhina et al. The method of noncovalent in vitro binding of target proteins to virus-like nanoparticles formed by core antigen of hepatitis B virus

Legal Events

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

Effective date: 20131210

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160110