RU2475264C2 - Vaccine against hiv/aids - Google Patents

Vaccine against hiv/aids Download PDF

Info

Publication number
RU2475264C2
RU2475264C2 RU2010153928/10A RU2010153928A RU2475264C2 RU 2475264 C2 RU2475264 C2 RU 2475264C2 RU 2010153928/10 A RU2010153928/10 A RU 2010153928/10A RU 2010153928 A RU2010153928 A RU 2010153928A RU 2475264 C2 RU2475264 C2 RU 2475264C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hiv
vaccine
protein
aids
fragment
Prior art date
Application number
RU2010153928/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010153928A (en
Inventor
Рахим Мусаевич Хаитов
Игорь Георгиевич Сидорович
Ирина Александровна Николаева
Александр Федорович Шевалье
Вагиф Али-оглы Гасанов
Галина Алексеевна Игнатьева
Светлана Вячеславовна Коробова
Георгий Олегович Гудима
Эдуард Владимирович Карамов
Галина Владимировна Корнилаева
Татьяна Владимировна Павлова
Аркадий Васильевич Некрасов
Наталья Григорьевна Пучкова
Сергей Алексеевич Медведев
Фируза Гаруновна Вазыхова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства
Priority to RU2010153928/10A priority Critical patent/RU2475264C2/en
Publication of RU2010153928A publication Critical patent/RU2010153928A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2475264C2 publication Critical patent/RU2475264C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, pharmaceutics.
SUBSTANCE: invention relates to field of biotechnology, virology and medicine. Vaccine against HIV/AIDS, includes compound of vaccine antigens of HIV/AIDS virus and pharmacologically acceptable carrier. As vaccine antigens of HIV/AIDS virus applied is chimeric recombinant polypeptide, copying immunoactive areas of three HIV1 proteins - fragment of transmembrane protein gp41, coded by gen env, full-size recombinant protein p24, coded by gen gag, and fragment of internal protein p17, coded by gen gag. As polymer carrier applied is derivative of heterochain polyamines with molecular weight 50000-150000D at ratio 1:10.
EFFECT: invention presence safe vaccine against HIV/AIDS, which has high immunogenic activity and antigen specificity.
4 dwg, 4 tbl, 17 ex

Description

Изобретение относится к медицине и биотехнологии и может быть использовано при создании кандидатных вакцинных препаратов против ВИЧ/СПИД.The invention relates to medicine and biotechnology and can be used to create candidate vaccine preparations against HIV / AIDS.

Основными требованиями к кандидатным вакцинам против ВИЧ/СПИД являются безопасность, индукция мультипотентного иммунного ответа против ВИЧ, включая клеточный иммунитет, мукозный иммунитет и нейтрализующие антитела, а также применение вирусного или бактериального вектора, способного генерировать персистентный и длительно функционирующий иммунный ответ.The main requirements for candidate HIV / AIDS vaccines are safety, the induction of a multipotent immune response against HIV, including cellular immunity, mucosal immunity and neutralizing antibodies, as well as the use of a viral or bacterial vector capable of generating a persistent and long-lasting immune response.

Известные стандартные подходы в создании вакцин из живого аттенуированного вируса [Hofmann-Lehmann R., Vlasak J., Williams A.L., Chenine A.L., McClure H.M., Anderson D.C., O'Neil S., Ruprecht R.M. Live attenuated, nef-deleted SIV is pathogenic in most adult macaques after prolonged observation. AIDS. - 2003. - Vol.17. - P.157-166. (524)], а также инактивированных (убитых) вакцин, на основе рекомбинантных белков или на основе антитоксина [Learmont J.C., Geezy A.F., Mills J., Ashton L.J., Raynes-Greenow C.H., Garsia R.J., Dyer W.B., Mclntyre L., Oelrichs R.B., Rhodes D.I., Deacon N.J., Sullivan J.S. Immunologic and virologic status after 14 to 18 years of infection with an attenuated strain of HIV-1. A report from the Sydney Blood Bank Cohort. // N. Engl. J. Med. - 1999. - Vol.340. - P.1715-1722], оказываются неэффективными при разработке вакцин против ВИЧ-инфекции/СПИДа. Главная причина заключается в необычной биологии вируса. Аттенуированные вакцинные штаммы не гарантируют безопасность вакцины, инактивированные вакцины не индуцируют формирования широкого и сильного протективного ответа [Murphey-Corb М., Martin L.N., Davison-Fairburn В., Montelaro R.C., Miller М., West М., Ohkawa S., Baskin G.B., Zhang J.Y., Putney S.D. et al. A formalin-inactivated whole SIV vaccine confers protection in macaques. // Science. - 1989. - Vol.246. - Р.1293-1297]. Вакцинные препараты на основе рекомбинантного оболочечного гликопротеина ВИЧ индуцируют умеренный титр антител, способный нейтрализовать ограниченный круг изолятов ВИЧ, и не индуцируют образование цитотоксических антител [Johnston R. AIDSVAX results: an answer, or just more questions? // AIDS Patient Care STDS. - 2003. - Vol.17. - P.47-51; Watanabe M.E. Skeptical scientists skewer VaxGen statistics. // Nat. Med. - 2003. - Vol.9. - Р.376].Known standard approaches in creating vaccines from live attenuated virus [Hofmann-Lehmann R., Vlasak J., Williams A.L., Chenine A.L., McClure H.M., Anderson D.C., O'Neil S., Ruprecht R.M. Live attenuated, nef-deleted SIV is pathogenic in most adult macaques after prolonged observation. AIDS - 2003. - Vol.17. - P.157-166. (524)], as well as inactivated (killed) vaccines, based on recombinant proteins or based on antitoxin [Learmont JC, Geezy AF, Mills J., Ashton LJ, Raynes-Greenow CH, Garsia RJ, Dyer WB, Mclntyre L., Oelrichs RB, Rhodes DI, Deacon NJ, Sullivan JS Immunologic and virologic status after 14 to 18 years of infection with an attenuated strain of HIV-1. A report from the Sydney Blood Bank Cohort. // N. Engl. J. Med. 1999. Vol.340. - P.1715-1722], are ineffective in the development of vaccines against HIV infection / AIDS. The main reason is the unusual biology of the virus. Attenuated vaccine strains do not guarantee vaccine safety, inactivated vaccines do not induce a broad and strong protective response [Murphey-Corb M., Martin LN, Davison-Fairburn B., Montelaro RC, Miller M., West M., Ohkawa S., Baskin GB, Zhang JY, Putney SD et al. A formalin-inactivated whole SIV vaccine confers protection in macaques. // Science. - 1989 .-- Vol.246. - R.1293-1297]. Recombinant HIV envelope glycoprotein vaccines induce a moderate titer of antibodies that can neutralize a limited range of HIV isolates and do not induce the formation of cytotoxic antibodies [Johnston R. AIDSVAX results: an answer, or just more questions? // AIDS Patient Care STDS. - 2003. - Vol.17. - P. 47-51; Watanabe M.E. Skeptical scientists skewer VaxGen statistics. // Nat. Med. - 2003. - Vol. 9. - P.376].

Известно около 40 кандидатных вакцин против ВИЧ/СПИД, эффективность ни одной из которых к настоящему времени не доказана. Значительная часть разработок посвящена созданию препаратов на основе рекомбинантных технологий.About 40 candidate vaccines against HIV / AIDS are known, none of which has been proven to date. A significant part of the development is devoted to the creation of drugs based on recombinant technologies.

Известна кандидатная вакцина AIDSVAX В/В (AIDSVAX В/Е) (VaxGen) [Watanabe M.E. Skeptical scientists skewer VaxGen statistics. //Nat. Med. - 2003. - Vol.9. - P.376], включающая полноразмерный рекомбинантный белок gp120. Однако завершение испытаний кандидатной вакцины gp120 (VaxGen) показало ее неспособность защищать от ВИЧ-инфекции и снижать вирусную нагрузку у ВИЧ-инфицированных больных. Возможно, эта неспособность к защите от инфекции связана с отсутствием образования антител, способных нейтрализовать генетически разнообразные первичные изоляты ВИЧ1.Known vaccine AIDSVAX B / B (AIDSVAX B / E) (VaxGen) [Watanabe M.E. Skeptical scientists skewer VaxGen statistics. // Nat. Med. - 2003. - Vol. 9. - P.376], including the full-size recombinant protein gp120. However, the completion of trials of the candidate vaccine gp120 (VaxGen) showed its inability to protect against HIV infection and reduce the viral load in HIV-infected patients. Perhaps this inability to protect against infection is due to the lack of the formation of antibodies that can neutralize genetically diverse primary HIV1 isolates.

Известна кандидатная вакцина на основе живого рекомбинантного вируса оспы ALVAC-HIV (AVENTIS-PASTEUR) и вакцины AIDSVAX В/Е на основе рекомбинантного gp120B, (VaxGen), используемая по системе прайм-буст [Belshe R.B., Gorse G.J., Mulligan M.J., Evans T.G., Keefer M.C., Excler J.-L., Duliege A.-M., Tartaglia J., Cox W.I., McNamara J., Hwang K.-L., Bradney A., Montefiori D., Weinhold K.J. Induction of immune responses to HIV-1 canarypox virus (ALVAC) HIV-1 and gp120 SF-2 recombinant vaccines in uninfected volunteers. // AIDS. - 1998. - Vol.12. - P.2407-2415], для которой в настоящее время проводится III фаза клинических испытаний сочетанного действия двух вышеназванных препаратов. Предполагается, что не очень эффективные в отдельности, при сочетанном воздействии эти препараты смогут индуцировать у добровольцев два типа иммунного ответа: индукцию эффекторных клеток, уничтожающих ВИЧ, и образование антител, нейтрализующих вирус. Исследователи ожидают, что двойное воздействие приведет к результату, который будет выше, чем сумма ответов на отдельные вакцины.A known candidate vaccine based on the live recombinant smallpox virus ALVAC-HIV (AVENTIS-PASTEUR) and the AIDSVAX B / E vaccine based on the recombinant gp120B, (VaxGen), used in the prime boost system [Belshe RB, Gorse GJ, Mulligan MJ, Evans TG , Keefer MC, Excler J.-L., Duliege A.-M., Tartaglia J., Cox WI, McNamara J., Hwang K.-L., Bradney A., Montefiori D., Weinhold KJ Induction of immune responses to HIV-1 canarypox virus (ALVAC) HIV-1 and gp120 SF-2 recombinant vaccines in uninfected volunteers. // AIDS. - 1998 .-- Vol.12. - P.2407-2415], for which phase III clinical trials of the combined action of the two above drugs are currently being conducted. It is assumed that, not individually effective, when combined, these drugs will be able to induce two types of immune response in volunteers: the induction of effector cells that kill HIV and the formation of antibodies that neutralize the virus. Researchers expect double exposure to produce a result that is higher than the sum of the responses to individual vaccines.

Испытания кандидатной вакцины фирмы Merck на основе аденовируса 5 были досрочно приостановлены, так как в группе вакцинированных наблюдалось больше случаев новой инфекции, чем в группе лиц, получивших плацебо [Michael Robertson, D Casimiro, S De Rosa, S Dubey, L Kierstead, and J McElrath. Immunological Characterization of Subjects from the STEP Study: A Phase IIB Test-of-Concept Trial of the MRKAd5 HIV-1 Gag/Pol/Nef Trivalent Vaccine // CROI 2008, http://www.hvtn.org/science/step_roberts.html].Adenovirus 5-based Merck candidate vaccine trials were stopped early because there were more new infections in the vaccinated group than in the placebo group [Michael Robertson, D Casimiro, S De Rosa, S Dubey, L Kierstead, and J McElrath. Immunological Characterization of Subjects from the STEP Study: A Phase IIB Test-of-Concept Trial of the MRKAd5 HIV-1 Gag / Pol / Nef Trivalent Vaccine // CROI 2008, http://www.hvtn.org/science/step_roberts. html].

