RU2757013C2 - Recombinant anti-influenza vaccine with wide range of protection and method for its preparation - Google Patents
Recombinant anti-influenza vaccine with wide range of protection and method for its preparation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2757013C2 RU2757013C2 RU2017144741A RU2017144741A RU2757013C2 RU 2757013 C2 RU2757013 C2 RU 2757013C2 RU 2017144741 A RU2017144741 A RU 2017144741A RU 2017144741 A RU2017144741 A RU 2017144741A RU 2757013 C2 RU2757013 C2 RU 2757013C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- influenza
- virus
- flg
- 4m2ehs
- amino acid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies
- A61K39/12—Viral antigens
- A61K39/145—Orthomyxoviridae, e.g. influenza virus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/12—Antivirals
- A61P31/14—Antivirals for RNA viruses
- A61P31/16—Antivirals for RNA viruses for influenza or rhinoviruses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Virology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oncology (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Изобретение относится к области медицинской биотехнологии и предназначено для создания противогриппозных вакцин широкого спектра защиты («универсальных»), что найдет применение в контроле пандемий и эпидемий гриппа.The invention relates to the field of medical biotechnology and is intended to create anti-influenza vaccines of a wide range of protection ("universal"), which will find application in the control of pandemics and epidemics of influenza.
АктуальностьRelevance
Вакцинация населения является наиболее эффективным и доступным способом снижения ущерба, наносимого эпидемиями гриппа. Современные инактивированные противогриппозные вакцины обеспечивают профилактический эффект, в основном, за счет индукции иммунного ответа организма на поверхностные белки вируса гриппа: гемагглютинин (НА) и нейраминидазу (NA). Постоянный мутационный дрейф вирусов гриппа требует ежегодного обновления штаммового состава вакцин. Несмотря на тщательный глобальный мониторинг антигенной изменчивости вирусов гриппа, во многие эпидемические сезоны один из вирусных компонентов вакцин не совпадал с циркулирующим штаммом, что снижало эпидемиологическую эффективность традиционных вакцин. Кроме того, традиционные противогриппозные вакцины, производящиеся на куриных эмбрионах, имеют ряд противопоказаний, в первую очередь, наличие аллергических реакций. Наиболее распространенные в практике субъединичные вакцины, будучи штаммоспецифичными, не вызывают иммунный ответ на все вирусные белки и формируют вакцинозависимость. Эти недостатки можно преодолеть путем создания рекомбинантных вакцин с широким спектром защиты.Vaccination of the population is the most effective and affordable way to reduce the damage caused by influenza epidemics. Modern inactivated influenza vaccines provide a preventive effect, mainly due to the induction of the body's immune response to the surface proteins of the influenza virus: hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA). The constant mutational drift of influenza viruses requires an annual update of the strain composition of the vaccines. Despite careful global monitoring of the antigenic variability of influenza viruses, in many epidemic seasons one of the viral components of the vaccines did not coincide with the circulating strain, which reduced the epidemiological effectiveness of traditional vaccines. In addition, traditional influenza vaccines produced in chicken embryos have a number of contraindications, primarily the presence of allergic reactions. The most common in practice subunit vaccines, being strain-specific, do not induce an immune response to all viral proteins and form vaccine dependence. These disadvantages can be overcome by creating recombinant vaccines with a broad spectrum of protection.
Создание «универсальной» вакцины против самого изменчивого по антигенным и патогенным свойствам инфекционного агента - вируса гриппа - является одной из самых актуальных, но пока не разрешенных, задач для медицинской науки и практики здравоохранения.The creation of a "universal" vaccine against the most variable in antigenic and pathogenic properties of the infectious agent - the influenza virus - is one of the most urgent, but not yet resolved, tasks for medical science and healthcare practice.
Кандидатными белками для создания таких вакцин являются консервативные вирусные белки, в первую очередь матриксный белок (M1 и М2), нуклеопротеин NP, вторая субъединица молекулы гемагглютинина (НА2). Объектом пристального внимания для разработчиков вакцин является небольшой по размеру (23 аминокислоты) высоко консервативный эктодомен белка М2, - М2е, последовательность которого практически идентична для всех вирусов гриппа типа А, циркулировавших в человеческой популяции, включая пандемические вирусы А/Сингапур/1/57 и А/Гонконг/1/68, вызвавшие пандемии, соответственно, в 1957 и 1968 годах. Только вирус пандемии 2009 г. A(H1N1)pdm09 имеет отличия по 4-м аминокислотным остаткам.Candidate proteins for the creation of such vaccines are conserved viral proteins, primarily the matrix protein (M1 and M2), the NP nucleoprotein, and the second subunit of the hemagglutinin molecule (HA2). The object of close attention for vaccine developers is the small size (23 amino acids) highly conserved ectodomain of the M2 protein, M2e, the sequence of which is almost identical for all influenza type A viruses circulating in the human population, including pandemic viruses A / Singapore / 1/57 and A / Hong Kong / 1/68, which caused pandemics in 1957 and 1968, respectively. Only the 2009 pandemic virus A (H1N1) pdm09 has differences in 4 amino acid residues.
Включение в вакцинный препарат консенсусного для вирусов гриппа А человека М2е пептида должно обеспечить защиту от инфекции всеми человеческими субтипами вируса гриппа А, а включение пептида М2е вируса A(H1N1)pdm09 обеспечит защиту не только от вируса, вызвавшего пандемию 2009 года, но и от высоко патогенного и аналогичного ему по М2е пептиду вируса птичьего гриппа A(H5N1). Одна из существенных характеристик белка М2 - его обильная экспрессия на инфицированных клетках и доступность для эффекторов иммунной системы макроорганизма [Lamb, 1985, Holsinger, 1991; DeFillete, 2005]. Как показано в 1990-2000 годы, пассивный перенос моноклональных анти-М2е антител приводит к ограничению вирусной репликации и защите экспериментальных животных от заражения [Zebedee, 1988; Treanor, 1990; Fan, 2004; Zharikova, 2005; Liu, 2005]. Вместе с тем, после гриппозной инфекции и вакцинации антитела к низкоиммуногенному М2е образуются в малом количестве, но существует много способов увеличения иммуногенности этого пептида. В качестве вакцинных препаратов предлагаются разнообразные конструкции, включающие пептид М2е [Tompkins, 2007; Park, 2011; Bessa, 2008; Denis, 2008; Neirynck, 1999; DeFilette, 2005, 2006; Hulleatt, 2008, Mozdanovska, 2003]. Несколько кандидатных «универсальных» вакцин проходят в настоящее время клинические исследования. Показана их иммуногенность и безопасность для человека [Fiers, 2009; Rudolph and Ben-Yedidia, 2011].The inclusion of the human influenza A virus consensus M2e peptide in the vaccine preparation should provide protection against infection by all human influenza A virus subtypes, and the inclusion of the M2e peptide of the A (H1N1) pdm09 virus will provide protection not only against the virus that caused the 2009 pandemic, but also against high the pathogenic and similar in M2e peptide of the avian influenza A (H5N1) virus. One of the essential characteristics of the M2 protein is its abundant expression on infected cells and availability for effectors of the immune system of the macroorganism [Lamb, 1985, Holsinger, 1991; DeFillete, 2005]. As shown in 1990-2000, passive transfer of monoclonal anti-M2e antibodies leads to restriction of viral replication and protection of experimental animals from infection [Zebedee, 1988; Treanor 1990; Fan, 2004; Zharikova, 2005; Liu, 2005]. At the same time, after influenza infection and vaccination, antibodies to low immunogenic M2e are formed in small amounts, but there are many ways to increase the immunogenicity of this peptide. As vaccine preparations, various constructs are proposed, including the M2e peptide [Tompkins, 2007; Park, 2011; Bessa, 2008; Denis, 2008; Neirynck 1999; DeFilette, 2005, 2006; Hulleatt, 2008, Mozdanovska, 2003]. Several candidate "generic" vaccines are currently undergoing clinical trials. Their immunogenicity and safety for humans has been shown [Fiers, 2009; Rudolph and Ben-Yedidia, 2011].
Вторым вариантом активно разрабатываемых кросс-реактивных вакцин являются вакцины, включающие вторую субъединицу гемагглютинина (или ее фрагменты) вируса гриппа А. Участок НА2 (аа 76-130) включает большую α-спираль второй субъединицы НА, частично доступную с поверхности молекулы.The second variant of actively developed cross-reactive vaccines are vaccines that include the second hemagglutinin subunit (or its fragments) of the influenza A virus. The HA2 region (aa 76-130) includes a large α-helix of the second HA subunit, partially accessible from the surface of the molecule.
Иммунизация традиционными вакцинами и естественная гриппозная инфекция не приводит к образованию значительного количества анти-НА2 антител, что связано с низкой иммуногенностью стеблевого участка НА2 в присутствии иммунодоминантных рецептор-связывающих регионов НА1 [Kwong, 2009]. Однако в последнее время был выделен ряд моноклональных антител (от мышей, человека), которые реагируют с эпитопами, локализованными в стеблевой части НА. Эти антитела являются перекрестно реагирующими и нейтрализуют субтипы вируса гриппа в пределах одной или двух филогенетических групп, таким образом, обеспечивая широкий спектр защиты [Trosby, 2008; Gocnik, 2007; Prabhu, 2008; Wang, 2010; Wei, 2010; Corti, 2011; Wrammert, 2011; Kalleward, 2016].Immunization with traditional vaccines and natural influenza infection does not lead to the formation of a significant amount of anti-HA2 antibodies, which is associated with the low immunogenicity of the HA2 stem region in the presence of immunodominant HA1 receptor-binding regions [Kwong, 2009]. Recently, however, a number of monoclonal antibodies (from mice, humans) have been isolated that react with epitopes localized in the stem part of HA. These antibodies are cross-reactive and neutralize influenza virus subtypes within one or two phylogenetic groups, thus providing a wide range of protection [Trosby, 2008; Gocnik, 2007; Prabhu, 2008; Wang, 2010; Wei, 2010; Corti, 2011; Wrammert, 2011; Kalleward, 2016].
Предполагается, что конструирование белка, формирующего иммунный ответ к консервативным эпитопам НА2, может служить основой для вакцины широкого спектра действия. В последние годы разработан ряд кандидатных вакцин на основе HA2 вирусов гриппа A I или II филогенетической группы (ак 38-59, 23-185, 1-172, 76-130) [Wang, 2010; Bommakanti, 2010; Stanekova, 2013; Schneemann, 2012; Chen, 2015]. Показана их иммуногенность и эффективность в защите от заражения летальными дозами гомологичного и гетерологичного вирусов одной филогенетической группы.It is assumed that the construction of a protein that forms an immune response to conserved epitopes of HA2 can serve as the basis for a broad-spectrum vaccine. In recent years, a number of candidate vaccines based on HA2 viruses of influenza A I or II phylogenetic groups (ak 38-59, 23-185, 1-172, 76-130) have been developed [Wang, 2010; Bommakanti, 2010; Stanekova, 2013; Schneemann, 2012; Chen, 2015]. Their immunogenicity and effectiveness in protecting against infection with lethal doses of homologous and heterologous viruses of the same phylogenetic group was shown.
Эффект применении рекомбинантной кросс-протективной вакцины будет очевиден при гриппе, вызываемом, как дрейфовыми вариантами вируса гриппа А, обусловленными точечными мутациями в генах поверхностных белков, так и вирусными реассортантами с пандемическим распространением. Помимо применения такой вакцины в качестве «баррикадной» при возникновении новой пандемии, имеется еще две категории населения, для которых актуальность предлагаемой вакцины бесспорна. Во-первых, лица, нуждающиеся в щадящих низкоаллергенных вакцинных препаратах: беременные женщины, дети младшего возраста, лица с соматическими и хроническими инфекционными заболеваниями. Для этих категорий рекомбинантные гриппозные вакцины будут вакцинами выбора. Во-вторых, дети, премирование которых рекомбинантной «универсальной» вакциной предотвратит развитие вакцинозависимости, возникающей при ежегодной иммунизации субъединичными вакцинами.The effect of the use of a recombinant cross-protective vaccine will be evident in influenza caused both by drift variants of the influenza A virus, caused by point mutations in the genes of surface proteins, and by viral reassortants with pandemic spread. In addition to the use of such a vaccine as a "barricade" in the event of a new pandemic, there are two more categories of the population for which the relevance of the proposed vaccine is indisputable. Firstly, people in need of sparing low-allergenic vaccine preparations: pregnant women, young children, people with somatic and chronic infectious diseases. For these categories, recombinant influenza vaccines will be the vaccines of choice. Secondly, children whose reward with a recombinant "universal" vaccine will prevent the development of vaccine dependence that occurs during annual immunization with subunit vaccines.
Уровень техникиState of the art
1. Современные противогриппозные вакцины1. Modern influenza vaccines
В России к настоящему времени производятся и используются в практике только штаммоспецифические противогриппозные вакцины (живые и инактивированные).In Russia, to date, only strain-specific influenza vaccines (live and inactivated) are produced and used in practice.
Живая вакцина Ультравак - вакцина гриппозная аллантоисная живая сухая интраназальная. Ультравак содержит аттенуированные эпидемически актуальные штаммы вируса гриппа типов A (H1N1, H3N2) и В, полученные из вируссодержащей аллантоисной жидкости куриных эмбрионов.Live vaccine Ultravac - influenza allantoic live dry intranasal vaccine. Ultravac contains attenuated epidemically relevant strains of influenza virus types A (H1N1, H3N2) and B, obtained from virus-containing allantoic fluid of chicken embryos.
Инактивированные отечественные вакцины: Гриппол, Гриппол плюс, Совигрип, Ультрикс. Полимер-субъединичные вакцины Гриппол и Совигрип представляют собой раствор протективных поверхностных антигенов гемагглютинина и нейраминидазы в комплексе с водорастворимым высокомолекулярным иммуностимулятором, соответственно, Полиоксидонием и Совидоном. Гриппол Плюс - усовершенствованный аналог вакцины Гриппол без добавления консерванта тиомерсала, что снижает частоту поствакцинальных реакций. Вакцина Ультрикс представляет собой препарат с инактивированным, расщепленным вирусом, частично очищенным от внутренних белков и полисахаридов. Все перечисленные вакцины производят на куриных эмбрионах. На полный производственный цикл этих вакцин, начиная с получения реассортантных штаммов, требуется значительное время - 6-8 мес.Inactivated domestic vaccines: Grippol, Grippol plus, Sovigrip, Ultrix. Polymer-subunit vaccines Grippol and Sovigrip are a solution of protective surface antigens of hemagglutinin and neuraminidase in combination with a water-soluble high-molecular immunostimulant, Polyoxidonium and Sovidon, respectively. Grippol Plus is an improved analogue of the Grippol vaccine without the addition of thiomersal preservative, which reduces the frequency of post-vaccination reactions. The Ultrix vaccine is a preparation with an inactivated, split virus, partially purified from internal proteins and polysaccharides. All of these vaccines are produced in chicken embryos. The full production cycle of these vaccines, starting with the production of reassortant strains, takes a significant amount of time - 6-8 months.
Методы генной инженерии позволяют создавать вакцины в более короткие сроки, по сравнению с традиционными, а также со строго определенными свойствами, в том числе, с выраженной кросс-реактивностью.Genetic engineering methods allow creating vaccines in a shorter time compared to traditional ones, as well as with strictly defined properties, including pronounced cross-reactivity.
Аналогом представленного изобретения является рекомбинантная универсальная вакцина против птичьего гриппа A/H5N1 (патент РФ 2358981). Рекомбинантная вирусоподобная частица на основе ядерного антигена вируса гепатита В (НВс) представляет на своей поверхности пептиды внеклеточного домена М2 белка вируса гриппа птиц. Полученные вирусоподобные частицы обладают высокой иммуногенностью. Предложенная вакцина обладает активностью в отношении различных штаммов вируса гриппа птиц A/H5N1 и может рассматриваться в качестве кандидата на универсальную вакцину против этих штаммов. Вместе с тем, более актуальной для здравоохранения является вакцина против вирусов гриппа, циркулирующих в человеческой популяции, включая возможные пандемические вирусы.An analogue of the presented invention is a recombinant universal vaccine against avian influenza A / H5N1 (RF patent 2358981). The recombinant virus-like particle based on the nuclear antigen of the hepatitis B virus (HBc) presents on its surface peptides of the extracellular domain M2 of the avian influenza virus protein. The resulting virus-like particles are highly immunogenic. The proposed vaccine is active against various strains of the avian influenza A / H5N1 virus and can be considered as a candidate for a universal vaccine against these strains. At the same time, a vaccine against influenza viruses circulating in the human population, including possible pandemic viruses, is more urgent for public health.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является рекомбинантная вакцина против пандемического гриппа A (H1N1)pdm09 (патент РФ №2451027). Была сконструирована рекомбинантная белковая молекула на основе НВс для получения вакцины против инфекции, вызванной вирусом гриппа A(H1N1)pdm09. Молекула состоит из остатка метионина, последовательности внеклеточного домена М2 белка вируса гриппа A (H1N1)pdm09 от 2 до 24 аминокислоты и последовательности ядерного антигена вируса гепатита В от 4 до 149 аминокислоты. Молекула способна образовывать вирусоподобные частицы. Также раскрыта рекомбинантная нуклеиновая кислота, кодирующая такую молекулу, вектор для ее экспрессии, вирусоподобные частицы, образованные такими молекулами, и вакцина, основанная на полученных вирусоподобных частицах. Прототипная вакцина может рассматриваться в качестве кандидата на рекомбинантную вакцину против вируса «свиного» гриппа.The closest analogue, selected as a prototype, is a recombinant vaccine against pandemic influenza A (H1N1) pdm09 (RF patent No. 2451027). Was designed a recombinant protein molecule based on HBc for obtaining a vaccine against infection caused by the influenza A (H1N1) pdm09 virus. The molecule consists of a methionine residue, a sequence of the extracellular domain M2 of the influenza A (H1N1) pdm09 protein from 2 to 24 amino acids and a sequence of the hepatitis B virus nuclear antigen from 4 to 149 amino acids. The molecule is capable of forming virus-like particles. Also disclosed is a recombinant nucleic acid encoding such a molecule, a vector for its expression, virus-like particles formed by such molecules, and a vaccine based on the resulting virus-like particles. A prototype vaccine can be considered as a candidate for a recombinant swine influenza virus vaccine.
К недостаткам как аналога, так и прототипа настоящего изобретения следует отнести их недостаточную иммуногенность и защиту при гриппе, вызванном вирусами субтипов АН1, АН2, АН3. Именно на устранение ограниченности использования вакцин, представленных в патентах РФ 2358981 и 2451027, направлено настоящее изобретение. Этот недостаток вакцин - аналогов в настоящем изобретении устраняется путем генетического слияния четырех копий эктодомена вирусного белка М2, в том числе двух копий аминокислотной последовательности М2е, консенсусной для вирусов гриппа А человека субтипов АН1, АН2, АН3 и двух копий М2е вируса гриппа A(H1N1)pdm09 с белком флагеллин, а также путем использования в конструкции двух вирусных пептидов М2е и фрагмента ак 76-130 НА2.The disadvantages of both the analogue and the prototype of the present invention include their lack of immunogenicity and protection against influenza caused by viruses of the subtypes AH1, AH2, AH3. It is to eliminate the limited use of vaccines presented in RF patents 2358981 and 2451027 that the present invention is directed. This disadvantage of vaccines - analogues in the present invention is eliminated by genetic fusion of four copies of the ectodomain of the viral protein M2, including two copies of the M2e amino acid sequence, consensus for human influenza A viruses of the AH1, AH2, AH3 subtypes and two copies of M2e of the influenza A (H1N1) virus pdm09 with the flagellin protein, as well as by using two viral peptides M2e and a fragment ak 76-130 HA2 in the construction.
2.Флагеллин как белок-носитель и адъювант для таргетных белков в вакцинных препаратах2.Flagellin as a carrier protein and an adjuvant for targeted proteins in vaccine formulations
Одним из наиболее перспективных носителей для презентации чужеродных пептидов является лиганд TLR5 флагеллин - основной белковый компонент жгутика бактерий, придающий клеткам подвижность и обеспечивающий их адгезию к тканям слизистых оболочек хозяина. Мономер флагеллина состоит из 4-х доменов. Домены D0 и D1 состоят из тандемных длинных альфа-цепей и являются высоко консервативными среди различных бактерий. D2 и D3 домены - высоко вариабельны и находятся на поверхности бактериальной флагеллы, с ними активно взаимодействуют антитела [Kim, 2015]. Очищенный или рекомбинантный флагеллин индуцирует иммунный ответ in vitro и in vivo после систематического введения. Показано, что генетическое слияние флагеллина с антигеном усиливает способность антигена индуцировать специфический иммунный ответ [Hajam, 2017].One of the most promising carriers for the presentation of foreign peptides is the TLR5 ligand flagellin, the main protein component of the bacterial flagellum, which imparts motility to cells and ensures their adhesion to the tissues of the host's mucous membranes. The flagellin monomer consists of 4 domains. Domains D0 and D1 are composed of tandem long alpha chains and are highly conserved among various bacteria. D2 and D3 domains are highly variable and are located on the surface of the bacterial flagellum; antibodies actively interact with them [Kim, 2015]. Purified or recombinant flagellin induces an immune response in vitro and in vivo after systemic administration. It has been shown that genetic fusion of flagellin with an antigen enhances the ability of the antigen to induce a specific immune response [Hajam, 2017].
Нами в предыдущих работах было показано, что иммунизация мышей рекомбинантным флагеллином, содержащим на С-конце 4 копии М2е пептида, обеспечивает эффективный иммунный ответ при интраназальной иммунизации и защищает мышей от летальной гриппозной инфекции [Степанова, 2015].In our previous studies, we have shown that immunization of mice with recombinant flagellin containing 4 copies of the M2e peptide at the C-terminus provides an effective immune response during intranasal immunization and protects mice from lethal influenza infection [Stepanova, 2015].
Многочисленные исследования показали, что флагеллин вносит значительный вклад в эффективность новейших вакцин против различных бактериальных и вирусных инфекций, в том числе гриппа. Флагеллин способствует возникновению адаптивного иммунитета различными путями. Во-первых, он может напрямую активировать дендритные клетки человека. Во-вторых, он передает сигнал, стимулирующий Т-лимфоциты, способствуя их пролиферации и продукции цитокинов. Наконец, в результате недавних работ было обнаружено, что TLR5 экспрессируется в активированных В-лимфоцитах и плазматических клетках и может напрямую вызывать иммунный ответ у мышей. [Kim, 2015].Numerous studies have shown that flagellin makes a significant contribution to the effectiveness of the latest vaccines against various bacterial and viral infections, including influenza. Flagellin promotes the emergence of adaptive immunity in various ways. First, it can directly activate human dendritic cells. Secondly, it transmits a signal that stimulates T-lymphocytes, promoting their proliferation and cytokine production. Finally, as a result of recent work, it was found that TLR5 is expressed in activated B-lymphocytes and plasma cells and can directly induce an immune response in mice. [Kim, 2015].