Известен вакцинный препарат [патент РФ №2179980, МПК С07К 7/00, опубл. 27.02.2002], предлагающий в качестве активного вакцинирующего компонента антигены-миметики, имитирующие консервативные фрагменты эпитопа белка gp41 ВИЧ1. Применение известного препарата предполагает сильный иммунный ответ организма на введение этого белка с образованием вирус-нейтрализующих антител. Использование пептидов консервативного эпитопа белка gp41 предполагает обеспечить защиту от множества новых постоянно образующихся субтипов ВИЧ, однако известный вакцинный препарат обеспечивает образование только антител.A vaccine preparation is known [RF patent No. 2179980, IPC С07К 7/00, publ. 02/27/2002], which offers, as an active vaccination component, mimetic antigens that mimic conserved fragments of the HIV1 gp41 protein epitope. The use of a known drug involves a strong immune response of the body to the introduction of this protein with the formation of virus-neutralizing antibodies. The use of peptides of the conserved epitope of the gp41 protein is intended to provide protection against many new constantly emerging HIV subtypes, however, the known vaccine preparation provides the formation of antibodies only.

Известна также вакцина против СПИДа [патент РФ 2014845, МПК А61K 39/12, опубл. 30.06.1994], обладающая способностью вызывать образование антител только против ключевого эпитопа белка gp41.A vaccine against AIDS is also known [RF patent 2014845, IPC A61K 39/12, publ. 06/30/1994], with the ability to cause the formation of antibodies only against the key epitope of the protein gp41.

Описанные в указанных выше патентах вакцины могут вызывать либо индукцию только вируснейтрализующих антител, либо только лимфопролиферативный ответ, в то время как для профилактики и терапии ВИЧ-инфекции важен полифункциональный иммунный ответ, включающий как гуморальную, так и клеточную составляющие.The vaccines described in the above patents can cause either the induction of only neutralizing antibodies or only the lymphoproliferative response, while for the prevention and treatment of HIV infection, a multifunctional immune response, including both the humoral and cellular components, is important.

Описан рекомбинантный белок [патент РФ 2214274, МПК А61K 39/21, опубл. 2003 г.], состоящий из внутреннего белка р24 и иммуногенного фрагмента gp41. Заявлено, что этот рекомбинантный полипептид способен индуцировать сильный иммунный ответ у млекопитающих, однако в составе вакцины он до настоящего времени использован не был.Described recombinant protein [RF patent 2214274, IPC A61K 39/21, publ. 2003], consisting of an internal p24 protein and an immunogenic fragment of gp41. It has been claimed that this recombinant polypeptide is capable of inducing a strong immune response in mammals, however, it has not yet been used in the composition of the vaccine.

Известна вакцинная композиция против вируса иммунодефицита человека [патент РФ №2223784, МПК С12N 15/09, оп. 2004 г.], включающая две рекомбинантные плазмиды, содержащие необходимые для поверхностного экспонирования гены Lpp-OmpA, расположенные за ними гены, кодирующие белки ВИЧ-1, а именно белок обратной транскриптазы или трансактивирующий белок (Tat). Известная вакцина создана с использованием аттенуированного штамма Salmonella, сконструированного для экспрессии на его поверхности специфических белков ВИЧ. Вакцину предлагают вводить перорально. Описанная вакцина также не может вызывать мультипотентный иммунный ответ организма на внедрение вируса иммунодефицита человека. Кроме того, представляется, что эта вакцина не может обладать хорошим протективным действием, т.к. трансактивирующий белок Tat и обратная транскриптаза образуются в клетках уже после внедрения вируса, т.е. в начале репликации вируса. Ядерная локализация трансактивирующего белка Tat вообще делает его недоступным для антител, образовавшихся вследствие вакцинации.Known vaccine composition against human immunodeficiency virus [RF patent No. 2223784, IPC C 12N 15/09, op. 2004], including two recombinant plasmids containing the Lpp-OmpA genes necessary for surface exposure, the genes behind them encoding HIV-1 proteins, namely, reverse transcriptase protein or transactivating protein (Tat). The known vaccine was created using an attenuated Salmonella strain designed to express specific HIV proteins on its surface. The vaccine is offered to be administered orally. The described vaccine also cannot cause a multipotent immune response of the body to the introduction of the human immunodeficiency virus. In addition, it seems that this vaccine may not have a good protective effect, because the transactivating Tat protein and reverse transcriptase are formed in the cells after the introduction of the virus, i.e. at the beginning of virus replication. Nuclear localization of the transactivating protein Tat generally makes it inaccessible to antibodies formed as a result of vaccination.

Наиболее близкой к настоящему изобретению является вакцина против ВИЧ-инфекции и СПИД [патент РФ 2306950, МПК А61K 39/21, опубл. 10.04.2007], включающая пептид, представляющий собой пептидный фрагмент структурного белка р17/18/55 ВИЧ-1/2 (продукты гена gag), связанный с клеточным рецептором CD4. Наличие в вакцине клеточного рецептора CD4, представляющего собой мономерный гликопротеид массой 58 кДа, который обнаруживается на поверхности примерно 60% Т-лимфоцитов, предшественников Т-лимфоцитов в костном мозге и тимусе, а также моноцитов, макрофагов, эозинофилов, дендритных клеток и клеток микроглии ЦНС, позволяет предположить основное назначение известной вакцины - терапевтическое, т.к. образование антител к CD4 у здорового человека при введении ему вакцины может вызвать нежелательные последствия. Кроме того, доказано, что есть СD4-независимые штаммы ВИЧ, которым связывание с CD4 не требуется для проникновения в клетку.Closest to the present invention is a vaccine against HIV infection and AIDS [RF patent 2306950, IPC A61K 39/21, publ. 04/10/2007], including a peptide, which is a peptide fragment of the structural protein p17 / 18/55 HIV-1/2 (gag gene products) associated with the CD4 cell receptor. The presence of a CD4 cell receptor in the vaccine, which is a 58 kDa monomeric glycoprotein that is found on the surface of approximately 60% T-lymphocytes, precursors of T-lymphocytes in the bone marrow and thymus, as well as monocytes, macrophages, eosinophils, dendritic cells and CNS microglia cells , suggests the main purpose of the known vaccine is therapeutic, because the formation of antibodies to CD4 in a healthy person with the introduction of a vaccine can cause undesirable consequences. In addition, it has been proven that there are CD4-independent strains of HIV for which binding to CD4 is not required for entry into the cell.

Таким образом, технический результат, получаемый при реализации описываемого изобретения, состоит в создании безопасной вакцины против ВИЧ/СПИД, обладающей мультипотентным иммунным ответом, в повышении ее профилактической эффективности за счет использования для получения химерного рекомбинантного белка ВИЧ уникальных генов/фрагментов генов, кодирующих оптимальные антигенные детерминанты, способные индуцировать образование вирус-нейтрализующих антител, клеточный и лимфопролиферативный ответ при значительном снижении вакцинирующей дозы препарата.Thus, the technical result obtained by the implementation of the described invention is to create a safe vaccine against HIV / AIDS with a multi-potent immune response, to increase its prophylactic effectiveness by using unique genes / fragments of genes encoding optimal antigenic to produce a chimeric recombinant HIV protein determinants capable of inducing the formation of virus-neutralizing antibodies, cellular and lymphoproliferative response with a significant reduction in vaccination her dose of the drug.

Указанный технический результат достигается тем, что вакцина против ВИЧ/СПИД, включающая соединение вакцинных антигенов вируса ВИЧ/СПИД и фармакологически приемлемого носителя, содержит в качестве вакцинных антигенов вируса ВИЧ/СПИДа химерный рекомбинантный полипептид (состоящий из последовательно расположенных фрагмента р17 и полноразмерного белка р24, кодируемых геном gag, и фрагмента белка gp41, кодируемого участком гена env), экспрессируемый в клетках Е.coli на основе плазмидного вектора рЕТ15b, в который по сайту рестрикции Bam H1 вставлен фрагмент ДНК, кодирующий химерный рекомбинантный полипептид и по сайтам рестрикции Hind III - Eco R1 вставлен par-локус, а в качестве полимерного носителя используют производное гетероцепных полиаминов с молекулярной массой 50000-150000 Да (Полиоксидоний) в соотношении белок:Полиоксидоний 1:10.The specified technical result is achieved in that the HIV / AIDS vaccine, comprising a combination of vaccine antigens of the HIV / AIDS virus and a pharmacologically acceptable carrier, contains as a vaccine antigens of the HIV / AIDS virus a chimeric recombinant polypeptide (consisting of sequentially located fragment of p17 and full-sized protein p24, encoded by the gag gene and a fragment of the gp41 protein encoded by the env gene region) expressed in E. coli cells based on the plasmid vector pET15b, into which the Bam H1 restriction site is inserted gment DNA encoding a chimeric recombinant polypeptide and the restriction sites Hind III - Eco R1 inserted par-locus, and as the carrier polymer derivative is used heterochain polyamines having a molecular weight of 50000-150000 Yes (polioksidony) at a ratio protein: polioksidony 1:10.

При этом химерный рекомбинантный полипептид ВИЧ1 представляет собой стерильный очищенный белок, копирующий аминокислотные последовательности фрагмента р17, полноразмерного белка р24 и фрагмента белка gp41, в котором фрагмент р17 имеет следующую аминокислотную последовательность:Moreover, the chimeric recombinant HIV1 polypeptide is a sterile purified protein that copies the amino acid sequences of the p17 fragment, the full-sized p24 protein and the gp41 protein fragment, in which the p17 fragment has the following amino acid sequence:

SEQ ID NO:1SEQ ID NO: 1

Figure 00000001
Figure 00000001

полноразмерный белок р24 имеет следующую аминокислотную последовательностьfull-sized protein p24 has the following amino acid sequence

SEQ ID NO:2SEQ ID NO: 2

Figure 00000002
Figure 00000002

Фрагмент gp41 имеет следующую аминокислотную последовательностьThe gp41 fragment has the following amino acid sequence

SEQ ID NO:3SEQ ID NO: 3

Figure 00000003
Figure 00000003

SEQ ID NO:4 представляет собой последовательно соединенные SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:2 и SEQ ID NO:3.SEQ ID NO: 4 is a series-connected SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3.

В результате анализа баз данных последовательностей ВИЧ выбраны гены/фрагменты генов, кодирующие оптимальные антигенные детерминанты для включения в состав кандидатной вакцины.As a result of the analysis of databases of HIV sequences, genes / gene fragments were selected that encode the optimal antigenic determinants for inclusion in the candidate vaccine.

Выбор полноразмерного белка р24, а также фрагментов белков из антигенных детерминант gp41 и р17 осуществляют из следующих предпосылок.The selection of the full-sized p24 protein, as well as protein fragments from the antigenic determinants gp41 and p17, is carried out from the following premises.