По сравнению с другими адъювантами флагеллин имеет ряд преимуществ. Так, рекомбинантный белок на основе флагеллина и целевого антигена легко нарабатывается в большом количестве в клетках Escherichia coli. Предварительно существующий иммунитет к флагеллину не снижает его эффективность как адъюванта [Simon, 2011]. Важным преимуществом флагеллина является возможность интраназального введения. Таким образом, флагеллин может быть использован одновременно как белковый носитель и адъювант при создании противовирусных вакцин.Flagellin has several advantages over other adjuvants. Thus, a recombinant protein based on flagellin and a target antigen is easily produced in large quantities in Escherichia coli cells. Preexisting immunity to flagellin does not reduce its effectiveness as an adjuvant [Simon, 2011]. An important advantage of flagellin is the possibility of intranasal administration. Thus, flagellin can be used simultaneously as a carrier protein and an adjuvant in the creation of antiviral vaccines.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача настоящего изобретения состояла в разработке рекомбинантных вакцинных препаратов, направленных против всех известных к настоящему времени вирусов гриппа А человека, а также против вирусов птичьего происхождения AH5N1, AH7N9 представляющих угрозу для людей.The objective of the present invention was to develop recombinant vaccine preparations directed against all currently known human influenza A viruses, as well as against avian viruses AH5N1, AH7N9 posing a threat to humans.
Задача была решена путем:The problem was solved by:
а) дизайна конструкции нескольких вариантов рекомбинантных белков, включающих последовательность флагеллина бактерии Salmonella typhimurium, консервативные фрагменты (аа76-130) второй субъединицы гемагглютинина вирусов гриппа первой или второй филогенетической групп и М2е пептид, консенсусный для разных субтипов вируса гриппа А.a) the design of the construct of several variants of recombinant proteins, including the flagellin sequence of the bacterium Salmonella typhimurium, conserved fragments (aa76-130) of the second hemagglutinin subunit of influenza viruses of the first or second phylogenetic groups and M2e peptide, consensus for different subtypes of influenza A.
б) синтеза химерных генов, кодирующих гибридные белки, включающие последовательность флагеллина бактерии Salmonella typhimurium, к С концу которого присоединены консервативные фрагменты (ак 76-130) второй субъединицы гемагглютинина вирусов гриппа первой или второй филогенетической групп и 4 копии М2е пептида, консенсусного для вирусов гриппа A/H1N1, A/H3N2, A/H2N2 - M2eh или М2е вируса A/H1N1pdm09 - M2es в очередности M2eh-M2es-M2eh-M2es.b) synthesis of chimeric genes encoding hybrid proteins, including the flagellin sequence of the bacterium Salmonella typhimurium, to the end of which conserved fragments (ak 76-130) of the second hemagglutinin subunit of influenza viruses of the first or second phylogenetic groups and 4 copies of M2e peptide, consensus for influenza viruses, are attached A / H1N1, A / H3N2, A / H2N2 - M2eh or М2е of the virus A / H1N1pdm09 - M2es in order of M2eh-M2es-M2eh-M2es.
в) синтеза химерного гена, кодирующего белок FlgSh-HA2-2-4M2e, содержащий последовательность флагеллина, гипервариабельный домен которого замещен фрагментом второй субъединицы (ак 76-130) НА вирусов гриппа II филогенетической группы, а к С концу присоединены 4 копии М2е (M2eh-M2es-M2eh- M2es).c) synthesis of a chimeric gene encoding the FlgSh-HA2-2-4M2e protein containing the flagellin sequence, the hypervariable domain of which is replaced by a fragment of the second subunit (ak 76-130) of the HA subunit of influenza II phylogenetic group II viruses, and 4 copies of M2e (M2eh -M2es-M2eh-M2es).
г) создания штаммов Escherichia coli - продуцентов гибридных белков,d) creating strains of Escherichia coli - producers of hybrid proteins,
д) выделения и очистки рекомбинантных белков,e) isolation and purification of recombinant proteins,
е) исследования специфической активности (иммуногенности и протективности) кандидатных вакцин на лабораторных животных.f) studies of the specific activity (immunogenicity and protectiveness) of candidate vaccines in laboratory animals.
Оригинальность решения поставленной задачи, представляющей предмет изобретения, заключается в следующих аспектах:The originality of the solution to the problem, which is the subject of the invention, lies in the following aspects:
Первое - одновременное включение в молекулу флагеллина двух вирусных белков: пептида М2е и фрагмента (ак 76-130) второй субъединицы НА вирусов гриппа, что стимулирует различные механизмы противовирусной защиты.The first is the simultaneous incorporation of two viral proteins into the flagellin molecule: the M2e peptide and a fragment (ak 76-130) of the second HA subunit of influenza viruses, which stimulates various antiviral defense mechanisms.
В качестве консервативных пептидов вируса гриппа, предназначенных для включения в состав рекомбинантных вакцин, были выбраны:The following were chosen as conservative peptides of the influenza virus intended for inclusion in recombinant vaccines:
M2h - консенсусная последовательность штаммов вируса гриппа А человека SLLTEVETPIRNEWGCRCNDSSDM2h - consensus sequence of human influenza A virus strains SLLTEVETPIRNEWGCRCNDSSD
M2s - последовательность пандемического штамма «свиного гриппа» H1N1pdm09 SLLTEVETPTRSEWECRCSDSSDM2s - sequence of the pandemic strain "swine flu" H1N1pdm09 SLLTEVETPTRSEWECRCSDSSD
НА2-1 - фрагмент второй субъединицы НА (ак 76-130), консенсусный для вирусов гриппа AH1N1, H2N2, H1N1pdm09 (I филогенетическая группа)HA2-1 - a fragment of the second subunit of HA (ak 76-130), consensus for influenza viruses AH1N1, H2N2, H1N1pdm09 (I phylogenetic group)
RLENLNKKMEDGFLDVWTYNAELLVLMENERTLDFHDSNVKNLYDKVRMQLRDNA НА2-2 - фрагмент второй субъединицы НА (ак 76-130), консенсусный для вирусов гриппа A H3N2 и H7N9 (II филогенетическая группа)RLENLNKKMEDGFLDVWTYNAELLVLMENERTLDFHDSNVKNLYDKVRMQLRDNA HA2-2 - fragment of the second HA subunit (ak 76-130), consensus for influenza A viruses H3N2 and H7N9 (II phylogenetic group)
RIQDLEKYVEDTKIDLWSYNAELLVALENQHTIDLTDSEMNKLFEKTRRQLRENARIQDLEKYVEDTKIDLWSYNAELLVALENQHTIDLTDSEMNKLFEKTRRQLRENA
Второе - одновременное использование в качестве места инсерции таргетных пептидов как гипервариабельного домена, так и С конца молекулы флагеллина.The second is the simultaneous use of both the hypervariable domain and the C terminus of the flagellin molecule as the site of insertion of target peptides.
Третье - исследование специфических свойств (иммуногенность, протективность, кросс-протективность) кандидатных вакцинных препаратов при двух способах введения в организм хозяина - интраназального и подкожного.The third is the study of the specific properties (immunogenicity, protectiveness, cross-protectiveness) of candidate vaccine preparations with two methods of administration into the host's body - intranasal and subcutaneous.
Четвертое - изучение на экспериментальных животных длительности сохранения гуморального и клеточного иммунитета на рекомбинантные белки.Fourth, the study on experimental animals of the duration of the preservation of humoral and cellular immunity to recombinant proteins.
Технический результат заключается в повышении иммуногенности противогриппозной вакцины и расширении спектра защиты. Продемонстрировано, что помимо стимуляции образования специфических IgG иммунизация вызывает формирование вирус - специфических лимфоцитов, как CD4+, так и CD8+ типов. Показано, что полипептид ак 76-130 в составе рекомбинантных белков вызывает дополнительный иммунный ответ за счет CD8+ Т - клетокThe technical result consists in increasing the immunogenicity of the influenza vaccine and expanding the range of protection. It has been demonstrated that, in addition to stimulating the formation of specific IgGs, immunization induces the formation of virus-specific lymphocytes, both CD4 + and CD8 + types. It was shown that polypeptide ak 76-130 in the composition of recombinant proteins causes an additional immune response due to CD8 + T - cells
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
Краткое описание рисунковBrief Description of Figures
Фиг. 1 - Схема и теоретическое моделирование 3-D структуры рекомбинантных белков Flg-4M2e, Flg-HA2-1-4M2e, Flg-HA2-2-4M2e, FlgSh-HA2-2-4M2e.FIG. 1 - Scheme and theoretical modeling of the 3-D structure of the recombinant proteins Flg-4M2e, Flg-HA2-1-4M2e, Flg-HA2-2-4M2e, FlgSh-HA2-2-4M2e.
Фиг. 2 - Электрофорез в ПААГ и Вестерн-блот рекомбинантных белков с анти -флагеллиновыми антителами 93713 (дорожки 4, 5, 6) и анти-4М2е моноклональными антителами 14С2 (дорожки 7, 8, 9) рекомбинантных белков Flg-HA2-1-4M2e (дорожки 1, 4, 7), Flg-HA2-2-4M2e (дорожки 2, 5, 8), FlgSh-HA2-2-4M2e (дорожки 3, 6, 9) после хроматографической очистки на Ni-сорбенте.FIG. 2 - Electrophoresis in PAGE and Western blot of recombinant proteins with anti-Flagellin antibodies 93713 (
Фиг. 3 - Среднегеометрические титры (СГТ) анти-М2е специфических IgG в сыворотке крови мышей после подкожной иммунизации рекомбинантными белками: (А) СГТ IgG к M2eh после второй и третьей иммунизации; (Б) СГТ IgG к M2es после второй и третьей иммунизации; (В) СГТ IgG к Flg после третьей иммунизации; Мыши BALB/c (n=10/группу) были иммунизированы на 0, 14, 28 дни дозой 10 мкг одним из рекомбинантных белков: Мышам контрольных групп был введен фосфатно-солевой буфер (PBS) или белок Flg-his.FIG. 3 - Geometric mean titers (SGT) of anti-M2e specific IgG in the blood serum of mice after subcutaneous immunization with recombinant proteins: (A) SGT IgG to M2eh after the second and third immunizations; (B) CGT IgG to M2es after the second and third immunizations; (B) CGT IgG to Flg after the third immunization; BALB / c mice (n = 10 / group) were immunized on
Для расчета р- значения использован критерий Манна-Уитни. *- достоверное отличие от контрольных групп (Flg-his, PBS) с р<0.01The Mann-Whitney test was used to calculate the p-value. * - significant difference from the control groups (Flg-his, PBS) with p <0.01
Фиг. 4 - Среднегеометрические титры (СГТ) анти-М2е специфических IgG в сыворотке крови мышей после интраназальной иммунизации рекомбинантными белками: (А) СГТ IgG к M2eh после второй и третьей иммунизации; (Б) СГТ IgG к M2es после второй и третьей иммунизации; (В) СГТ IgA к М2е после третьей иммунизации. Мыши BALB/c (n=10/группу) были иммунизированы на 0, 14, 28 дни дозой 10 мкг одним из рекомбинантных белков: Мышам контрольных групп был введен фосфатно-солевой буфер (PBS) или белок Flg-his.FIG. 4 - Geometric mean titers (SGT) of anti-M2e specific IgG in the blood serum of mice after intranasal immunization with recombinant proteins: (A) SGT IgG to M2eh after the second and third immunizations; (B) CGT IgG to M2es after the second and third immunizations; (B) CGT IgA to M2e after the third immunization. BALB / c mice (n = 10 / group) were immunized on
Для расчета р- значения использован критерий Манна-Уитни. * - достоверное отличие от контрольных групп (Flg-his, PBS) с р<0.01The Mann-Whitney test was used to calculate the p-value. * - significant difference from the control groups (Flg-his, PBS) with p <0.01
Фиг. 5 - Среднегеометрические титры (СГТ) специфических IgG к вирусам гриппа в сыворотке крови мышей после (А, Б) подкожной и (В) интраназальной иммунизации белками Flg-H2-1-4M2ehs, Flg-H2-2-4M2ehs, FlgSh-H2-2-4M2ehs. (А) - СГТ IgG к вирусу A/H2N2. (Б) СГТ IgG к вирусу A/H7N9. (В) СГТ IgG к вирусам гриппа A/H2N2, A/H7N9, A/H3N2, A/H1N1pdm09, A/H5N1.FIG. 5 - Geometric mean titers (SGT) of specific IgG to influenza viruses in the blood serum of mice after (A, B) subcutaneous and (C) intranasal immunization with proteins Flg-H2-1-4M2ehs, Flg-H2-2-4M2ehs, FlgSh-H2- 2-4M2ehs. (A) - SGT IgG to the A / H2N2 virus. (B) CGT IgG to the A / H7N9 virus. (C) SGT IgG to influenza viruses A / H2N2, A / H7N9, A / H3N2, A / H1N1pdm09, A / H5N1.