Индукцию нейтрализующих антител обеспечивают поверхностными белками ВИЧ1, кодируемыми геном env, поэтому в состав рекомбинантной вакцины введен фрагмент гена, кодирующего трансмембранный белок ВИЧ1 - gp41. Для индукции клеточного и лимфопролиферативного ответа в состав плазмиды введен ген, кодирующий фрагмент белка р17 и полноразмерный внутренний белок ВИЧ1 - р24, на которых расположены многочисленные эпитопы для Т-хелперов и цитотоксических лимфоцитов. Поскольку ВИЧ отличается высокой вариабельностью, введенный в состав экспрессирующего вектора участок гена gag, кодирующий фрагмент матриксного белка р17 и внутренний белок р24, совместно с фрагментом гена env, кодирующим участок 578-609 gp41 (SEQ ID NO:4), обеспечивают широкий спектр действия иммунного ответа описываемой кандидатной вакцины. В связи с консервативностью выбранных для вакцины фрагмента белка р17, белка р24 и фрагмента gp41, входящих в состав химерного рекомбинантного полипептида, последний приобретает способность индуцировать образование антител к ВИЧ1 широкого спектра действия. Матриксный белок р17, помимо участия в репликации вируса и формирования вириона, действует вне зараженных клеток, где нарушает регуляцию биологической активности клеток иммунной системы, вовлеченных в патогенез ВИЧ-инфекции. В связи с этим ожидается, что специфические антитела, индуцированные вакциной, смогут распознать белок р17, нарушить жизненный цикл ВИЧ и предотвратить распространение инфекции в организме человека [Fiorentini S., Giaquilli С., Caccuri F., Magiera AK, Caruso A. HIV Matrix protein p17: a candidate antigen for therapeutic vaccines against AIDS. Pharmacol. Ther, 2010, Dec; 128(3):433-444. Epub 2010 Sep 8]. Ожидается, что включение белка p17 в вакцинирующий препарат значительно повышает его иммуногенные и протективные свойства.Induction of neutralizing antibodies is provided by HIV1 surface proteins encoded by the env gene; therefore, a fragment of the gene encoding HIV1 transmembrane protein gp41 was introduced into the recombinant vaccine. To induce a cellular and lymphoproliferative response, a gene encoding a p17 protein fragment and a full-length HIV1 internal protein, p24, on which numerous epitopes for T-helper cells and cytotoxic lymphocytes are located, was introduced into the plasmid. Because HIV is highly variable, the gag gene region encoding the p17 matrix protein fragment and the internal p24 protein introduced into the expression vector together with the env gene fragment encoding the 578-609 gp41 region (SEQ ID NO: 4) provide a wide range of immune response of the described candidate vaccine. Due to the conservatism of the p17 protein fragment, p24 protein and gp41 fragment that are part of the chimeric recombinant polypeptide selected for the vaccine, the latter acquires the ability to induce the formation of antibodies against HIV1 with a wide spectrum of action. The matrix protein p17, in addition to participating in the replication of the virus and the formation of the virion, acts outside of infected cells, where it disrupts the regulation of the biological activity of immune cells involved in the pathogenesis of HIV infection. In this regard, it is expected that specific antibodies induced by the vaccine will be able to recognize p17 protein, disrupt the HIV life cycle and prevent the spread of infection in humans [Fiorentini S., Giaquilli C., Caccuri F., Magiera AK, Caruso A. HIV Matrix protein p17: a candidate antigen for therapeutic vaccines against AIDS. Pharmacol Ther, 2010, Dec; 128 (3): 433-444. Epub 2010 Sep 8]. The inclusion of p17 protein in a vaccine preparation is expected to significantly increase its immunogenic and protective properties.

Полимерный носитель Полиоксидоний (ПО), относящийся к классу высокомолекулярных водорастворимых производных гетероцепных полиаминов, обладает выраженной собственной иммуностимулирующей активностью, благодаря чему достигается значительное повышение иммуногенности и профилактической эффективности вакцины.Polymeric carrier Polyoxidonium (PO), which belongs to the class of high molecular weight water-soluble derivatives of hetero-chain polyamines, has a pronounced intrinsic immunostimulating activity, which results in a significant increase in the immunogenicity and preventive efficacy of the vaccine.

Вакцину против ВИЧ/СПИД в соответствии с изобретением получают следующим образом.An HIV / AIDS vaccine according to the invention is prepared as follows.

Первоначально осуществляют выбор ВИЧ-специфической нуклеотидной последовательности для включения в состав рекомбинантных пазмид. Для этого химерную генно-инженерную конструкцию, состоящую генов и фрагментов генов, соответствующих фрагменту белка р17, полноразмерному белку р24 и фрагменту белка gp41, собирают в промежуточной плазмиде pBS. Синтезируют праймеры, соответствующие 131-136 и 365-370 аминокислотной последовательности полноразмерной кДНК плазмиды рВН10 для фрагмента белка р17, полноразмерного белка р24 и 578-609 для фрагмента белка gp41. PCR-фрагменты поочередно клонируют в pBS. В качестве экспрессирующего вектора используют рЕТ15, способный экспрессироваться в Е.coli. Результатом экспрессии является химерный рекомбинантный полипептид rec(17-24-41). Клетки обрабатывают 8М мочевиной и ультразвуком. Осветленный лизат сульфитируют и чистят на аффинной колонке с Ni2+ - агарозой, а затем на колонке с Q-сефарозой (Pharmacia). Чистоту продукта проверяют электрофорезом в PAAG. Полученный таким образом химерный рекомбинантный полипептид используют в качестве антигена для получения вакцины против ВИЧ/СПИД.Initially, an HIV-specific nucleotide sequence is selected for inclusion in recombinant pasmids. For this, a chimeric genetic engineering construct consisting of genes and gene fragments corresponding to the p17 protein fragment, the full-size p24 protein and the gp41 protein fragment is assembled in the intermediate plasmid pBS. Primers are synthesized that correspond to the 131-136 and 365-370 amino acid sequences of the full-length cDNA of plasmid pBH10 for the p17 protein fragment, full-size p24 and 578-609 protein for the gp41 protein fragment. PCR fragments are alternately cloned into pBS. A pET15 capable of being expressed in E. coli is used as an expression vector. The expression result is a chimeric recombinant rec polypeptide (17-24-41). Cells are treated with 8M urea and ultrasound. The clarified lysate is sulfonated and purified on an affinity column with Ni2 + agarose, and then on a Q-Sepharose column (Pharmacia). The purity of the product is checked by electrophoresis in PAAG. The chimeric recombinant polypeptide thus obtained is used as an antigen to produce an HIV / AIDS vaccine.

Полученный антиген вируса ВИЧ/СПИД соединяют при помощи реакции конъюгации с полимерным носителем - Полиоксидонием (сополимер N-оксида поли-1,4-этиленпиперазина и N-карбоксиэтил)-1,4-этиленпиперазиний бромида с молекулярной массой 50000-150000 Да) согласно схеме:The resulting HIV / AIDS virus antigen is combined using a conjugation reaction with a polymer carrier - Polyoxidonium (a copolymer of poly-1,4-ethylene piperazine N-oxide and N-carboxyethyl) -1,4-ethylene piperazinium bromide with a molecular weight of 50,000-150,000 Da) according to the scheme :

Figure 00000004
Figure 00000004

где ПО - сополимер N-оксида поли-1,4-этиленпиперазина и (N-карбоксиэтил)-1,4-этиленпиперазиний бромида (Полиоксидоний),where PO is a copolymer of N-oxide of poly-1,4-ethylene piperazine and (N-carboxyethyl) -1,4-ethylene piperazinium bromide (Polyoxidonium),

КДИ - карбодиимид,CDI - carbodiimide,

rec(17-24-41) - химерный рекомбинантный полипептид.rec (17-24-41) is a chimeric recombinant polypeptide.

В полученном соединении рекомбинантный вакцинирующий полипептид и ПО в вакцине связаны между собой прочными ковалентными амидными связями (помимо возникающих водородных, ионных, Вандер-Ваальсовых связей и комплексных связей за счет NO групп).In the resulting compound, the recombinant vaccination polypeptide and the PO in the vaccine are linked by strong covalent amide bonds (in addition to the hydrogen, ionic, Vander-Waals bonds and complex bonds due to NO groups).

Поэтому соединение ПО с вакцинным антигеном ВИЧ обеспечивает высокую стабильность антигена и усиление его иммуногенности, что позволяет снизить прививочную дозу антигена. Эффект усиления иммунного ответа на рекомбинантный белок ВИЧ1 с помощью Полиоксидония позволил уменьшить дозу антигена rec(17-24-41).Therefore, the combination of PO with the HIV vaccine antigen ensures high antigen stability and an increase in its immunogenicity, thereby reducing the vaccination dose of the antigen. The effect of enhancing the immune response on the recombinant HIV1 protein with Polyoxidonium reduced the dose of rec antigen (17-24-41).

Анализ состава полученных соединений и их специфических свойств осуществляют с использованием следующих методик: SDS-электрофорез в полиакриламидном геле (ПААГ), иммуноферментный анализ (ИФА), иммуноблот, MALDI-TOF, метод молекулярной гибридизации, оценка лимфопролиферативного ответа.An analysis of the composition of the obtained compounds and their specific properties is carried out using the following methods: SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), immunoblot, MALDI-TOF, molecular hybridization method, evaluation of lymphoproliferative response.

Оценку иммуногенных свойств полученных соединений проводят путем исследования реакции иммунной системы и организма в целом на экспериментальных животных, а также путем клинических испытаний вакцины с привлечением добровольцев.Evaluation of the immunogenic properties of the obtained compounds is carried out by studying the reaction of the immune system and the body as a whole on experimental animals, as well as by clinical trials of a vaccine involving volunteers.

Изобретение проиллюстрировано последовательностями, таблицами 1-4 и чертежами (фиг.1-4), гдеThe invention is illustrated by the sequences, tables 1-4 and drawings (figures 1-4), where

фиг.1 - результат аналитической хроматографии очищенного химерного рекомбинантного полипептида вакцины против ВИЧ/СПИД на колонке с Q-сефарозой;figure 1 - the result of analytical chromatography of a purified chimeric recombinant polypeptide of the vaccine against HIV / AIDS on a column with Q-Sepharose;

фиг.2 - результат аналитической хроматографии очищенного химерного рекомбинантного полипептида вакцины против ВИЧ/СПИД на колонке с Superdex-200;figure 2 - the result of analytical chromatography of the purified chimeric recombinant polypeptide of the vaccine against HIV / AIDS on a column with Superdex-200;

фиг.3 - результат определения молекулярной массы трех серий химерного рекомбинантного полипептида из трех серий вакцины против ВИЧ/СПИД по спектрам молекулярного иона;figure 3 - the result of determining the molecular weight of three series of a chimeric recombinant polypeptide of three series of vaccines against HIV / AIDS according to the spectra of the molecular ion;

фиг.4 - спектры MALDI триптического гидролизата трех серий химерного рекомбинантного полипептида из трех серий вакцины против ВИЧ/СПИД.figure 4 - spectra of MALDI tryptic hydrolyzate of three series of a chimeric recombinant polypeptide of three series of vaccines against HIV / AIDS.

Ниже представлены примеры реализации описываемого изобретения, где в примерах 1-10 показаны этапы осуществления способа получения вакцины против ВИЧ/СПИД, а в примерах 11-18 приведена экспериментальная оценка эффективности полученных препаратов.Below are examples of the implementation of the described invention, where examples 1-10 show the stages of the method for producing a vaccine against HIV / AIDS, and examples 11-18 provide an experimental evaluation of the effectiveness of the obtained preparations.

Предварительно производят выбор ВИЧ-специфических нуклеотидных последовательностей для включения в состав плазмидного вектора с целью получения ВИЧ специфических белков вакцины против ВИЧ/СПИД.First, HIV-specific nucleotide sequences are selected for inclusion in the plasmid vector in order to obtain HIV-specific HIV / AIDS vaccine proteins.

Выбор осуществляют по результатам анализа международной базы данных (Kuiken С, Foley В., Hahn В. et al. HIV Sequence Compendum 2001. // Los Alamos Nat. Lab., Los Alamos, New Mexico 87545, USA), ориентируясь на наиболее актуальные (иммуногенные) области генома ВИЧ. Ниже приведены нуклеотидные последовательности, кодирующие выбранные для вакцины в соответствии с изобретением фрагмент белка р17, белок р24 и фрагмент белка gp41.The selection is carried out according to the analysis of an international database (Kuiken C, Foley B., Hahn B. et al. HIV Sequence Compendum 2001. // Los Alamos Nat. Lab., Los Alamos, New Mexico 87545, USA), focusing on the most relevant (immunogenic) regions of the HIV genome. The following are the nucleotide sequences encoding the p17 protein fragment, the p24 protein and the gp41 protein fragment selected for the vaccine of the invention.

Нуклеотидная последовательность, кодирующая фрагмент белка р17The nucleotide sequence encoding a fragment of the protein p17

SEQ ID NO:5SEQ ID NO: 5

Figure 00000005
Figure 00000005

Нуклеотидная последовательность, кодирующая белок р24The nucleotide sequence encoding the protein p24

SEQ ID NO:6SEQ ID NO: 6

Figure 00000006
Figure 00000006

Нуклеотидная последовательность, кодирующая фрагмент белка gp41The nucleotide sequence encoding a gp41 protein fragment

SEQ ID NO:7SEQ ID NO: 7

Figure 00000007
Figure 00000007

SEQ ID NO:8 представляет собой последовательно соединенные SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:6 и SEQ ID NO:7.SEQ ID NO: 8 is a series-connected SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 7.

После выбора нуклеотидных последовательностей поэтапно проводят соответствующие действия для получения плазмиды с выбранными фрагментами генома ВИЧ, экспрессии плазмиды в E.coli, выделения и очистки продуктов экспрессии.After selecting the nucleotide sequences, the steps are taken step by step to obtain a plasmid with selected fragments of the HIV genome, expression of the plasmid in E. coli, isolation and purification of expression products.

Пример 1. Получение плазмиды рЕТ15parExample 1. Obtaining plasmids pET15par

Плазмиду рЕТ15b гидролизуют рестриктазой Hind III, достраивают липкие концы ДНК-полимеразой Т4, затем плазмиду выделяют набором Quiagen, и лигируют с раr-локусом, полученным по известной методике [Meacock Р.А., Cohen, S.N., Cell, 1980, v.20, pp.529-542]. Полученной лигазной смесью трансформируют клетки Е.coli штамм Nova-Blue (Novagen) по обычной методике [Маниатис Т., Фриг Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. Москва, Мир, 1984]. Трансформированные клетки высевают на чашки с LB агаром, содержащим 25 мкг/мл канамицина. Выросшие колонии проверяют на наличие рекомбинантных плазмид. Для этого бактериальные клетки лизируют и выделяют плазмидную ДНК. Выделенную плазмидную ДНК обрабатывают рестриктазами Pst I и Hind III и гидролизат исследуют электорофорезом в 1%-ной агарозе.The plasmid pET15b is hydrolyzed with Hind III restriction enzyme, the sticky ends are extruded with T4 DNA polymerase, then the plasmid is isolated with the Quiagen kit and ligated to the locus obtained by the known method [Meacock P. A., Cohen, SN, Cell, 1980, v.20 , pp. 529-542]. The obtained ligase mixture transform cells of E. coli strain Nova-Blue (Novagen) by the usual method [Maniatis T., Frig E., Sambrook J. Molecular cloning. Moscow, Mir, 1984]. Transformed cells are plated on LB agar plates containing 25 μg / ml kanamycin. The grown colonies are checked for the presence of recombinant plasmids. For this, bacterial cells lyse and secrete plasmid DNA. The isolated plasmid DNA is treated with restriction enzymes Pst I and Hind III and the hydrolyzate is examined by electrophoresis in 1% agarose.

Гидролизат плазмидной ДНК рЕТ15-par имеет на электрофореграмме полосу ДНК размером 2270 пар оснований.The pET15-par plasmid DNA hydrolyzate has an 2270 base pair DNA band on the electrophoregram.

Пример 2. Получение плазмиды рЕТ15par(17-24-41) (со вставкой ДНК, кодирующей химерный полипепдид)Example 2. Obtaining plasmid pET15par (17-24-41) (with an insert of DNA encoding a chimeric polypeptide)

Олигонуклеотиды для получения gp41 кинируют с помощью ДНК-киназы обычным способом [Маниатис Т., Фриг Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. Москва, Мир, 1984], смешивают в эквимолярном соотношении, инкубируют при температуре 95°С в течение 30 мин, и отжигают при температуре 15°С в течение 2 часов в термостате, затем добавляют ДНК-лигазу и инкубируют 8-10 часов при 15°С. Целевой фрагмент ДНК gp41 выделяют с помощью набора для выделения ДНК фирмы Qiagen.Oligonucleotides to obtain gp41 are kinetized using DNA kinase in the usual way [Maniatis T., Frig E., Sambrook J. Molecular cloning. Moscow, Mir, 1984], are mixed in an equimolar ratio, incubated at a temperature of 95 ° C for 30 minutes, and annealed at a temperature of 15 ° C for 2 hours in a thermostat, then DNA ligase is added and incubated for 8-10 hours at 15 ° C. The target gp41 DNA fragment was isolated using a Qiagen DNA isolation kit.

Структура олигонуклеотидов для получения копии фрагмента gp41The structure of oligonucleotides to obtain a copy of the gp41 fragment

Figure 00000008
Figure 00000008

Участки ДНК, кодирующие фрагмент белка р17 и полноразмерный р24, получают одномоментно в составе одной цепи ДНК. Для этого плазмиду рВН-10, содержащую полноразмерный геном ВИЧ1 [Kuiken С., Foley В., Hahn В. et al. HIV Sequence Compendum 2001. // Los Alamos Nat. Lab., Los Alamos, New Mexico 87545, USA], амплифицируют с помощью праймеров N1 и N2. Выбранный фрагмент ДНК выделяют с помощью набора реагентов для выделения ДНК фирмы Qiagen, гидролизуют рестриктазой BamHl и очищают электрофорезом в 1% агарозе.DNA sections encoding a p17 protein fragment and a full-sized p24 are obtained simultaneously in a single DNA strand. For this, the plasmid rVH-10 containing the full-length HIV1 genome [Kuiken C., Foley B., Hahn B. et al. HIV Sequence Compendum 2001. // Los Alamos Nat. Lab., Los Alamos, New Mexico 87545, USA], amplified using primers N1 and N2. The selected DNA fragment was isolated using a Qiagen DNA isolation kit, digested with BamHl restriction enzyme and purified by electrophoresis in 1% agarose.

Структура олигонуклеотидов для получения ПЦР-фрагмента 17-24 и ПЦР-фрагмента 17-24-41The structure of oligonucleotides to obtain a PCR fragment 17-24 and a PCR fragment 17-24-41

Figure 00000009
Figure 00000009

Для получения полноразмерного фрагмента ДНК, кодирующего химерный рекомбинантнантный полипептид rec(17-24-41), в пробирке 0,5 мл смешивают фрагмент ДНК gp41 с объединенным фрагментом ДНК, кодирующим фрагмент р17 и полноразмерный р24, и проводят ПЦР с использованием праймеров N1 и N3. Целевой фрагмент выделяют аналогично описанному выше, гидролизуют рестриктазой BamHl и лигируют с вектором рЕТ15-par, гидролизованным той же рестриктазой.To obtain a full-sized DNA fragment encoding the chimeric recombinant rec (17-24-41) polypeptide, a gp41 DNA fragment with a combined DNA fragment encoding the p17 fragment and full-size p24 is mixed in a 0.5 ml tube and PCR is performed using primers N1 and N3 . The target fragment is isolated as described above, hydrolyzed by BamHl restriction enzyme, and ligated with the pET15-par vector hydrolyzed by the same restriction enzyme.

Пример 3. Трансформация Е.coliExample 3. Transformation of E. coli

Полученной лигазной смесью трансформируют клетки Е.coli штамм Nova-Blue (Novagen) по общепринятой методике [Маниатис Т., Фриг Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. Москва, Мир, 1984]. Трансформированные клетки высевают на чашки с LB агаром, содержащим 25 мкг/мл канамицина. Выросшие колонии проверяют на наличие рекомбинантных плазмид. Для этого бактериальные клоны выращивают и выделяют плазмидную ДНК. Выделенную плазмидную ДНК анализируют ПЦР с использованием праймеров N3 и Т7. Структуру ДНК фрагмента подтверждают секвенированием по методу Сэнгера с использованием праймеров Т7 и N3 [Маниатис Т., Фриг Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. Москва, Мир, 1984].The obtained ligase mixture transform cells of E. coli strain Nova-Blue (Novagen) according to the standard method [Maniatis T., Frig E., Sambrook J. Molecular cloning. Moscow, Mir, 1984]. Transformed cells are plated on LB agar plates containing 25 μg / ml kanamycin. The grown colonies are checked for the presence of recombinant plasmids. For this, bacterial clones are grown and plasmid DNA is isolated. Isolated plasmid DNA was analyzed by PCR using primers N3 and T7. The structure of the DNA fragment is confirmed by Sanger sequencing using T7 and N3 primers [Maniatis T., Frig E., Sambrook J. Molecular cloning. Moscow, Mir, 1984].

Пример 4. Определение экспрессии ВИЧ-специфического белка с помощью иммуноблота и селекция колоний, содержащих требуемую вставкуExample 4. Determination of expression of HIV-specific protein using immunoblot and selection of colonies containing the desired insert

Готовят два идентичных отпечатка на нитроцеллюлозных фильтрах с использованием чашек Петри с выросшими бактериальными клонами. Затем один фильтр выдерживают с разведенной сывороткой крови ВИЧ-инфицированного пациента, а другой - с разведенной сывороткой крови ВИЧ-негативного донора. Далее фильтры отмывают отмывающим буфером и выдерживают с конъюгатом пероксидазы с кроличьими антителами против IgG человека. Фильтры вновь отмывают и обрабатывают буферным раствором, содержащим субстрат пероксидазы - перекись водорода и хромоген 4-хлор-1-нафтол. Колонии бактерий, содержащие ВИЧ-специфическую вставку, экспрессируют ВИЧ-специфический белок rec(17-24-41) и взаимодействуют с антителами против ВИЧ, содержащимися в сыворотке инфицированного человека, давая окрашенное пятно на отпечатке. На контрольном фильтре, обработанном негативной сывороткой, окрашенные пятна отсутствуют.Prepare two identical prints on nitrocellulose filters using Petri dishes with grown bacterial clones. Then one filter is kept with diluted blood serum of an HIV-infected patient, and the other with diluted blood serum of an HIV-negative donor. Next, the filters are washed with washing buffer and incubated with a peroxidase conjugate with rabbit antibodies against human IgG. The filters are again washed and treated with a buffer solution containing a peroxidase substrate - hydrogen peroxide and 4-chloro-1-naphthol chromogen. Bacterial colonies containing the HIV-specific insert express the HIV-specific rec protein (17-24-41) and interact with the anti-HIV antibodies contained in the serum of the infected person, giving a stained spot on the print. On a control filter treated with negative serum, stained spots are absent.

Пример 5. Экспрессия, выделение и очистка химерного рекомбинантного полипептида ВИЧExample 5. Expression, isolation and purification of the chimeric recombinant HIV polypeptide

Штамм Е.coli BL21 (DE3), содержащий плазмиду рЕТ15 par(17-24-41), выращивают в 1 литре среды LB (лактобульона), содержащей 25 мг/л канамицина, при 37°С до плотности 0,5 ОЕ (при 600 им), добавляют изопропилтиоглюкопиранозид (ИПТГ) до концентрации 1 мМ инкубируют еще в течение 4 часов и собирают клетки центрифугированием при 4000 g. Клетки суспендируют в 50 мл 6М мочевины и обрабатывают ультразвуком, к осветленному лизату добавляют тетратионат калия и сульфит натрия до концентрации 25 мМ и 100 мМ соответственно, инкубируют 16 часов, после чего проводят хроматографию смеси на аффинной колонке с Ni2+ - агарозой (Qiagen) по прописи фирмы-производителя. Рехроматографию проводят на колонке с Q-сефарозой в 6М мочевине и линейном градиенте NaCl (0-0,2 М). Чистоту продукта оценивают по электрофорезу в PAAG.The E. coli strain BL21 (DE3) containing the plasmid pET15 par (17-24-41) is grown in 1 liter of LB medium (lactobulone) containing 25 mg / l kanamycin at 37 ° C to a density of 0.5 OE (at 600 im), add isopropylthioglucopyranoside (IPTG) to a concentration of 1 mM, incubate for another 4 hours and collect cells by centrifugation at 4000 g. Cells are suspended in 50 ml of 6M urea and sonicated, potassium tetrathionate and sodium sulfite are added to the clarified lysate to a concentration of 25 mM and 100 mM, respectively, incubated for 16 hours, and then the mixture is chromatographed on an affinity column with Ni2 + agarose (Qiagen) according to the formula manufacturing company. Rechromatography was performed on a Q-Sepharose column in 6M urea and a linear NaCl gradient (0-0.2 M). The purity of the product was evaluated by electrophoresis in PAAG.