Мыши BALB/c (n=10/группу) были иммунизированы на 0, 14, 28 дни дозой 10 мкг одним из рекомбинантных белков: Мышам контрольных групп был введен фосфатно-солевой буфер (PBS) или белок Flg-his.BALB / c mice (n = 10 / group) were immunized on
Для расчета р- значения использован критерий Манна-Уитни. * - достоверное отличие от контрольных групп (Flg-his, PBS) с р<0.01The Mann-Whitney test was used to calculate the p-value. * - significant difference from the control groups (Flg-his, PBS) with p <0.01
Фиг.6 - Мукозальный иммунный ответ. Среднегеометрические титры (А) анти-М2е и (Б) анти-вирусных IgA в БАЛ и назальных смывах мышей после интраназальной иммунизации рекомбинантными белками Flg-H2-1-4M2ehs, Flg-H2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs. Мыши BALB/c (n=10/группу) были иммунизированы на 0, 14, 28 дни дозой 10 мкг одним из рекомбинантных белков: Мышам контрольных групп был введен фосфатно-солевой буфер (PBS) или белок Flg-his.Fig. 6 - Mucosal immune response. Geometric mean titers of (A) anti-M2e and (B) anti-viral IgA in BAL fluid and nasal washes of mice after intranasal immunization with recombinant proteins Flg-H2-1-4M2ehs, Flg-H2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs. BALB / c mice (n = 10 / group) were immunized on
Для расчета р-значения использован критерий Манна-Уитни. Показаны достоверные отличия от контрольной группы (PBS).The Mann-Whitney test was used to calculate the p-value. Significant differences from the control group (PBS) are shown.
Фиг. 7 - Т-клеточный иммунный ответ после подкожной иммунизации. (А, Б) М2е-специфический Т-клеточный ответ в селезенке мышей. (A) CD4+ Т-лимфоциты и (Б) CD8+ Т-лимфоциты, продуцирующие цитокины после активации пептидом М2е. (В, Г) Вирус-специфический CD4+ Т-клеточный ответ в селезенке мышей. (В) активация спленоцитов вирусом гриппа A/H1N1. (Г) активация спленоцитов вирусом гриппа A/H3N2. (Д, Е) Вирус-специфический CD8+ Т-клеточный ответ в селезенке мышей. (Д) активация спленоцитов вирусом гриппа A/H1N1. (Е) активация спленоцитов вирусом гриппа A/H3N2.FIG. 7 - T-cell immune response after subcutaneous immunization. (A, B) M2e-specific T-cell response in the spleen of mice. (A) CD4 + T lymphocytes and (B) CD8 + T lymphocytes producing cytokines after activation with the M2e peptide. (C, D) Virus-specific CD4 + T-cell response in the spleen of mice. (B) activation of splenocytes by influenza A / H1N1 virus. (D) activation of splenocytes by influenza A / H3N2 virus. (E, F) Virus-specific CD8 + T cell response in the spleen of mice. (E) activation of splenocytes by influenza A / H1N1 virus. (E) activation of splenocytes by influenza A / H3N2 virus.
Для расчета р- значения использован критерий Манна-Уитни (U-test). Достоверные различия между опытными группами показаны. * достоверное отличие от контрольных групп (Flg-his, PBS) с р≤0.05; ** достоверное отличие от контрольных групп (Flg-his, PBS) с р≤0.01; достоверное отличие от опытных групп с р≤0.05; достоверное отличие от опытных групп с р<0.01To calculate the p-value, the Mann-Whitney test (U-test) was used. Significant differences between the experimental groups are shown. * significant difference from the control groups (Flg-his, PBS) with p≤0.05; ** significant difference from the control groups (Flg-his, PBS) with p≤0.01; significant difference from the experimental groups with p≤0.05; significant difference from the experimental groups with p <0.01
Фиг. 8 - Т-клеточный иммунный ответ после интраназальной иммунизации (А, Б) М2е-специфический и (В, Г) вирус-специфический Т-клеточный ответ в легких мышей. (А) CD4+ и (Б) CD8+ Т-лимфоциты, продуцирующие IFN-γ или TNF-α после активации клеток пептидом М2е. (В) CD4+ и (Г) CD8+ Т-лимфоциты, продуцирующие IFN-γ или TNF-α после активации клеток вирусами гриппа A/H1N1 (группа Flg-HA-2-1-4M2ehs) и A/H3N2 (группа Flg-HA-2-2-4M2ehs).FIG. 8 - T-cell immune response after intranasal immunization (A, B) M2e-specific and (C, D) virus-specific T-cell response in the lungs of mice. (A) CD4 + and (B) CD8 + T-lymphocytes producing IFN-γ or TNF-α after cell activation with the M2e peptide. (C) CD4 + and (D) CD8 + T-lymphocytes producing IFN-γ or TNF-α after cell activation by influenza viruses A / H1N1 (Flg-HA-2-1-4M2ehs group) and A / H3N2 (Flg-HA group -2-2-4M2ehs).
Для расчета р- значения использован критерий Манна-Уитни (U-test). Достоверные различия между опытными группами показаны. * достоверное отличие от контрольной группы с р≤0.05; достоверное отличие от опытных групп с р<0.01To calculate the p-value, the Mann-Whitney test (U-test) was used. Significant differences between the experimental groups are shown. * significant difference from the control group with p≤0.05; significant difference from the experimental groups with p <0.01
Фиг. 9 - Эффективность иммунизации. Выживаемость и динамика веса иммунизированных и контрольных мышей после заражения летальными дозами вирусов.FIG. 9 - Effectiveness of immunization. Survival and dynamics of the weight of immunized and control mice after infection with lethal doses of viruses.
(А, Б) подкожная иммунизация (В, Г, Д) интраназальная иммунизация. Рекомбинантные белки, используемые для иммунизации, обозначены в соответствующих группах. Через 2 недели после третьей иммунизации мыши были заражены вирусом гриппа A/Шанхай/2/2013-PR8-IDCDC (H7N9) или А/Аичи/2/68 (H3N2) или А/Калифорния/1/66 (H2N2) в дозе 10LD50 или A/Курган/5/05RG (H5N1). Изменение массы тела (слева) и гибель животных (справа) регистрировались в течение 14 дней после заражения. Показана достоверность различий (тест Montel-Cox) между опытными и контрольными группами.(A, B) subcutaneous immunization (C, D, E) intranasal immunization. Recombinant proteins used for immunization are indicated in the corresponding groups. 2 weeks after the third immunization, mice were infected with influenza virus A / Shanghai / 2/2013-PR8-IDCDC (H7N9) or A / Aichi / 2/68 (H3N2) or A / California / 1/66 (H2N2) at a dose of 10LD50 or A / Kurgan / 5 / 05RG (H5N1). Changes in body weight (left) and death of animals (right) were recorded within 14 days after infection. Significant differences were shown (Montel-Cox test) between the experimental and control groups.
Пример 1. Выравнивание и анализ последовательностей целевых пептидов.Example 1. Alignment and analysis of sequences of target peptides.
Аминокислотные последовательности НА2 для анализа были взяты из баз данных GenBank и GISAID. Для построения консенсусов, последовательности выравнивали с использованием сервера MAFFT и алгоритмов FFT-NS-i, FFT-NS-2 (в зависимости от числа последовательностей) [Katoh, 2002] и анализировали в программном пакете Unipro UGENE v. 1.14.0 [Okonechnikov, 2012]. Выравнивания и анализ небольшого числа последовательностей проводили в программном пакете Vector NTI (Invitrogen, США).The amino acid sequences of HA2 for analysis were taken from the GenBank and GISAID databases. To build consensus, the sequences were aligned using the MAFFT server and the FFT-NS-i, FFT-NS-2 algorithms (depending on the number of sequences) [Katoh, 2002] and analyzed in the Unipro UGENE v. 1.14.0 [Okonechnikov, 2012]. Alignment and analysis of a small number of sequences was performed using the Vector NTI software package (Invitrogen, USA).
Поиск вероятных Т-клеточных эпитопов осуществляли с использованием NetCTLpan1.1 Server [Stranzl, 2010] и параметров поиска, установленных по умолчанию. Поиск экспериментальных В- и CD4+ Т-клеточных эпитопов, гомологичных участкам НА2, проводили в базе данных Immune Epitope Database [Vita, 2010]. Визуализацию трехмерной структуры белков выполняли в программе Chimera 1.5.3 [Pettersen, 2004]. Для гомологичного моделирования трехмерной структуры белка по первичной последовательности использовали открытый веб-ресурс Phyre2 [Kelley, 2009].The search for probable T-cell epitopes was performed using the NetCTLpan1.1 Server [Stranzl, 2010] and default search parameters. The search for experimental B- and CD4 + T-cell epitopes homologous to the HA2 regions was performed in the Immune Epitope Database [Vita, 2010]. Visualization of the three-dimensional structure of proteins was performed using the Chimera 1.5.3 software [Pettersen, 2004]. For homologous modeling of the three-dimensional structure of the protein by the primary sequence, the open web resource Phyre2 was used [Kelley, 2009].
В участке НА2(76-130) консенсусные последовательности гемагглютининов вирусов гриппа I филогенетической группы (субтипы H1, H1pdm, Н2 и Н5) идентичны на 80%. Кроме того, замены в данном участке по всем положениям кроме 124 и 128 происходят на близкие по свойствам аминокислоты. С учетом замен на близкие по свойствам аминокислоты, гомология составляет 96,4%.In the HA2 region (76-130), the consensus sequences of hemagglutinins of influenza viruses of phylogenetic group I (subtypes H1, H1pdm, H2, and H5) are 80% identical. In addition, substitutions in this region at all positions except 124 and 128 occur for amino acids with similar properties. Taking into account the substitutions for amino acids with similar properties, the homology is 96.4%.
Консенсусные последовательности гемагглютининов вирусов гриппа II филогенетической группы (субтипы Н3 и Н7) в участке НА2(76-130) идентичны на 63,6%. С учетом замен на близкие по свойствам аминокислоты, гомология составит 80%.The consensus sequences of hemagglutinins of influenza viruses of the II phylogenetic group (subtypes H3 and H7) in the HA2 region (76-130) are 63.6% identical. Taking into account the substitutions for amino acids with similar properties, the homology will be 80%.
Для вирусов гриппа I филогенетической группы большинство экспериментально-обнаруженных В- и Т-клеточных эпитопов сосредоточены в середине участка НА2(76-130) - аминокислоты 84-116. Для вирусов гриппа II филогенетической группы эпитопы сосредоточены в первой половине участка - аминокислоты 76-103. Участок НА2(76-130) вирусов гриппа обеих филогенетических групп содержит потенциальные CD8+ Т-клеточные эпитопы для различных аллелей HLA.For influenza viruses of the I phylogenetic group, most of the experimentally detected B- and T-cell epitopes are concentrated in the middle of the HA2 region (76-130) - amino acids 84-116. For influenza viruses of the II phylogenetic group, epitopes are concentrated in the first half of the site - amino acids 76-103. The HA2 region (76-130) of influenza viruses of both phylogenetic groups contains potential CD8 + T cell epitopes for various HLA alleles.
Пример 2. Рекомбинантные белковые молекулы Flg-4M2e, Flg-HA2-1-4M2, Flg-HA2-2-4М2, FlgSh-HA2-2-4M2 и кодирующие их нуклеиновые кислоты.Example 2. Recombinant protein molecules Flg-4M2e, Flg-HA2-1-4M2, Flg-HA2-2-4M2, FlgSh-HA2-2-4M2 and their encoding nucleic acids.
Мы создали химерные гены, кодирующие гибридные белки, включающие последовательность флагеллина бактерии Salmonella typhimurium, к С концу которого или в гипервариабельную часть присоединены последовательности М2е пептида разных субтипов вируса гриппа, а также консервативные фрагменты второй субъединицы гемагглютинина вирусов гриппа первой или второй филогенетической групп, в различных сочетаниях (Фиг. 1). Для оценки иммунологических свойств таргетных пептидов по отдельности и совместно были получены гены следующих химерных белков:We have created chimeric genes encoding fusion proteins, including the flagellin sequence of the bacterium Salmonella typhimurium, to the C end of which or in the hypervariable part are attached the M2e peptide sequences of different influenza virus subtypes, as well as conserved fragments of the second hemagglutinin subunit of influenza viruses of the first or second phylogenetic groups, in different combinations (Fig. 1). To assess the immunological properties of the target peptides, the genes of the following chimeric proteins were obtained separately and together:
1) Flg-4M2e - содержит последовательность флагеллина и четыре копии М2е пептида в очередности M2h-M2s-M2h- M2s на С конце молекулы.1) Flg-4M2e - contains the flagellin sequence and four copies of the M2e peptide in the order M2h-M2s-M2h-M2s at the C end of the molecule.
2) Flg-HA2-1-4M2e - содержит последовательность флагеллина, к которой на С конце присоединен фрагмент (ак 76-130) второй субъединицы НА вирусов гриппа I филогенетической группы, за которым следуют 4 копии М2е (M2h-M2s-M2h- M2s).2) Flg-HA2-1-4M2e - contains the flagellin sequence, to which a fragment (ak 76-130) of the second subunit of HA of influenza viruses of phylogenetic group I is attached at the C end, followed by 4 copies of M2e (M2h-M2s-M2h-M2s ).
3) Flg-HA2-2-4M2e - содержит последовательность флагеллина, к которой на С конце присоединен фрагмент (ак 76-130) второй субъединицы НА вирусов гриппа II филогенетической группы, за которым следуют 4 копии М2е (M2h-M2s-M2h- M2s).3) Flg-HA2-2-4M2e - contains the flagellin sequence, to which a fragment (ak 76-130) of the second HA subunit of influenza viruses of phylogenetic group II is attached at the C end, followed by 4 copies of M2e (M2h-M2s-M2h-M2s ).
4) FlgSh-HA2-2-4M2e - содержит последовательность флагеллина, гипервариабельный домен которого замещен фрагментом второй субъединицы (ак 76-130) НА вирусов гриппа II филогенетической группы, а к С концу присоединены 4 копии М2е (M2h-M2s-M2h-M2s).4) FlgSh-HA2-2-4M2e - contains the flagellin sequence, the hypervariable domain of which is replaced by a fragment of the second subunit (ak 76-130) of the HA of influenza viruses of the II phylogenetic group, and 4 copies of M2e are attached to the C end (M2h-M2s-M2h-M2s ).
Во всех М2е-содержащих конструкциях последовательности М2е были разграничены друг от друга глицин-богатыми линкерами. «Сборку» химерных генов из отдельных компонентов проводили непосредственно в экспрессионном векторе pQE30. Ген флагеллина без собственного стартового кодона клонировали в сайте BamHI вектора, что обеспечивало его экспрессию с присоединенным к нему кодируемым вектором N-концевым 6-гистидиновым тагом, предназначенным для очистки рекомбинантных белков методом металл-аффинной хроматографии.In all M2e-containing constructs, the M2e sequences were delimited from each other by glycine-rich linkers. The "assembly" of chimeric genes from individual components was carried out directly in the expression vector pQE30. The flagellin gene without its own start codon was cloned into the BamHI site of the vector, which ensured its expression with an N-terminal 6-histidine tag attached to it, an encoded vector, intended for the purification of recombinant proteins by metal affinity chromatography.
Для создания химерных генов использовали стандартные методы генетической инженерии. Ген флагеллина был ранее нами получен с помощью ПЦР на геномной ДНК Salmonella typhimurium и клонирован. Нуклеотидные последовательности, кодирующие НА2-1, НА2-2 и тандемные копии М2е, синтезировали in vitro, в случаях НА2-1 и НА2-2 проводили оптимизацию состава кодонов для экспрессии в Е. coli. Таким образом, были созданы экспрессионные векторы pQE30_Flg_4M2e, pQE30_Flg_HA2-1, pQE30_Flg_HA2-2, pQE30_Flg_HA2-1_4M2e и pQE30_Flg_HA2-2-4M2e для экспрессии соответствующих рекомбинантных белков. В качестве контроля получен экспрессионный вектор pQE-Flg для экспрессии полноразмерного флагеллина без целевых пептидов.Standard genetic engineering techniques were used to create chimeric genes. The flagellin gene was previously obtained by us using PCR on genomic DNA of Salmonella typhimurium and cloned. Nucleotide sequences encoding HA2-1, HA2-2 and tandem copies of M2e were synthesized in vitro; in the cases of HA2-1 and HA2-2, the codon composition was optimized for expression in E. coli. Thus, the expression vectors pQE30_Flg_4M2e, pQE30_Flg_HA2-1, pQE30_Flg_HA2-2, pQE30_Flg_HA2-1_4M2e and pQE30_Flg_HA2-2-4M2e were created to express the corresponding recombinant proteins. As a control, an expression vector pQE-Flg was obtained for the expression of full-length flagellin without target peptides.
Дополнительно нами был создан химерный ген, кодирующий гибридный белок на основе флагеллина, содержащий вставку фрагмента второй субъединицы НА (ак 76-130) вирусов гриппа II филогенетической группы во внутреннюю вариабельную область флагеллина и 4 копии М2е пептида на его С-конце. Флагеллин состоит из трех доменов: двух консервативных и одного вариабельного домена, расположенного во внутренней части молекулы (со 154 по 431 аминокислоту). Исходя из структуры белка, можно предположить, что удаление вариабельного домена не приведет к изменению свойств флагеллина как адъюванта. Однако, при этом его длина сократится более чем вдвое, и вместо вариабельной области можно включить другую последовательность. Мы сконструировали химерный ген, кодирующий гибридный белок FlgSh-HA2-2-4M2e в котором центральный вариабельный домен флагеллина был замещен фрагментом гемагглютинина вирусов гриппа второй филогенетической группы, а к С-концу были присоединены 4 копии М2е пептида (в очередности M2h-M2s-M2h-M2s). Соответствующий ген был клонирован в векторе pQE30, в результате чего был получен экспрессионный вектор pQE30-FlgSh-HA2-2-4M2e.Additionally, we created a chimeric gene encoding a flagellin-based fusion protein containing the insertion of a fragment of the second HA subunit (ak 76-130) of phylogenetic group II influenza viruses into the internal variable region of flagellin and 4 copies of the M2e peptide at its C-terminus. Flagellin consists of three domains: two conserved and one variable domain located in the inner part of the molecule (amino acids 154 to 431). Based on the structure of the protein, it can be assumed that the removal of the variable domain will not change the properties of flagellin as an adjuvant. However, this will more than halve its length, and a different sequence can be included instead of the variable region. We constructed a chimeric gene encoding a fusion protein FlgSh-HA2-2-4M2e in which the central variable domain of flagellin was replaced by a hemagglutinin fragment of influenza viruses of the second phylogenetic group, and 4 copies of the M2e peptide were attached to the C-terminus (in order of M2h-M2s-M2h -M2s). The corresponding gene was cloned into the pQE30 vector, resulting in the expression vector pQE30-FlgSh-HA2-2-4M2e.
Пример 3. Создание штаммов Е. coli - продуцентов рекомбинантных белков.Example 3. Creation of E. coli strains - producers of recombinant proteins.
Для создания штаммов - продуцентов рекомбинантных белков соответствующие экспрессионные векторы pQE30 вводили в штамм Е. coli DLT1270, производный штамма DH10B, в хромосому которого интегрирован ген репрессора лактозного оперона lacI. Этот штамм использовали вместо штамма SG, предназначенного для работы с векторами серии pQE и содержащего lacI на плазмиде. Культуры штаммов-продуцентов выращивали в LB при 37С, при достижении оптической плотности культуры OD600~0.4-0.7 в среду вносили IPTG (до 0,1 мМ), затем культуру выращивали при 30С в течение 3-12 часов. Белковые препараты анализировали с помощью SDS-PAGE (Фиг. 2). Полученные результаты показывают, что все белки (Flg-4M2e, Flg-HA2-1-4M2e, Flg-HA2-2-4M2e, FlgSh-HA2-2-4M2e и контрольный Flg-his) экспрессируются на уровне 10-30% общего белка.To create strains producing recombinant proteins, the corresponding expression vectors pQE30 were introduced into E. coli strain DLT1270, a derivative of the DH10B strain, into the chromosome of which the lactose operon repressor gene lacI is integrated. This strain was used instead of the SG strain designed to work with vectors of the pQE series and containing lacI on the plasmid. Cultures of producer strains were grown in LB at 37C, when the optical density of the culture OD600 ~ 0.4-0.7, IPTG (up to 0.1 mM) was added to the medium, then the culture was grown at 30C for 3-12 hours. Protein preparations were analyzed by SDS-PAGE (Fig. 2). The obtained results show that all proteins (Flg-4M2e, Flg-HA2-1-4M2e, Flg-HA2-2-4M2e, FlgSh-HA2-2-4M2e and control Flg-his) are expressed at the level of 10-30% of the total protein ...
Поскольку все гибридные белки содержали N-концевой 6-гистидиновый таг, очистку рекомбинантных белков, наработанных в клетках штаммов-продуцентов, проводили методом металл-аффинной хроматографии по общепринятым протоколам.Since all fusion proteins contained the N-terminal 6-histidine tag, the purification of the recombinant proteins produced in the cells of the producing strains was carried out by metal affinity chromatography according to standard protocols.
Пример 4. Гуморальный ответ при подкожной и при интраназальной иммунизацииExample 4. Humoral response with subcutaneous and intranasal immunization
Гуморальный ответ при подкожной иммунизации. Все рекомбинантные белки (Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs) при подкожной иммунизации стимулировали формирование сильного гуморального М2е-специфического и умеренного вирус-специфического иммунного ответа. Анти-М2е IgG эффективно связывались с синтетическими пептидами как M2eh, так и M2es (Фиг. 3А, Б). Не выявлено существенных различий в титрах анти-М2е IgG между рекомбинантными белками. Уровень антител класса IgG к Flg у мышей, иммунизированных рекомбинантным белком с укороченным флагеллином (FlgSh-HA2-2-4M2ehs), был более чем в 2 раза ниже (Фиг. 3В), чем среди мышей после иммунизации рекомбинантными белками на основе полноразмерного флагеллина. Исследование профиля подклассов анти-М2е IgG показало, что все рекомбинантные белки стимулировали преимущественно продукцию IgG1.The humoral response to subcutaneous immunization. All recombinant proteins (Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs) stimulated the formation of a strong humoral M2e-specific and moderate virus-specific immune response upon subcutaneous immunization. Anti-M2e IgG efficiently bound to synthetic peptides of both M2eh and M2es (Fig. 3A, B). There were no significant differences in anti-M2e IgG titers between the recombinant proteins. The level of IgG antibodies to Flg in mice immunized with the recombinant protein with truncated flagellin (FlgSh-HA2-2-4M2ehs) was more than 2 times lower (Fig. 3B) than among mice after immunization with recombinant proteins based on full-length flagellin. Investigation of the profile of anti-M2e IgG subclasses showed that all recombinant proteins stimulated predominantly IgG1 production.