Описанным выше способом получены и проанализированы три экспериментальные серии химерного рекомбинантного белка для дальнейшего соединения с полимерным носителем для получения вакцины против ВИЧ/СПИД с целью проведения исследований на лабораторных животных и для проведения I фазы клинических испытаний с тем, чтобы определить способность полученной вакцины индуцировать иммунный ответ.Three experimental series of a chimeric recombinant protein were obtained and analyzed by the method described above for further connection with a polymer carrier for the preparation of an HIV / AIDS vaccine in order to conduct research on laboratory animals and to conduct phase I clinical trials in order to determine the ability of the obtained vaccine to induce an immune response .

Пример 6. Анализ чистоты химерного рекомбинантного полипептида ВИЧ1 (чистота, гомогенность, молекулярная масса)Example 6. The analysis of the purity of the chimeric recombinant HIV1 polypeptide (purity, homogeneity, molecular weight)

Чистоту полученного химерного рекомбинантного полипептида ВИЧ1 оценивают по результатам аналитической хроматографии на колонках по профилю элюции с колонок с Q-сефарозой и Superdex-200 (фиг.1-2) и по электрофорезу в ПААГ. При аналитической хроматографии профиль элюции очищенного продукта с обеих колонок должен представлять собой острый равноплечий пик. Как видно из чертежей (фиг.1 и 2), профили элюции очищенного продукта с колонок с Q-сефарозой и Superdex-200 соответственно представляют собой острые равноплечие пики, что свидетельствует о чистоте продукта.The purity of the resulting chimeric recombinant HIV1 polypeptide is evaluated by analytical column chromatography by elution profile from Q-Sepharose and Superdex-200 columns (FIGS. 1-2) and by PAGE. In analytical chromatography, the elution profile of the purified product from both columns should be an acute equal-arm peak. As can be seen from the drawings (FIGS. 1 and 2), the elution profiles of the purified product from Q-Sepharose and Superdex-200 columns respectively represent sharp equal-arm peaks, which indicates the purity of the product.

Пример 7. Анализ химерного рекомбинантного полипептида ВИЧ с помощью MALDI-TOF (подтверждение молекулярной массы и определение N-концевых пептидов)Example 7. Analysis of the chimeric recombinant HIV polypeptide using MALDI-TOF (confirmation of molecular weight and determination of N-terminal peptides)

Целью испытаний химерного рекомбинантного вакцинирующего полипептида ВИЧ1 методом масс-спектрометрии является подтверждение первичной структуры белка, что включает в себя подтверждение молекулярной массы и определение N-концевых пептидов. Кроме того, методом молекулярного иона определяют молекулярную массу белка. Теоретическая масса белка, рассчитанная по аминокислотной последовательности, составляет 34,950 кДа (килодальтон). Молекулярная масса образцов полученного по описанному выше способу химерного рекомбинантного белка rec(17-24-41), определенная на основании спектров молекулярного иона, представленных на фиг.3, составляет значения в пределах 34,800-35,200 для всех трех серий вакцины.Mass spectrometric testing of the chimeric recombinant HIV1 vaccination polypeptide by mass spectrometry is to confirm the primary structure of the protein, which includes confirmation of the molecular weight and determination of N-terminal peptides. In addition, the molecular weight of the protein is determined by the molecular ion method. The theoretical protein mass calculated by the amino acid sequence is 34.950 kDa (kilodaltons). The molecular weight of the samples obtained by the above method of the chimeric recombinant protein rec (17-24-41), determined on the basis of the molecular ion spectra shown in figure 3, is in the range of 34,800-35,200 for all three series of vaccines.

Определение молекулярной массы трех экспериментальных серий белка дало следующие результаты. Для серии 16 08 01 - 35,015 кДа, для серии 14 10 00 - 34,950 кДа и для серии 15 06 01 - 34,920 кДа. Таким образом, молекулярная масса полученных белков, определенная на основании спектров молекулярного иона, соответствует расчетной.The determination of the molecular weight of the three experimental series of protein gave the following results. For the series 16 08 01 - 35.015 kDa, for the series 14 10 00 - 34.950 kDa and for the series 15 06 01 - 34.920 kDa. Thus, the molecular weight of the obtained proteins, determined on the basis of the spectra of the molecular ion, corresponds to the calculated one.

Для подтверждения аминокислотного состава рекомбинантный белок гидролизуют трипсином и полученный гидролизат анализируют с помощью масс-спектроскопии.To confirm the amino acid composition, the recombinant protein is hydrolyzed with trypsin and the obtained hydrolyzate is analyzed by mass spectroscopy.

На фиг.4 приведены спектры MALDI трех экспериментальных серий белка, входящего в состав вакцины, а в табл.1 - структура ожидаемых пептидов, получаемых в результате исчерпывающего триптического гидролиза, и их молекулярная масса (МН+). Как видно из фиг.4 и табл.1, на спектрах присутствуют ионы всех ожидаемых пептидов с молекулярной массой выше 800, уровень шума на спектрах минимален, что свидетельствует о гомогенности и чистоте препарата. Исходя из этих спектров, установлено, что структура белка соответствует теоретически заявленной и полностью подтверждена, что доказывает подлинность химерного рекомбинантного белка rec(17-24-41), входящего в состав вакцины против ВИЧ/СПИД, т.е. структура белка полностью доказана. Сравнение масс-спектров показывает хорошую воспроизводимость белка от серии к серии.Figure 4 shows the MALDI spectra of the three experimental series of the protein included in the vaccine, and Table 1 shows the structure of the expected peptides resulting from exhaustive tryptic hydrolysis and their molecular weight (MH +). As can be seen from figure 4 and table 1, the spectra contain ions of all the expected peptides with a molecular mass of more than 800, the noise level on the spectra is minimal, which indicates the homogeneity and purity of the drug. Based on these spectra, it was found that the protein structure is consistent with the theoretically stated and fully confirmed, which proves the authenticity of the chimeric recombinant protein rec (17-24-41), which is part of the HIV / AIDS vaccine, i.e. protein structure is fully proven. Comparison of the mass spectra shows good reproducibility of the protein from series to series.

Пример 8. Контроль очищенного препарата белка rec(17-24-41) на содержание примесей бактериальной ДНКExample 8. The control of the purified protein preparation rec (17-24-41) on the content of impurities of bacterial DNA

Использование химерного рекомбинантного полипептида rec(17-24-41) в качестве субстанции кандидатной анти-ВИЧ/СПИД-вакцины требует проведения контроля на содержание бактериальной ДНК. Контроль проводят методом молекулярной гибридизации с радиоактивной пробой. Удельная радиоактивность ДНК-зонда составляет 4×108 срm/мкг ДНК. Разведения стандартов очищенной бактериальной ДНК наносят на нитроцеллюлозный фильтр в концентрациях от 31,25 нг до 2 нг в точку. Содержание белка в дозе вакцины составляет 50 мкг. В связи с этим ДНК выделяют из 50 мкг белка, что соответствует дозе вакцины, и из 500 мкг белка, что в 10 раз превышает содержание белка в дозе вакцины. Установлено, что бактериальная ДНК не определяется как в препаратах, соответствующих одной дозе вакцины, так и в препаратах, соответствующих десятикратной дозе вакцины, т.е. содержание бактериальной ДНК во всех сериях рекомбинантного белка rec(17-24-41) меньше 2 пг (пикограмм) на десятикратную дозу препарата (500 мкг), что соответствует требованиям ВОЗ.The use of the chimeric recombinant rec polypeptide (17-24-41) as a substance of a candidate anti-HIV / AIDS vaccine requires monitoring for the content of bacterial DNA. The control is carried out by molecular hybridization with a radioactive breakdown. The specific radioactivity of the DNA probe is 4 × 10 8 cpm / μg DNA. Dilutions of the standards of purified bacterial DNA are applied to a nitrocellulose filter in concentrations from 31.25 ng to 2 ng per point. The protein content of the vaccine dose is 50 mcg. In this regard, DNA is isolated from 50 μg of protein, which corresponds to the dose of the vaccine, and from 500 μg of protein, which is 10 times higher than the protein content in the dose of the vaccine. It has been established that bacterial DNA is not detected both in preparations corresponding to a single dose of the vaccine and in preparations corresponding to a ten-fold dose of the vaccine, i.e. the content of bacterial DNA in all series of the recombinant protein rec (17-24-41) is less than 2 pg (picograms) per ten-fold dose of the drug (500 μg), which meets WHO requirements.

Пример 9. Рефолдинг химерного рекомбинантного полипептида reс(17-24-41)Example 9. Refolding of the chimeric recombinant polypeptide res (17-24-41)

Белки, продуцируемые в Е.coli, не подвергаются посттрансляционным изменениям, которые характерны для белков ВИЧ, образующихся в ходе естественной инфекции, и, таким образом, иммунологические характеристики рекомбинантных белков могут несколько отличаться от свойств вирусных белков. В связи с этим производят получение экспрессируемых в Е.coli рекомбинантных антигенов (особенно кодируемых геном gag), растворимых в физиологических условиях в водных растворах. Для этого очищенный белок подвергают рефолдингу. Для проведения рефолдинга к раствору белка добавляют цистеин до конечной концентрации 10 мМ, инкубируют 72 ч при 4°С и диализуют ступенчато против 6 М - 1 М мочевины, а затем против 10 мМ NaHCO3.Proteins produced in E. coli do not undergo post-translational changes that are characteristic of HIV proteins generated during natural infection, and thus the immunological characteristics of recombinant proteins may differ slightly from the properties of viral proteins. In this connection, recombinant antigens expressed in E. coli are produced (especially encoded by the gag gene), which are soluble under physiological conditions in aqueous solutions. For this, the purified protein is refolded. For refolding, cysteine is added to the protein solution to a final concentration of 10 mM, incubated for 72 hours at 4 ° C and dialyzed stepwise against 6 M - 1 M urea, and then against 10 mM NaHCO 3 .

Пример 10. Получение конъюгата полученного рекомбинантного белка ВИЧ1 с носителем - производным гетероцепных полиаминов - ПолиоксидониемExample 10. Obtaining a conjugate of the obtained recombinant HIV1 protein with a carrier - a derivative of heterochained polyamines - Polyoxidonium

Конъюгация рефолдиированного белка rec(17-24-41) с Полиоксидонием происходит при рН 7,4 в присутствии карбодиимида (КДИ) согласно схеме:The conjugation of the refolded protein rec (17-24-41) with Polyoxidonium occurs at pH 7.4 in the presence of carbodiimide (CDI) according to the scheme:

Figure 00000010
Figure 00000010

Пример 11. Исследование иммуногенных свойств вакцины против ВИЧ/СПИД на лабораторных животных с помощью иммуноферментного анализа (ИФА)Example 11. The study of the immunogenic properties of the vaccine against HIV / AIDS in laboratory animals using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)

Иммуногенность препарата проверяют на лабораторных животных. Составляют 4 группы по 20 мышей-гибридов (CBAxC57BL/6)F1 массой 16-18 г. Три группы иммунизируют соответствующими сериями вакцины, четвертую, контрольную группу составляют 20 неиммунизированных мышей. Вакцину животным вводят дважды внутрибрюшинно с интервалом в 28 дней. Иммунизирующая доза составляет 50 мкг антигена в составе 0,5 мл вакцины на животное. Кровь собирают через 7 дней после второй иммунизации и получают сыворотки обычным способом.The immunogenicity of the drug is tested in laboratory animals. They comprise 4 groups of 20 mice-hybrids (CBAxC57BL / 6) F 1 weighing 16-18 g. Three groups are immunized with the corresponding vaccine series, and the fourth, control group are 20 non-immunized mice. The vaccine is administered to animals twice intraperitoneally with an interval of 28 days. The immunizing dose is 50 μg of antigen in the composition of 0.5 ml vaccine per animal. Blood is collected 7 days after the second immunization and serum is obtained in the usual way.