Выбранные НА2-2 и НА2-1 консенсусные последовательности (ак76-130) являются высоко консервативными среди вирусов гриппа филогенетических групп II и I, поэтому важно было оценить формирование кросс-реактивных антител после иммунизации мышей рекомбинантными белками. На Фиг. 5А, Б представлены СГТ IgG к вирусу гриппа A/H2N2 (первая филогенетическая группа) и A/H7N9 (вторая филогенетическая группа) после иммунизации мышей рекомбинантными белками Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2-2-4M2ehs. Наибольшим потенциалом в индукции формирования кросс-реактивных противовирусных антител обладал рекомбинантный белок на основе укороченного флагеллина (FlgSh-HA2-2-4M2ehs). У мышей после иммунизации FlgSh-HA2-2-4M2ehs выявлялись антитела, способные связываться как с гомологичным вирусом гриппа A/H7N9, так и с гетерологичным вирусом A/H2N2. Причем уровень таких антител был достоверно выше к вирусам гриппа A/H2N2 и A/H7N9, чем у аналогичного белка на основе полноразмерного флагеллина. Кроме того, после иммунизация мышей белком FlgSh-HA2-2-4M2ehs уровень антител к вирусу гриппа первой филогенетической группы (A/H2N2) был сопоставим с таковым у мышей, иммунизированных белком Flg-HA2-1-4M2ehs. Таким образом, наибольшим потенциалом в индукции кросс-реактивных противовирусных антител обладал рекомбинантный белок на основе укороченного флагеллина (FlgSh-HA2-2-4M2ehs).The selected HA2-2 and HA2-1 consensus sequences (ak76-130) are highly conserved among influenza viruses of phylogenetic groups II and I; therefore, it was important to evaluate the formation of cross-reactive antibodies after immunization of mice with recombinant proteins. FIG. 5A, B show SGT IgG to influenza virus A / H2N2 (first phylogenetic group) and A / H7N9 (second phylogenetic group) after immunization of mice with recombinant proteins Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2 -2-4M2ehs. The recombinant protein based on truncated flagellin (FlgSh-HA2-2-4M2ehs) had the greatest potential in inducing the formation of cross-reactive antiviral antibodies. In mice, after immunization with FlgSh-HA2-2-4M2ehs, antibodies were detected that were able to bind both with the homologous influenza A / H7N9 virus and with the heterologous A / H2N2 virus. Moreover, the level of such antibodies was significantly higher for influenza viruses A / H2N2 and A / H7N9 than for a similar protein based on full-length flagellin. In addition, after immunization of mice with the FlgSh-HA2-2-4M2ehs protein, the level of antibodies to the influenza virus of the first phylogenetic group (A / H2N2) was comparable to that in mice immunized with the Flg-HA2-1-4M2ehs protein. Thus, the recombinant protein based on truncated flagellin (FlgSh-HA2-2-4M2ehs) had the greatest potential in the induction of cross-reactive antiviral antibodies.
Гуморальный ответ при интраназальной иммунизации. В отношении пептида М2е иммуногенность рекомбинантных белков Flg-HA2-2-4M2ehs и Flg-HA2-1-4M2ehs была сопоставима с белком Flg-4M2ehs. Все три белка стимулировали продукцию высоких уровней сывороточных анти-М2е IgG и IgA (Фиг. 4). При этом, высокие титры антител формировались как к M2eh, так и к M2es пептидам. Все три белка индуцировали образование анти-М2е IgG преимущественно подкласса IgG1.The humoral response in intranasal immunization. With respect to the M2e peptide, the immunogenicity of the recombinant proteins Flg-HA2-2-4M2ehs and Flg-HA2-1-4M2ehs was comparable to the Flg-4M2ehs protein. All three proteins stimulated the production of high levels of serum anti-M2e IgG and IgA (Fig. 4). At the same time, high titers of antibodies were formed against both M2eh and M2es peptides. All three proteins induced the formation of anti-M2e IgG predominantly of the IgG1 subclass.
Продукция анти-НА антител к различным субтипам вирусов гриппа А в сыворотке была значительно ниже, чем уровень анти-М2е антител. Тем не менее интраназальная иммунизация обоими рекомбинантными белками Flg-HA2-2-4M2ehs и Flg-HA2-1-4M2ehs приводила к формированию антител к участку второй субъединицы гемагглютинина, которые были способны связываться с вирусами гриппа обеих филогенетических групп (Фиг. 5В), при этом, не выявлено существенных различий между белками по способности к формированию анти-НА2 антител к разным вирусам.The production of anti-HA antibodies to various subtypes of influenza A viruses in the serum was significantly lower than the level of anti-M2e antibodies. Nevertheless, intranasal immunization with both recombinant proteins Flg-HA2-2-4M2ehs and Flg-HA2-1-4M2ehs led to the formation of antibodies to the region of the second hemagglutinin subunit, which were able to bind to influenza viruses of both phylogenetic groups (Fig.5B), with However, no significant differences were found between proteins in their ability to form anti-HA2 antibodies to different viruses.
Оценивали также уровень IgA к М2е пептиду и вирусам гриппа A/H2N2 и A/H7N9 в бронхоальвеолярных лаважах (БАЛ) и назальных смывах иммунизированных мышей. Оба препарата индуцировали образование анти-М2е (Фиг. 6 А) и анти-вирусных IgA (Фиг. 6 Б) в БАЛ и назальных смывах в одинаковых титрах. В целом, различий в уровнях специфических антител между белками Flg-HA2-2-4M2ehs и Flg-HA2-1-4M2ehs выявлено не было.The level of IgA to M2e peptide and influenza viruses A / H2N2 and A / H7N9 was also assessed in bronchoalveolar lavages (BAL) and nasal washes of immunized mice. Both drugs induced the formation of anti-M2e (Fig. 6A) and anti-viral IgA (Fig. 6B) in BAL fluid and nasal washes in the same titers. In general, no differences in the levels of specific antibodies were found between the Flg-HA2-2-4M2ehs and Flg-HA2-1-4M2ehs proteins.
Пример 5. Т-клеточный ответ при подкожной и при интраназальной иммунизацииExample 5. T-cell response with subcutaneous and intranasal immunization
Т-клеточный ответ при подкожной иммунизацииT cell response to subcutaneous immunization
Антиген-специфический Т-клеточный (CD4+ и CD8+ Т-клетки, продуцирующие IL-4, TNFα+, IFNγ+) ответ после подкожной иммунизации рекомбинантными белками Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs оценивали в селезенке через 2 недели после третьей иммунизации (у 5 мышей каждой группы) после активации спленоцитов таргетными антигенами: пептидом М2е, вирусами гриппа A/H1N1 (филогенетическая группа 1) или A/H3N2 (филогенетическая группа 2). Контрольным мышам вводили белок-носитель флагеллин (Flg-his) или фосфатный буферный раствор (ФБР).Antigen-specific T-cell (CD4 + and CD8 + T cells producing IL-4, TNFα +, IFNγ +) response after subcutaneous immunization with recombinant proteins Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2 -2-4M2ehs, Flg-4M2ehs were assessed in the
Активация спленоцитов пептидом М2е показала, что после иммунизации мышей рекомбинантными белками на основе полноразмерного флагеллина Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs формировались М2е-специфические CD4+ Т-лимфоциты (Фиг. 7А), продуцирующие преимущественно TNFα+ (0,23%; 0,32%; 0,19%, соответственно). После иммунизации мышей рекомбинантным белком на основе укороченного флагеллина FlgSh-HA2-2-4M2ehs выявлено формирование М2е-специфических CD4+ Т-клеток, продуцирующих IFNγ+ (0,43%), что было достоверно выше, чем в контрольных и других опытных группах (р≤0.05).Activation of splenocytes with M2e peptide showed that after immunization of mice with recombinant proteins based on full-length flagellin Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs, M2e-specific CD4 + T lymphocytes were formed, producing predominantly TNFα + (0.23%; 0.32%; 0.19%, respectively). After immunization of mice with a recombinant protein based on the truncated flagellin FlgSh-HA2-2-4M2ehs, the formation of M2e-specific CD4 + T cells producing IFNγ + (0.43%) was revealed, which was significantly higher than in the control and other experimental groups (p ≤0.05).
Иммунизация белками Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs не приводила к образованию значительного количества М2е-специфических CD8+ Т-лимфоцитов (Фиг. 7Б), тогда как после иммунизации FlgSh-HA2-2-4M2ehs выявлено образование М2е-специфических CD8+ клеток, продуцирующих IFNγ+ (0,87%), что было достоверно выше, чем в контрольных и опытных группах (р<0.05).Immunization with Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs proteins did not lead to the formation of a significant number of M2e-specific CD8 + T lymphocytes (Fig. 7B), whereas after immunization with FlgSh-HA2-2- 4M2ehs revealed the formation of М2е-specific CD8 + cells producing IFNγ + (0.87%), which was significantly higher than in the control and experimental groups (p <0.05).
Активация спленоцитов вирусами гриппа A/H1N1 (филогенетическая группа 1) или A/H3N2 (филогенетическая группа 2). Спленоциты мышей, иммунизированных рекомбинантными белками, активировали гомологичным и гетерологичным вирусом гриппа. Активация спленоцитов мышей, иммунизированных рекомбинантным белком Flg-HA2-1-4M2ehs, как гомологичным (A/H1N1), так и гетерологичным (A/H3N2) вирусом не приводила к выявлению вирус-специфических CD4+ Т-клеток (Фиг. 7В). В селезенке мышей, иммунизированных Flg-HA2-2-4M2ehs, выявлялись вирус-специфические CD4+ клетки, продуцирующие преимущественно TNFα+ (0,16%, достоверное отличие от контрольных групп и от Flg-HA2-1-4M2ehs, р<0.05). Наиболее выраженный вирус-специфический CD4+ ответ выявлен у мышей, иммунизированных FlgSh-HA2-2-4M2ehs. При активации спленоцитов гомологичным вирусом (A/H3N2) выявлялись вирус-специфические CD4+, продуцирующие IFNγ+ (0,97%; достоверное отличие от контрольных и опытных групп с р<0.05), а также CD4+, продуцирующие одновременно два цитокина (TNFα+IFNγ+ - 0,07%) (Фиг. 7Г). При активации гетерологичным вирусом (A/H1N1) в этой группе мышей также выявлялись вирус-специфические CD4+ клетки, преимущественно продуцирующие IFNγ+, хотя их количество было значительно ниже (0,19%)., чем при активации гомологичным вирусом.Activation of splenocytes by influenza viruses A / H1N1 (phylogenetic group 1) or A / H3N2 (phylogenetic group 2). Splenocytes from mice immunized with recombinant proteins were activated by homologous and heterologous influenza virus. Activation of splenocytes from mice immunized with the recombinant Flg-HA2-1-4M2ehs protein by both homologous (A / H1N1) and heterologous (A / H3N2) viruses did not result in the detection of virus-specific CD4 + T cells (Fig. 7B). In the spleen of mice immunized with Flg-HA2-2-4M2ehs, virus-specific CD4 + cells producing mainly TNFα + were detected (0.16%, significant difference from the control groups and from Flg-HA2-1-4M2ehs, p <0.05). The most pronounced virus-specific CD4 + response was found in mice immunized with FlgSh-HA2-2-4M2ehs. When splenocytes were activated by a homologous virus (A / H3N2), virus-specific CD4 + producing IFNγ + (0.97%; significant difference from the control and experimental groups with p <0.05), as well as CD4 +, simultaneously producing two cytokines (TNFα + IFNγ + - 0.07%) (Fig.7D). Upon activation with a heterologous virus (A / H1N1), virus-specific CD4 + cells, predominantly producing IFNγ +, were also detected in this group of mice, although their number was significantly lower (0.19%) than upon activation with a homologous virus.