Иммунный ответ определяют с помощью ИФА. Сыворотки крови от мышей каждой группы объединяют и определяют в них титр антител с помощью ИФА в непрямом варианте. При этом на твердую фазу сорбируют химерный рекомбинантный полипептид rec(17-24-41) в концентрации 10 мкг/мл, используемый для вакцины против ВИЧ/СПИД или используют планшеты-иммуносорбенты коммерческих систем ИФА для определения антител к ВИЧ. Проявляющим реагентом для выявления специфических мышиных антител служит конъюгат пероксидазы с антителами против IgG мыши. Результаты, представленные в таблице 2, показывают, что вакцина индуцирует у иммунизированных животных образование высоких титров антител против белков ВИЧ1. Эти результаты указывают также на стандартность вакцинных препаратов.The immune response is determined by ELISA. Blood sera from mice of each group are combined and the antibody titer is determined in them using ELISA in an indirect embodiment. At the same time, the chimeric recombinant polypeptide rec (17-24-41) at a concentration of 10 μg / ml used for the HIV / AIDS vaccine is adsorbed onto the solid phase, or immunosorbent tablets of commercial ELISA systems are used to determine antibodies to HIV. The developing reagent for the detection of specific murine antibodies is a peroxidase conjugate with antibodies against mouse IgG. The results presented in table 2 show that the vaccine induces the formation of high titers of antibodies against HIV1 proteins in immunized animals. These results also indicate standard vaccine preparations.

Введение лабораторным животным (мышам) чистого рекомбинантного белка ВИЧ1 rec(17-24-41) вызывает более слабый иммунный ответ, что свидетельствует об усиливающем иммуногенном свойстве Полиоксидония, входящего в состав вакцины.Administration of pure recombinant protein HIV1 rec (17-24-41) to laboratory animals (mice) induces a weaker immune response, which indicates the enhancing immunogenic property of Polyoxidonium, which is part of the vaccine.

Пример 12. Анализ иммуногенности вакцины против ВИЧ/СПИД на лабораторных животных с помощью иммуноблотаExample 12. The immunogenicity analysis of the vaccine against HIV / AIDS in laboratory animals using immunoblot

Сыворотки иммунизированных животных готовят так же, как указано в примере 11. Специфическую активность сывороток мышей, иммунизированных вакциной против ВИЧ/СПИД, изучают в иммуноблоте. Для этого используют нитроцеллюлозные стрипы из коммерческого набора "New Lav Blot" ("BIO-RAD"), на которые нанесены индивидуальные белки культурального ВИЧ-1. Для детекции мышиных антител используют конъюгат пероксидазы с антителами против IgG мыши. Для идентификации специфических полос, соответствующих белкам ВИЧ, используют положительный контроль из набора "New Lav Blot", в качестве отрицательного контроля используют ВИЧ-негативную сыворотку из набора "New Lav Blot" (в обоих этих случаях для детекции используют конъюгат пероксидазы с антителами против IgG человека). Для постановки еще одного негативного контроля стрип из набора "New Lav Blot" обрабатывают сывороткой неиммунизированной мыши с использованием в качестве детектирующего реагента конъюгата пероксидазы с антителами против IgG мыши. Сыворотки мышей, иммунизированных вакциной против ВИЧ/СПИД, распознают белки культурального ВИЧ-1: gp41, р24, р55 (предшественника р24) в иммуноблоте, что указывает на сходство антигенных детерминант входящего в вакцину химерного рекомбинантного полипептида rec(17-24-41) с детерминантами соответствующих вирусных белков. Таким образом, использованный для иммунизации химерный рекомбинантный полипептид ВИЧ1, входящий в состав вакцины против ВИЧ/СПИД, обладает той же специфичностью, что и нативные вирусные белки ВИЧ1.The sera of immunized animals are prepared in the same manner as described in Example 11. The specific activity of the sera of mice immunized with the HIV / AIDS vaccine is studied in an immunoblot. For this, nitrocellulose strips are used from the commercial New Lav Blot kit (BIO-RAD), onto which individual proteins of cultured HIV-1 are applied. For the detection of murine antibodies, a peroxidase conjugate with antibodies against mouse IgG is used. The positive control from the New Lav Blot kit is used to identify specific bands corresponding to HIV proteins, the HIV-negative serum from the New Lav Blot kit is used as a negative control (in both of these cases, a peroxidase conjugate with anti-IgG antibodies is used for detection person). To set up another negative control, the strip from the New Lav Blot set was treated with unimmunized mouse serum using a peroxidase conjugate with antibodies against mouse IgG as a detection reagent. The sera of mice immunized with the HIV / AIDS vaccine recognize cultural HIV-1 proteins: gp41, p24, p55 (p24 precursor) in the immunoblot, which indicates the similarity of the antigenic determinants of the chimeric recombinant rec polypeptide rec (17-24-41) to determinants of the corresponding viral proteins. Thus, the chimeric recombinant HIV1 polypeptide used in the immunization with the HIV / AIDS vaccine has the same specificity as the native HIV1 viral proteins.

Пример 13. Исследование нейтрализующей активности антител, индуцированных вакциной против ВИЧ/СПИД.Example 13. The study of the neutralizing activity of antibodies induced by the vaccine against HIV / AIDS.

Мышей линии (СВА × С57 В1/6) F1, самок, весом 16-18 г иммунизируют четыре раза вакциной против вируса ВИЧ/СПИД. Доза при каждой иммунизации составляет 10 мкг в расчете на рекомбинантный белок в составе вакцины на животное. При первой и второй иммунизации вакцину в соответствии с изобретением вводят животным подкожно. Третий и четвертый раз препарат вводят внутрибрюшинно. Интервал между первой, второй и третьей иммунизациями составляет 1 месяц, между третьей и четвертой - два месяца. Кровь собирают в стерильных условиях из шейной артерии через 7 дней и получают сыворотку как традиционным способом. Контрольную сыворотку получают от неиммунизированных животных.Mice of the line (CBA × C57 B1 / 6) F1, females weighing 16-18 g are immunized four times with the vaccine against the HIV / AIDS virus. The dose at each immunization is 10 μg per recombinant protein in the vaccine per animal. In the first and second immunizations, the vaccine according to the invention is administered subcutaneously to the animals. The third and fourth time the drug is administered intraperitoneally. The interval between the first, second and third immunizations is 1 month, between the third and fourth - two months. Blood is collected under sterile conditions from the cervical artery after 7 days and serum is obtained in the traditional way. Control serum is obtained from non-immunized animals.

Нейтрализующую активность сыворотки определяют в тесте нейтрализации на модели острой инфекции МТ4/ВИЧ1, при этом используется референс-штамм HIV-1 IIIВ, активно реплицирующийся в Т-лимфобластоидных клеточных линиях. Индекс нейтрализации составляет в среднем (для трех серий вакцины) - 54,9% при разведении иммунной сыворотки 1:50. Таким образом, антитела, полученные у животных в ответ на иммунизацию, обладают вирус-нейтрализующими свойствами.The neutralizing activity of the serum is determined in the neutralization test on the model of acute MT4 / HIV1 infection, using the HIV-1 IIIB reference strain, which is actively replicating in T-lymphoblastoid cell lines. The neutralization index is on average (for the three series of vaccines) - 54.9% with a dilution of the immune serum of 1:50. Thus, antibodies obtained in animals in response to immunization have virus-neutralizing properties.

Пример 14. Оценка лимфопролиферативного ответа на вакцину против ВИЧ/СПИДExample 14. Evaluation of the lymphoproliferative response to the HIV / AIDS vaccine

Мышей-гибридов (СВА × C57BL/6)F1 массой 16-18 г иммунизируют вакциной против ВИЧ/СПИД подкожно дозой, соответствующей 50 мкг антигена (химерного рекомбинантного полипептида ВИЧ1) на животное. Через 30 дней мышам вводят внутрибрюшинно из расчета 500 мкг рекомбинантного белка в составе вакцины в физиологическом растворе. Через 48 и 72 ч после второй иммунизации из животных выделяют клетки селезенки и лимфатических узлов. Определяют пролиферативную активность клеток лимфатических узлов и отдельно клеток селезенки по включению 3Н-тимидина и визуально, с помощью инвертируемого микроскопа, по образованию бластов в культуре клеток. Негативным контролем служат неиммунизированные мыши. Клетки культивируют 12 ч при 37°С в 5% СO2 в трех параллелях в 24-луночных планшетах с плотностью 5×106 клеток на лунку в ростовой среде (DMEM с 20% FCS) и 3Н-тимидином. По завершении инкубации по 1×106 клеток переносят в U-образные лунки 96-луночного планшета, а оттуда на харвестер. Включение 3Н-тимидина оценивают путем просчета радиоактивности на бета-счетчике в толуоловом сцинтилляторе. Индекс антиген-специфический пролиферации (ИП) составляет в среднем для всех трех серий вакцины ИП=10 для клеток селезенки и ИП>8 для клеток лимфатических узлов. Это свидетельствует о том, что иммунизированные животные в ответ на введение вакцины развивали сильный лимфопролиферативный ответ.Hybrid mice (CBA × C57BL / 6) F 1 weighing 16-18 g are immunized subcutaneously with the HIV / AIDS vaccine at a dose corresponding to 50 μg of antigen (chimeric recombinant HIV1 polypeptide) per animal. After 30 days, mice were injected intraperitoneally at the rate of 500 μg of recombinant protein in the composition of the vaccine in saline. 48 and 72 hours after the second immunization, spleen and lymph node cells are isolated from animals. The proliferative activity of the cells of the lymph nodes and separately the spleen cells is determined by the inclusion of 3 H-thymidine and visually, using an inverted microscope, by the formation of blasts in cell culture. The negative control is unimmunized mice. Cells were cultured for 12 h at 37 ° C in 5% CO 2 in three parallels in 24-well plates with a density of 5 × 10 6 cells per well in growth medium (DMEM with 20% FCS) and 3 H-thymidine. At the end of the incubation, 1 × 10 6 cells are transferred to the U-shaped wells of a 96-well plate, and from there to the harvester. The incorporation of 3 H-thymidine was evaluated by calculating the radioactivity on a beta counter in a toluene scintillator. The antigen-specific proliferation index (IP) averages for all three vaccine series IP = 10 for spleen cells and IP> 8 for lymph node cells. This suggests that immunized animals developed a strong lymphoproliferative response in response to the vaccine.