Вирус-специфический CD8+ ответ был выражен только у мышей, иммунизированных рекомбинантным белком FlgSh-HA2-2-4M2ehs, как после активации спленоцитов гомологичным, так и гетерологичным вирусом. При активации спленоцитов гетерологичным вирусом (A/H1N1) выявлялись CD8+ Т-клетки, преимущественно продуцирующие IFNγ+ (0,34%) (Фиг. 7Д). При активации спленоцитов гомологичным вирусом (A/H3N2) выявлялись CD8+ Т-клетки, продуцирующие как один цитокин (IFNγ - 1,73%), так и два цитокина (TNFα+IFNγ - 0,18%) (Фиг. 7Е).Virus-specific CD8 + response was expressed only in mice immunized with the recombinant protein FlgSh-HA2-2-4M2ehs, both after activation of splenocytes by homologous and heterologous viruses. When splenocytes were activated by a heterologous virus (A / H1N1), CD8 + T cells were detected, predominantly producing IFNγ + (0.34%) (Fig. 7D). When splenocytes were activated by a homologous virus (A / H3N2), CD8 + T cells were detected, producing both one cytokine (IFNγ - 1.73%) and two cytokines (TNFα + IFNγ - 0.18%) (Fig. 7E).
Таким образом, обнаружены существенные различия в формировании антиген-специфического Т-клеточного ответа в селезенке мышей после подкожной иммунизации рекомбинантными белками. Рекомбинантный белок на основе укороченного флагеллина (FlgSh-HA2-2-4M2ehs) обладал наибольшей активностью и индуцировал образование М2е-специфических CD4+ и CD8+ Т-клеток, продуцирующих, главным образом, IFNγ+, а также вирус-специфических CD4+ и CD8+ Т-клеток после активации вирусами обеих филогенетических групп. При этом, ре-стимуляция спленоцитов гомологичным вирусом выявила не только Т-клетки, продуцирующие 1 цитокин (TNFα+ или IFNγ+), но также клетки, продуцирующие оба цитокина. Активация гетерологичным вирусом приводила к формированию только IFNγ+-продуцирующих CD4+ и CD8+ Т-клеток. Антиген-специфический Т-клеточный ответ в селезенке после иммунизации другими белками (Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs) характеризовался значительно меньшим уровнем и более узким спектром продуцируемых цитокинов.Thus, significant differences were found in the formation of an antigen-specific T-cell response in the spleen of mice after subcutaneous immunization with recombinant proteins. The recombinant protein based on truncated flagellin (FlgSh-HA2-2-4M2ehs) had the highest activity and induced the formation of M2e-specific CD4 + and CD8 + T cells, producing mainly IFNγ +, as well as virus-specific CD4 + and CD8 + T cells after activation by viruses of both phylogenetic groups. At the same time, restimulation of splenocytes with a homologous virus revealed not only T cells producing 1 cytokine (TNFα + or IFNγ +), but also cells producing both cytokines. Activation by a heterologous virus resulted in the formation of only IFNγ + -producing CD4 + and CD8 + T cells. The antigen-specific T-cell response in the spleen after immunization with other proteins (Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs) was characterized by a significantly lower level and narrower range of cytokines produced.
Т-клеточный ответ при интраназальной иммунизации.T-cell response in intranasal immunization.
Активация клеток легких пептидом М2е. Интраназальная иммунизация рекомбинантными белками Flg-4M2ehs и Flg-HA2-2-4M2ehs стимулировала образование в легких мышей (соответственно 0,34% и 0,44%) CD4+ клеток, продуцирующих цитокины (Фиг. 8А). При этом, большинство CD4+ клеток в обеих группах мышей продуцировали TNF-α. Для обоих рекомбинантных белков было характерно отсутствие М2е-специфических CD4+IFN-γ+, а также значительного числа М2е-специфических CD8+ Т-клеток (Фиг. 8Б). Рекомбинантный белок Flg-HA2-1-4M2ehs практически не индуцировал формирование М2е-специфических CD4+ и CD8+ Т-клеток в легких мышей. Активация клеток легких вирусами гриппа A/H1N1 (филогенетическая группа 1) и А/H3N2(филогенетическая группа 2). Эффект активации клеток легких вирусом гриппа A/Аичи/2/68(H3N2) или А/Калифорния/07/09(H1N1пдм09) показал, что (Фиг. 8В) интраназальная иммунизация мышей рекомбинантным белком Flg-HA2-2-4M2ehs приводила к формированию значительного числа H3N2-специфических CD4+ и CD8+ Т-клеток в легких, продуцирующих, главным образом, TNF-α (0,66% и 0,44% соответственно). Вирус специфические клетки, продуцирующие IFN-γ+ выявлялись в незначительных количествах. Т-клеточный ответ на рекомбинантный белок Flg-HA2-1-4M2ehs был намного слабее, чем на Flg-HA2-2-4M2ehs. Продукция H1N1-специфических CD4+ и CD8+ Т-клеток составила 0,032% и 0,066%, соответственно (Фиг. 8Г).Activation of lung cells with M2e peptide. Intranasal immunization with the recombinant proteins Flg-4M2ehs and Flg-HA2-2-4M2ehs stimulated the formation of cytokine producing CD4 + cells in the lungs of mice (0.34% and 0.44%, respectively) (Fig. 8A). Moreover, the majority of CD4 + cells in both groups of mice produced TNF-α. Both recombinant proteins were characterized by the absence of M2e-specific CD4 + IFN-γ +, as well as a significant number of M2e-specific CD8 + T cells (Fig. 8B). The recombinant protein Flg-HA2-1-4M2ehs practically did not induce the formation of M2e-specific CD4 + and CD8 + T cells in the lungs of mice. Activation of lung cells by influenza viruses A / H1N1 (phylogenetic group 1) and A / H3N2 (phylogenetic group 2). The effect of activation of lung cells by influenza virus A / Aichi / 2/68 (H3N2) or A / California / 07/09 (H1N1pdm09) showed that (Fig.8B) intranasal immunization of mice with the recombinant protein Flg-HA2-2-4M2ehs led to the formation a significant number of H3N2-specific CD4 + and CD8 + T cells in the lungs, producing mainly TNF-α (0.66% and 0.44%, respectively). Virus specific cells producing IFN-γ + were detected in insignificant quantities. The T cell response to the recombinant protein Flg-HA2-1-4M2ehs was much weaker than that to Flg-HA2-2-4M2ehs. The production of H1N1-specific CD4 + and CD8 + T cells was 0.032% and 0.066%, respectively (Fig. 8D).
Таким образом, рекомбинантный белок Flg-HA2-2-4M2ehs с консенсусной последовательностью НА2 вирусов гриппа второй филогенетической группы при интраназальной иммунизации был более эффективен в формировании вирус-специфических CD4+ и CD8+ Т-клеток, чем рекомбинантный белок Flg-HA2-1-4M2ehs.Thus, the recombinant Flg-HA2-2-4M2ehs protein with the HA2 consensus sequence of influenza viruses of the second phylogenetic group during intranasal immunization was more efficient in the formation of virus-specific CD4 + and CD8 + T cells than the recombinant Flg-HA2-1-4M2ehs protein.
Пример 6. Оценка длительности иммунного ответа после иммунизацииExample 6. Evaluation of the duration of the immune response after immunization
Длительность специфического иммунного ответа после подкожной иммунизацииDuration of specific immune response after subcutaneous immunization
и цитокиновый профиль М2е- и вирус-специфических CD4+ и CD8+ эффекторных (Tem CD44+/CD62L-) и центральных (Tcm CD44+CD62L+) Т-клеток памяти в селезенках оценивали через 6 мес.после иммунизации мышей. Исследование сывороток крови мышей, взятых через 6 мес после иммунизации рекомбинантными белками (Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs), выявило достаточно высокие титры М2е-специфических антител класса IgG и IgA. На отдаленных сроках после иммунизации не происходило существенных изменений уровней подклассов IgG (IgG2a/b), реализующих антитело-зависимую цитотоксичность. В селезенке мышей выявлены М2е-специфические CD4+ эффекторные клетки-памяти, преимущественно продуцирующие TNF-α, а также CD4+ центральные клетки-памяти, продуцирующие TNF-α и IFN-γ, и CD8+ центральные Т-клетки-памяти, продуцирующие, в основном, IFN-γ. Вирус-специфический Т-клеточный ответ характеризовался формированием также CD4+ эффекторных клеток-памяти, преимущественно продуцирующих TNF-α, CD4+ центральных клеток-памяти, продуцирующих IFN-γ, и CD8+ центральных Т-клеток-памяти, продуцирующих IFN-γ и TNF-α. Наиболее существенный пул антиген-специфических эффекторных и центральных Т-клеток-памяти был выявлен у мышей, иммунизированных рекомбинантным белком FlgSh-HA2-2-4M2ehs.and the cytokine profile of M2- and virus-specific CD4 + and CD8 + effector (Tem CD44 + / CD62L-) and central (Tcm CD44 + CD62L +) memory T cells in spleens was assessed 6 months after immunization of mice. The study of blood sera from mice taken 6 months after immunization with recombinant proteins (Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs) revealed rather high titers of M2e-specific antibodies of the IgG and IgA classes. In the long term after immunization, there were no significant changes in the levels of IgG subclasses (IgG2a / b), realizing antibody-dependent cytotoxicity. In the spleen of mice, M2e-specific CD4 + effector memory cells, predominantly producing TNF-α, as well as CD4 + central memory cells, producing TNF-α and IFN-γ, and CD8 + central T-memory cells, mainly producing IFN-γ. Virus-specific T-cell response was also characterized by the formation of CD4 + effector memory cells, predominantly producing TNF-α, CD4 + central memory cells, producing IFN-γ, and CD8 + central T-memory cells, producing IFN-γ and TNF-α ... The most significant pool of antigen-specific effector and central T-memory cells was found in mice immunized with the recombinant FlgSh-HA2-2-4M2ehs protein.
Длительность специфического иммунного ответа после интраназальной иммунизацииDuration of specific immune response after intranasal immunization
Через 6 мес. после интраназальной иммунизации рекомбинантными белками Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs в крови мышей М2е-специфические IgG и IgA циркулировали в достаточно высоких титрах. Вирус-специфический Т-клеточный ответ характеризовался формированием CD4+ и CD8+ эффекторных клеток-памяти, преимущественно продуцирующих TNF-α.After 6 months. after intranasal immunization with the recombinant proteins Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs, in the blood of M2e-specific IgG and IgA mice circulated in rather high titers. The virus-specific T-cell response was characterized by the formation of CD4 + and CD8 + effector memory cells, predominantly producing TNF-α.
Пример 7. Протективность рекомбинантных белков, полученных в бактериальной экспрессионной системе на модели летальной гриппозной инфекцииExample 7. Protectiveness of recombinant proteins obtained in a bacterial expression system in a model of lethal influenza infection
Подкожная иммунизацияSubcutaneous immunization
Чтобы сравнить защитный эффект рекомбинантных белков с различным дизайном (Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs) мышей через две недели после последней иммунизации заражали летальными дозами вирусов гриппа различных субтипов (А/Шанхай/2/2013-PR8-IDCDC (H7N9), А/Аичи/2/68 (H3N2)) в дозе 10LD50. Как показано на Фиг. 9А мыши, иммунизированные всеми четырьмя рекомбинантными белками, были практически полностью защищены (90-100% выживаемость) от заражения высокой дозой вируса гриппа A/Шанхай/2/2013-PR8-IDCDC (H7N9). При этом наименьшая потеря веса выявлена у мышей, иммунизированных рекомбинантным белком FlgSh-HA2-2-4M2ehs. Полная защита (100% выживаемость) экспериментальных животных наблюдалась также после заражения вирусом гриппа А/Аичи/2/68 (H3N2) (Фиг. 9Б). В обоих случаях минимальная потеря веса выявлена у мышей, иммунизированных рекомбинантным белком FlgSh-HA2-2-4M2ehs.To compare the protective effect of recombinant proteins with different designs (Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, FlgSh-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs), two weeks after the last immunization, mice were infected with lethal doses of influenza viruses of various subtypes (A / Shanghai / 2/2013-PR8-IDCDC (H7N9), A / Aichi / 2/68 (H3N2)) at a dose of 10LD 50 . As shown in FIG. 9A, mice immunized with all four recombinant proteins were almost completely protected (90-100% survival rate) from infection with a high dose of influenza A / Shanghai / 2/2013-PR8-IDCDC (H7N9) virus. The smallest weight loss was found in mice immunized with the recombinant FlgSh-HA2-2-4M2ehs protein. Complete protection (100% survival) of experimental animals was also observed after infection with the influenza A / Aichi / 2/68 (H3N2) virus (Fig. 9B). In both cases, minimal weight loss was found in mice immunized with the recombinant FlgSh-HA2-2-4M2ehs protein.