Пример 15. Специфическое взаимодействие химерного рекомбинантного полипептида rec(17-24-41), входящего в состав вакцины против ВИЧ/СПИД, с антителами к ВИЧ, содержащимися в сыворотках крови инфицированных ВИЧ1 людей (исследование специфичности вакцины)Example 15. The specific interaction of the chimeric recombinant polypeptide rec (17-24-41), which is part of the HIV / AIDS vaccine, with HIV antibodies contained in the blood serum of HIV-infected people (vaccine specificity study)

Определение проводят с помощью непрямого ИФА. Вакцину сорбируют на твердую фазу (полистироловые планшеты Greiner, Германия) в концентрации 10 мкг/мл в расчете на антиген. В качестве ВИЧ-позитивных образцов применяют стандартную панель сывороток крови человека ОСО 42-28-212-02 П (образцы, содержащие антитела к ВИЧ1). В качестве ВИЧ-негативных образцов используют стандартную панель сывороток крови человека, не содержащих антител к ВИЧ1 (ОСО 42-28-214-02 П). Проявляющим реагентом служит конъюгат пероксидазы хрена с антителами против IgG человека. Результаты, представленные в таблице 3, показывают, что при использовании экспериментальных серий вакцины позитивные образцы определены как позитивные, а негативные - как негативные, что свидетельствует об антигенной активности вакцины. Для всех серий получены близкие результаты, что свидетельствует о стандартности препарата вакцины. Таким образом, показано, что химерный рекомбинантный полипептид rec(17-24-41) в составе вакцины против вируса ВИЧ/СПИД специфически взаимодействует с антителами к ВИЧ1, содержащимися в сыворотках крови ВИЧ-инфицированных людей. Сравнение этих результатов с данными, полученными при анализе контрольных коллекций ВИЧ-позитивных и ВИЧ-негативных образцов с помощью коммерческой тест-системы для определения антител к ВИЧ «Пептоскрин-2», также свидетельствует о специфичности и чувствительности рекомбинантного антигена, входящего в состав предлагаемой вакцины против ВИЧ/СПИД.The determination is carried out using indirect ELISA. The vaccine is sorbed on the solid phase (polystyrene tablets Greiner, Germany) at a concentration of 10 μg / ml per antigen. As HIV-positive samples, a standard panel of human blood serum OSO 42-28-212-02 P (samples containing antibodies to HIV1) is used. As HIV-negative samples, use a standard panel of human blood sera that do not contain antibodies to HIV1 (OSO 42-28-214-02 P). The developing reagent is a horseradish peroxidase conjugate with antibodies against human IgG. The results presented in table 3 show that when using the experimental vaccine series, positive samples were identified as positive and negative as negative, which indicates the antigenic activity of the vaccine. Close results were obtained for all series, which indicates the standardization of the vaccine preparation. Thus, it was shown that the chimeric recombinant polypeptide rec (17-24-41) in the vaccine against the HIV / AIDS virus specifically interacts with antibodies to HIV1 contained in the blood serum of HIV-infected people. A comparison of these results with the data obtained in the analysis of control collections of HIV-positive and HIV-negative samples using the commercial Peptoscrin-2 HIV antibody test system also indicates the specificity and sensitivity of the recombinant antigen included in the proposed vaccine against HIV / AIDS.

Пример 16. Оценка безопасности вакциныExample 16. Vaccine Safety Assessment

Доклинические испытания показали, что вакцина в соответствии с изобретением является апирогенным препаратом, не вызывающим у животных воспалительных реакций на месте введения и морфологических изменений внутренних органов. Определение пирогенности проводили по МУК4.1./4.2.588-96 с.52-53 [Методы контроля медицинских иммунобиологических препаратов, вводимых людям, Минздрав России, М. - 1998, с.15-25]. Согласно этим требованиям, препарат должен быть апирогенным в тест-дозе 10 мкг белка на 1 кг массы кролика. Проведенные испытания показали апирогенность препарата. Вакцина не оказывает влияния на состояние центральной нервной системы (ЦНС), на клеточные элементы крови, на обезвреживающую функцию печени, на биохимические показатели крови, отражающие состояние белкового, углеводного, жирового обменов, ферментов печени и уровень кальция в крови. Определение стерильности проводили методом прямого посева вакцины в сахарный бульон с пересевом на 5-е сутки. Контроль стерильности, токсичности и пирогенности серий вакцины против ВИЧ/СПИД проводили согласно методикам, изложенным в проекте ФСП (фармакопейной статьи предприятия) на препарат. Было показано, что все три серии вакцины стерильны, нетоксичны и апирогенны.Preclinical trials have shown that the vaccine in accordance with the invention is a pyrogen-free drug that does not cause inflammatory reactions in animals at the injection site and morphological changes in internal organs. Pyrogenicity was determined according to MUK 4.1. / 4.2.588-96 p.52-53 [Methods of control of medical immunobiological drugs administered to people, Ministry of Health of Russia, M. - 1998, p.15-25]. According to these requirements, the drug should be pyrogen-free at a test dose of 10 μg of protein per 1 kg of rabbit weight. The tests showed the pyrogen-free drug. The vaccine does not affect the state of the central nervous system (CNS), the cellular elements of the blood, the detoxifying function of the liver, the biochemical parameters of blood, reflecting the state of protein, carbohydrate, fat metabolism, liver enzymes and the level of calcium in the blood. Sterility was determined by direct inoculation of the vaccine into sugar broth with reseeding on the 5th day. The sterility, toxicity, and pyrogenicity of the series of the HIV / AIDS vaccine were monitored according to the methods set forth in the draft FSP (Pharmacopoeial Article of the Enterprise) for the preparation. It has been shown that all three vaccine series are sterile, non-toxic and non-pyrogenic.

Пример 17. Исследование иммуногенных свойств вакцины в клинических испытаниях с привлечением здоровых неинфицированных ВИЧ добровольцевExample 17. The study of the immunogenic properties of the vaccine in clinical trials involving healthy uninfected HIV volunteers

К исследованию привлекают здоровых неинфицированных ВИЧ добровольцев, давших письменное информированное согласие на участие в клинических испытаниях и отвечающих критериям включения/исключения. Вакцину в дозе 50 мкг антигена и 500 мкг полиоксидония вводят внутримышечно 4 раза. Участников (3 человека в группе) вакцинируют по следующей схеме: вторую иммунизацию проводят через 1 месяц после первой, третью иммунизацию через 2 месяца после второй и четвертую через 3 месяца после третьей иммунизации. Кровь собирают в пробирки. Выдерживают 1 час при 37°С, затем переносят в холодильник на 4°С на 30 мин, центрифугируют в течение 10 мин (1000-1500 об/мин), отбирают сыворотку.The study involves healthy HIV-infected non-HIV volunteers who give written informed consent to participate in clinical trials and meet the inclusion / exclusion criteria. A vaccine at a dose of 50 μg of antigen and 500 μg of polyoxidonium is administered intramuscularly 4 times. Participants (3 people in the group) are vaccinated according to the following scheme: the second immunization is carried out 1 month after the first, the third immunization 2 months after the second and the fourth 3 months after the third immunization. Blood is collected in test tubes. It is kept for 1 hour at 37 ° C, then transferred to a refrigerator at 4 ° C for 30 minutes, centrifuged for 10 minutes (1000-1500 rpm), serum is taken.

В индивидуальных сыворотках определяют антитела к вакцинному антигену. Определение проводят с помощью непрямого твердофазного иммуноферментного анализа. В качестве твердофазного иммуносорбента используют антиген rec(17-24-41), представляющий собой активную субстанцию вакцины.Antibodies to the vaccine antigen are determined in individual sera. The determination is carried out using indirect enzyme-linked immunosorbent assay. The rec antigen (17-24-41), which is the active substance of the vaccine, is used as a solid-phase immunosorbent.

Антиген rec(17-24-41) в концентрации 8 мкг/мл сорбируют на полистироловых планшетах фирмы «Greiner» (Германия) в 0,05 М растворе карбонантно-бикарбонантного буфера рН 9,5, внося по 100 мкл раствора антигена в лунку. Выдерживают 24 часов при комнатной температуре во влажной камере. После окончания инкубации содержимое лунок стряхивают. Готовят ряд последовательных двоичных разведений сывороток на 0,01 М фосфатно-солевом буфере, содержащем 0,05% раствора Твин-20 (ФСБ-Т) и 0,02% бычьего сывороточного альбумина (ФСБ-АТ). Образцы вносят в лунку в трех параллелях для каждого разведения, и выдерживают 60 мин при 37°С. По окончании инкубации лунки пятикратно отмывают ФСБ-Т для удаления несвязавшихся антител. В качестве детектирующего реагента используют конъюгат пероксидазы хрена с моноклональными антителами мыши против IgG человека. Конъюгат в рабочем разведении на ФСБ-АТ вносят в лунку. Инкубируют 60 мин при 37°С. После этого лунки вновь промывают пятикратно ФСБ-Т. Реакцию проявляют внесением в каждую лунку 0,2% раствора ортофенилендиамина в субстратном буфере. Развитие цветной ферментативной реакции останавливают после 15-минутной инкубации в темноте, внося в каждую лунку 50 мкл 10% раствора серной кислоты. Учет реакции производят с помощью спектрофотометра-ридера при длине волны 492 нм.Rec antigen (17-24-41) at a concentration of 8 μg / ml was adsorbed on Greiner polystyrene plates (Germany) in a 0.05 M solution of carbonate-bicarbonant buffer pH 9.5, adding 100 μl of antigen solution to the well. It is kept for 24 hours at room temperature in a humid chamber. After incubation, the contents of the wells are shaken off. A series of serial binary dilutions of sera are prepared in 0.01 M phosphate-buffered saline containing 0.05% Tween-20 solution (FSB-T) and 0.02% bovine serum albumin (FSB-AT). Samples are added to the well in three parallels for each dilution, and incubated for 60 min at 37 ° C. At the end of the incubation, the wells are washed five times with PBS-T to remove unbound antibodies. The horseradish peroxidase conjugate with mouse monoclonal antibodies against human IgG is used as a detecting reagent. Conjugate in working dilution on FSB-AT contribute to the hole. Incubated for 60 minutes at 37 ° C. After this, the wells are again washed five times with FSB-T. The reaction is shown by adding to each well a 0.2% solution of orthophenylenediamine in a substrate buffer. The development of a color enzymatic reaction is stopped after a 15-minute incubation in the dark, adding 50 μl of a 10% sulfuric acid solution to each well. The reaction is recorded using a spectrophotometer reader at a wavelength of 492 nm.

Результат считают положительным, если ОП (оптическая плотность) в анализируемой лунке превышает ОП крит., рассчитанную по формуле:The result is considered positive if the OD (optical density) in the analyzed well exceeds the OD crit., Calculated by the formula:

ОП крит. = ср. знач. ОП К(-)+0,2,OP crit. = cf. value OD K (-) + 0.2,

где 0,2 - коэффициент, определяемый методом статистической обработки результатов постановки ИФА, ОП К(-) - оптическая плотность ВИЧ-негативного образца из коммерческого набора New LAV Blot I фирмы «Bio-Rad» (США) в разведении 1:10.where 0.2 is the coefficient determined by the method of statistical processing of the results of the ELISA, OP K (-) is the optical density of the HIV-negative sample from the commercial Bio-Rad New LAV Blot I kit (USA) at a 1:10 dilution.

Иммунизация вакциной вызывает образование антител у всех испытумых (таблица 4). Специфические антитела определяются у всех добровольцев после третьего введения антигена. Максимальный титр антител достигается после четвертого введения антигена. Т.е. вакцина является хорошим иммуногеном, способным индуцировать антитела у вакцинированных людей.Immunization with a vaccine causes the formation of antibodies in all subjects (table 4). Specific antibodies are determined in all volunteers after the third administration of the antigen. The maximum titer of antibodies is achieved after the fourth injection of antigen. Those. the vaccine is a good immunogen capable of inducing antibodies in vaccinated people.

Пример 18. Определение антител против антигенов ВИЧ1 в сыворотках крови иммунизированных добровольцев с помощью иммуноблотаExample 18. The definition of antibodies against HIV1 antigens in the serum of immunized volunteers using immunoblot

Исследование проводят с применением коммерческой тест-системы New LAV Blot I Assay (HIV-1 Ab confirmation, Western Blot) («Bio-Rad», США) согласно инструкции предприятия-изготовителя, приложенной к набору. Антигенной основой тест-системы являются белки культурального вируса ВИЧ-1, сорбированные на нитроцеллюлозе.The study is carried out using the commercial test system New LAV Blot I Assay (HIV-1 Ab confirmation, Western Blot) (Bio-Rad, USA) according to the manufacturer's instructions attached to the kit. Antigenic basis of the test system are the proteins of the culture virus HIV-1, adsorbed on nitrocellulose.

Перед проведением реакции полоски нитроцеллюлозы с сорбированными на них индивидуальными белками ВИЧ-1 (стрипы) выдерживают 5 мин в растворе для разведения образцов при комнатной температуре. Далее добавляют исследуемые сыворотки добровольцев, иммунизированных вакциной против ВИЧ/СПИД (конечное разведение сывороток 1:100). В контрольные лунки добавляют отрицательный контрольный образец (сыворотку крови ВИЧ-негативного человека) и положительный контрольный образец (сыворотку крови ВИЧ-позитивного человека) в разведении 1:100. Стрипы выдерживают с сыворотками 2 часа при комнатной температуре. По окончании инкубации стрипы отмывают 3 раза раствором для разведения образцов, выдерживая интервал между каждой отмывкой 5 минут. После этого вносят раствор конъюгата и оставляют на 1 час при комнатной температуре. Повторяют отмывку, добавляют субстратный раствор, выдерживают 15 мин при комнатной температуре. Реакцию останавливают, отмывая стрипы дистиллированной водой.Before the reaction, the strips of nitrocellulose with the individual HIV-1 proteins (strips) adsorbed on them were incubated for 5 min in a solution for diluting samples at room temperature. Next, test sera of volunteers immunized with the HIV / AIDS vaccine are added (final dilution of serum 1: 100). A negative control sample (blood serum of an HIV-negative person) and a positive control sample (blood serum of an HIV-positive person) were added to control wells at a 1: 100 dilution. Strips are kept with serum for 2 hours at room temperature. At the end of the incubation, the strips are washed 3 times with a sample dilution solution, keeping the interval between each washing for 5 minutes. After this, the conjugate solution is added and left at room temperature for 1 hour. The washing is repeated, the substrate solution is added, and incubated for 15 minutes at room temperature. The reaction is stopped by washing the strips with distilled water.

Реакцию учитывают, сравнивая расположение полосок на стрипе, инкубированном с исследуемым образцом, со стрипом, инкубированным с положительным образцом, приложенным к набору.The reaction is taken into account by comparing the location of the strips on the strip incubated with the test sample, with the strip incubated with the positive sample attached to the kit.

Исследования показали, что уже после второй иммунизации в образцах сывороток выявляются антитела, специфически распознающие антигены культурального ВИЧ. Количество антител нарастает после третьей и четвертой иммунизации.Studies have shown that already after the second immunization, antibodies that specifically recognize cultural HIV antigens are detected in serum samples. The number of antibodies increases after the third and fourth immunization.

Проведенные исследования показывают, что полученная в соответствии с описываемым изобретением вакцина против ВИЧ/СПИД в виде комплексного препарата обладает следующими преимуществами:Studies have shown that the vaccine obtained in accordance with the described invention against HIV / AIDS as a complex preparation has the following advantages:

- препарат полностью безопасен в применении, поскольку в нем используется только высокоочищенный рекомбинантный полипептид rес(17-24-41);- the drug is completely safe to use, since it uses only highly purified recombinant poly polypeptide res (17-24-41);

- в экспериментах на животных вакцина против ВИЧ/СПИД показала способность индуцировать высокие титры специфических антител к антигенам ВИЧ1;- in animal experiments, the HIV / AIDS vaccine showed the ability to induce high titers of specific antibodies to HIV1 antigens;

- антитела к вакцине способны нейтрализовать ВИЧ в культуре клеток;- antibodies to the vaccine are able to neutralize HIV in cell culture;

- доклинические испытания показали иммуногенность, безопасность и стандартность препарата;- preclinical trials showed immunogenicity, safety and standardization of the drug;

- полимерные носители на основе высокомолекулярных водорастворимых производных гетероцепных полиаминов обладают выраженной собственной иммуностимулирующей активностью, благодаря чему достигается повышение иммуногенности вакцины;- polymer carriers based on high molecular weight water-soluble derivatives of hetero-chain polyamines have a pronounced intrinsic immunostimulating activity, thereby increasing the immunogenicity of the vaccine;

- первая фаза клинических испытаний показала безопасность, иммуногенность и антигенную активность представленной вакцины.- The first phase of clinical trials showed the safety, immunogenicity and antigenic activity of the presented vaccine.

Изобретение представляет собой первую отечественную кандидатную вакцину против ВИЧ/СПИД, которая включена в клинические испытания. Клинические испытания вакцины зарегистрированы в реестре клинических испытаний анти/ВИЧ/СПИД-вакцин International AIDS Vaccine Initiative (IAVI), а сама вакцина была включена в рейтинг-лист перспективных кандидатных вакцин Global HIV Vaccine Enterprise. К настоящему времени вакцина прошла I фазу клинических испытаний, целью которой было изучение безопасности и реактогенности и в результате которых доказана ее безопасность, иммуногенность и антигенная специфичность.The invention is the first domestic candidate vaccine against HIV / AIDS, which is included in clinical trials. Clinical trials of the vaccine are registered in the International AIDS Vaccine Initiative (IAVI) registry of clinical trials of anti / HIV / AIDS vaccines, and the vaccine itself has been included in the list of promising Global HIV Vaccine Enterprise candidate vaccines. To date, the vaccine has passed the first phase of clinical trials, the purpose of which was to study safety and reactogenicity and as a result of which its safety, immunogenicity and antigenic specificity were proved.

Предыдущие описания и примеры приведены в качестве иллюстрации и не исчерпывают возможностей данного изобретения.The previous descriptions and examples are given by way of illustration and do not exhaust the scope of this invention.

Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020

Claims (1)

Вакцина против ВИЧ/СПИД, включающая соединение вакцинных антигенов вируса ВИЧ/СПИДа и фармакологически приемлемого носителя, характеризующаяся тем, что она содержит в качестве вакцинного антигена вируса ВИЧ/СПИД химерный рекомбинантный полипептид, состоящий из последовательно расположенных фрагмента р17 и полноразмерного белка р24, кодируемых геном gag, и фрагмента белка gp41, кодируемого геном env, экспрессируемый в клетках Е.coli на основе плазмидного вектора рЕТ15b, в который по сайту рестрикции Bam Hl вставлен фрагмент ДНК, кодирующий химерный рекомбинантный полипептид и по сайтам рестрикции Hind III - Eco R1 вставлен par-локус, a в качестве полимерного носителя используют производное гетероцепных полиаминов с молекулярной массой 50000-150000Д (Полиоксидоний) в соотношении 1:10, при этом химерный рекомбинантный полипептид имеет последовательность SEQ ID NO:4 и представляет собой очищенный белок, копирующий аминокислотные последовательности белков ВИЧ1: фрагмента р17, полноразмерного белка р24 и фрагмента белка gp41. An HIV / AIDS vaccine comprising a combination of HIV / AIDS vaccine antigens and a pharmacologically acceptable carrier, characterized in that it contains a chimeric recombinant polypeptide as a vaccine antigen of the HIV / AIDS virus, consisting of a sequentially arranged p17 fragment and a full-sized p24 protein encoded by the gene gag, and a gp41 protein fragment encoded by the env gene expressed in E. coli cells based on the plasmid vector pET15b into which a chimeric DNA fragment is inserted at the Bam Hl restriction site the recombinant polypeptide is inserted at the Hind III – Eco R1 restriction sites and the par locus is inserted, and a derivative of heterochain polyamines with a molecular weight of 50000-150000D (Polyoxidonium) in a ratio of 1:10 is used as a polymer carrier, while the chimeric recombinant polypeptide has the sequence SEQ ID NO : 4 and is a purified protein copying the amino acid sequences of HIV1 proteins: a p17 fragment, a full-sized p24 protein, and a gp41 protein fragment.
RU2010153928/10A 2010-12-29 2010-12-29 Vaccine against hiv/aids RU2475264C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153928/10A RU2475264C2 (en) 2010-12-29 2010-12-29 Vaccine against hiv/aids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153928/10A RU2475264C2 (en) 2010-12-29 2010-12-29 Vaccine against hiv/aids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010153928A RU2010153928A (en) 2012-07-10
RU2475264C2 true RU2475264C2 (en) 2013-02-20

Family

ID=46848140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010153928/10A RU2475264C2 (en) 2010-12-29 2010-12-29 Vaccine against hiv/aids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2475264C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727673C1 (en) * 2019-08-09 2020-07-22 Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов» Федерального медико-биологического агентства Hiv-1 subtype a p17 protein antibodies

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016337A1 (en) * 2001-08-07 2003-02-27 Medestea Internazionale S.R.L. Isolated polypeptides based on the neutralizing epitope of the p17 protein of hiv useful as vaccines, and neutralizing anti-p17 antibodies which specifically recognize said neutralizing epitope
RU2214274C2 (en) * 2001-08-16 2003-10-20 Государственное предприятие Институт иммунологии Федерального управления медико-биологических экстремальных проблем при МЗ РФ Immunogenic composition containing chimeric hiv polypeptide, polypeptides and test-system for detection of antibodies raised to hiv
RU2306950C2 (en) * 2005-09-29 2007-09-27 Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научноый центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Complex autological vaccine against hiv infection and aids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016337A1 (en) * 2001-08-07 2003-02-27 Medestea Internazionale S.R.L. Isolated polypeptides based on the neutralizing epitope of the p17 protein of hiv useful as vaccines, and neutralizing anti-p17 antibodies which specifically recognize said neutralizing epitope
RU2214274C2 (en) * 2001-08-16 2003-10-20 Государственное предприятие Институт иммунологии Федерального управления медико-биологических экстремальных проблем при МЗ РФ Immunogenic composition containing chimeric hiv polypeptide, polypeptides and test-system for detection of antibodies raised to hiv
RU2306950C2 (en) * 2005-09-29 2007-09-27 Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научноый центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Complex autological vaccine against hiv infection and aids

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727673C1 (en) * 2019-08-09 2020-07-22 Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов» Федерального медико-биологического агентства Hiv-1 subtype a p17 protein antibodies

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010153928A (en) 2012-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4749481B2 (en) Induction of immune responsiveness by attenuated non-functional vif protein
PL188641B1 (en) Mixture of recombined vaccinia vectors as a vaccine against hiv
JP2009005706A (en) Anti-feline immunodeficiency virus (fiv) vaccines
US11690906B2 (en) Compositions and methods to treat aids
KR100482616B1 (en) Multi-subtype fiv vaccines
WO2009143775A1 (en) Anti-hiv vaccines constructed based on amino acid mutation of attenuated live vaccine of eiav
US9486518B2 (en) Membrane proximal region of HIV GP41 anchored to the lipid layer of a virus-like particle vaccine
CA2469487A1 (en) Mutated hiv tat
RU2475264C2 (en) Vaccine against hiv/aids
US20080267989A1 (en) Hiv Gp-41-Membrane Proximal Region Arrayed On Hepatitis B Surface Antigen Particles as Novel Antigens
KR100815888B1 (en) DNA Vaccines Encoding HIV Accessory Proteins
CN117295756A (en) Preparation and application of recombinant multivalent novel coronavirus trimer protein vaccine capable of inducing broad-spectrum neutralization activity
ES2396915T3 (en) Consensus sequences, antigens and transgenes of HIV-1 of clade A
CA2057040A1 (en) Induction of protection against viral infection by synergy between virus envelope glycoprotein and peptides corresponding to neutralization epitopes of the glycoprotein
EP0328390B1 (en) Peptide treatment of refractory infectious diseases
US20170107260A1 (en) Mosaic hiv-1 sequences and uses thereof
WO1996020006A1 (en) Vaccine against aids comprising a peptide sequence of hiv
Huisman FIV vaccine development: a continuing challenge
AU2004201321A1 (en) Compositions and methods for treating viral infections