Мы наблюдали также значительное снижение вирусных титров в легких иммунизированных мышей по сравнению с наивными мышами после заражения вирусами гриппа А/Аичи/2/68 (H3N2), А/Шанхай/2/2013(H7N9)-PR8-IDCDC), А/Калифорния/07/09 H1N1pdm09 и А/Курган/05/05 RG (H5N1).We also observed a significant decrease in viral titers in the lungs of immunized mice compared to naive mice after infection with influenza viruses A / Aichi / 2/68 (H3N2), A / Shanghai / 2/2013 (H7N9) -PR8-IDCDC), A / California / 07/09 H1N1pdm09 and A / Kurgan / 05/05 RG (H5N1).
Интраназальная иммунизацияIntranasal immunization
Интраназальная иммунизация рекомбинантными белками Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs обеспечивала 60-100% защиту мышей (Фиг. 9 В, Г, Д) от летального заражения вирусами гриппа А/Калифорния/1/66 (H2N2), А/Курган/05/05 RG (H5N1) или А/Аичи/2/68 (H3N2). Наиболее сильный протективный эффект наблюдался после иммунизации мышей рекомбинантным белком Flg-HA2-2-4M2ehs - 90-100% выживаемости. Защитный эффект рекомбинантного белка Flg-HA2-1-4M2ehs составил 70-80%, а рекомбинантного белка Flg-4M2ehs, содержащего только один таргетный антиген (М2е) - 60-70%. Минимальная потеря веса выявлена также у мышей, иммунизированных рекомбинантным белком Flg-HA2-2-4M2ehs.Intranasal immunization with recombinant proteins Flg-HA2-1-4M2ehs, Flg-HA2-2-4M2ehs, Flg-4M2ehs provided 60-100% protection of mice (Fig. 9 C, D, E) from lethal infection with influenza A / California / 1 viruses / 66 (H2N2), A / Kurgan / 05/05 RG (H5N1) or A / Aichi / 2/68 (H3N2). The strongest protective effect was observed after immunization of mice with the recombinant protein Flg-HA2-2-4M2ehs - 90-100% survival. The protective effect of the recombinant Flg-HA2-1-4M2ehs protein was 70-80%, and the recombinant Flg-4M2ehs protein containing only one target antigen (M2e) - 60-70%. Minimal weight loss was also found in mice immunized with the recombinant Flg-HA2-2-4M2ehs protein.
Полученные результаты подтверждают широкий спектр защиты кандидатных вакцин на основе рекомбинантных белков, включающих консервативные эпитопы двух вирусных белков М2 и второй субъединицы гемагглютинина. Вакцины обеспечивают защиту 90-100% иммунизированных животных после заражения вирусами гриппа А разных субтипов (H1N1, H2N2, H3N2, H5N1, H7N9) высокими летальными дозами (10 LD50) и приводят к достоверному снижению репродукции вирусов гриппа в легких.The results obtained confirm a wide range of protection of candidate vaccines based on recombinant proteins, including conserved epitopes of two viral proteins M2 and the second hemagglutinin subunit. Vaccines provide protection for 90-100% of immunized animals after infection with influenza A viruses of different subtypes (H1N1, H2N2, H3N2, H5N1, H7N9) with high lethal doses (10 LD 50 ) and lead to a significant decrease in the reproduction of influenza viruses in the lungs.
Очевидно, что для получения сильного «универсального» ответа (на вирусы человека и птиц) следует включать в рекомбинантный белок два вирусных пептида 4М2е и НА2, что позволяет увеличить заражающую дозу до 10 LD.Obviously, in order to obtain a strong “universal” response (to human and avian viruses), two viral peptides 4M2e and HA2 should be included in the recombinant protein, which makes it possible to increase the infecting dose to 10 LD.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
1. Bommakanti G., Citron M.P., Hepler R.W., Callahan C., Heidecker G.J., Najar T.A., Lu X., Joyce J.G., Shiver J.W., Casimiro D.R., et al. Design of an HA2-based Escherichia coli expressed influenza immunogen that protects mice from pathogenic challenge // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. №31. P. 13701-13706.1. Bommakanti G., Citron M. P., Hepler R. W., Callahan C., Heidecker G. J., Najar T. A., Lu X., Joyce J. G., Shiver J. W., Casimiro D. R., et al. Design of an HA2-based Escherichia coli expressed influenza immunogen that protects mice from pathogenic challenge // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. No. 31. P. 13701-13706.
2. Chen S., Zheng D., Li C., Zhang W., Xu W., Liu X., Fang F., Chen Z. Protection against multiple subtypes of influenza viruses by virus-like particle vaccines based on a hemagglutinin conserved epitope. Biomed Res Int. 2015; 2015:901817. doi: 10.1155/2015/901817. Epub 2015 Feb 12.2. Chen S., Zheng D., Li C., Zhang W., Xu W., Liu X., Fang F., Chen Z. Protection against multiple subtypes of influenza viruses by virus-like particle vaccines based on a hemagglutinin conserved epitope. Biomed Res Int. 2015; 2015: 901817. doi: 10.1155 / 2015/901817. Epub 2015
3. Corti D., Voss J., Gamblin S.J., Codoni G., Macagno A., Jarrossay D., Vachieri S.G., Pinna D., Minola A., Vanzetta F. et al. A neutralizing antibody selected from plasma cells that binds to group 1 and group 2 influenza A hemagglutinins // Science. 2011. V. 333. №6044. P. 850-856.3. Corti D., Voss J., Gamblin S. J., Codoni G., Macagno A., Jarrossay D., Vachieri S. G., Pinna D., Minola A., Vanzetta F. et al. A neutralizing antibody selected from plasma cells that binds to
4. De Filette M, Fiers W, Martens W, Birkett A, Ramne A, B, et al. (2006) Improved design and intranasal delivery of an M2e-based human influenza A vaccine. Vaccine. 24, 6597-601.4. De Filette M, Fiers W, Martens W, Birkett A, Ramne A, B, et al. (2006) Improved design and intranasal delivery of an M2e-based human influenza A vaccine. Vaccine. 24, 6597-601.
5. De Filette M, Min Jou W, Birkett A, Lyons K, Schultz B, Tonkyro A, et al. (2005) Universal influenza A vaccine: optimization of M2-based constructs. Virology. 337, 149-61.5. De Filette M, Min Jou W, Birkett A, Lyons K, Schultz B, Tonkyro A, et al. (2005) Universal influenza A vaccine: optimization of M2-based constructs. Virology. 337, 149-61.
6. De Fillete M, Joy WM, Bessa J, Schmitz N, Hinton HJ, Schwarz K, et al. (2008) Efficient induction of mucosal and systemic immune responses by virus-like particles administered intranasally: implication for vaccine design. Eur J Immunol 38, 114-26.6. De Fillete M, Joy WM, Bessa J, Schmitz N, Hinton HJ, Schwarz K, et al. (2008) Efficient induction of mucosal and systemic immune responses by virus-like particles administered intranasally: implication for vaccine design. Eur J Immunol 38,114-26.
7. Fan J, Liang X, Horton MS, Perry HC, Citron MP, Heidecker GJ, et al. (2004) Preclinical study of influenza virus A M2 peptide conjugate vaccines in mice, ferrets, and rhesus monkeys. Vaccine. 22, 2993-3003.7. Fan J, Liang X, Horton MS, Perry HC, Citron MP, Heidecker GJ, et al. (2004) Preclinical study of influenza virus A M2 peptide conjugate vaccines in mice, ferrets, and rhesus monkeys. Vaccine. 22, 2993-3003.
8. M, T, T, Mucha V, F, E. Antibodies specific to the HA2 glycopolypeptide of influenza A virus haemagglutinin with fusion-inhibition activity contribute to the protection of mice against lethal infection. J Gen Virol. 2007 Mar; 88(Pt 3): 951-5.eight. M, T, T, Mucha V, F, E. Antibodies specific to the HA2 glycopolypeptide of influenza A virus haemagglutinin with fusion-inhibition activity contribute to the protection of mice against lethal infection. J Gen Virol. 2007 Mar; 88 (Pt 3): 951-5.
9. Hajam I.A., Dar P.A., Shahnawaz I., et al. Bacterial flagellin-a potent immunomodulatory agent. Exp Mol Med. 2017 Sep 1; 49(9):e3739. Hajam I. A., Dar P. A., Shahnawaz I., et al. Bacterial flagellin-a potent immunomodulatory agent. Exp Mol Med. 2017
10. Holsinger L.J., Lamb RA. (1991) Influenza virus M2 integral membrane protein is a homotetramer stabilized by formation of disulfide bonds. Virology. 183, 32-43.10. Holsinger L. J., Lamb RA. (1991) Influenza virus M2 integral membrane protein is a homotetramer stabilized by formation of disulfide bonds. Virology. 183, 32-43.
11. Huleatt J, Nakaar V, Desai P, Huang Y, Hewitt D, Jacobs A, et al. (2008) Potent immunogenicity and efficacy of a universal influenza vaccine candidate comprising a recombinant fusion protein linking influenza M2e to the TLR5 ligand flagellin. Vaccine. 26, 201-14.11. Huleatt J, Nakaar V, Desai P, Huang Y, Hewitt D, Jacobs A, et al. (2008) Potent immunogenicity and efficacy of a universal influenza vaccine candidate, comprising a recombinant fusion protein linking influenza M2e to the TLR5 ligand flagellin. Vaccine. 26, 201-14.
12. Kallewaard N. L., Corti D., Patrick J. Collins, Ursula Neu, Josephine M. McAuliffe, Ebony Benjamin, et al. Structure and Function Analysis of an Antibody Recognizing All Influenza A Subtypes. Cell. 2016 Jul 28; 166(3): 596-608. doi: 10.1016/j.cell.2016.05.07312. Kallewaard N. L., Corti D., Patrick J. Collins, Ursula Neu, Josephine M. McAuliffe, Ebony Benjamin, et al. Structure and Function Analysis of an Antibody Recognizing All Influenza A Subtypes. Cell. 2016 Jul 28; 166 (3): 596-608. doi: 10.1016 / j.cell.2016.05.073
13. Katoh K, Misawa K, Kuma K, Miyata T. MAFFT: a novel method for rapid multiple sequence alignment based on fast Fourier transform. Nucleic Acids Res. 2002;30(14): 3059-66.13. Katoh K, Misawa K, Kuma K, Miyata T. MAFFT: a novel method for rapid multiple sequence alignment based on fast Fourier transform. Nucleic Acids Res. 2002; 30 (14): 3059-66.
14. Kelley L.A., Sternberg M.J. Nat. Protoc. 2009. V. 4. №3. P. 363-37140.14. Kelley L.A., Sternberg M.J. Nat. Protoc. 2009. V. 4. No. 3. P. 363-37140.
15. Kim J., Holbrook В., Hayward S., et al. Inclusion of Flagellin during Vaccination against Influenza Enhances Recall Responses in Nonhuman Primate Neonates. J Virol. 2015 Jul 15; 89(14): 7291-7303.15. Kim J., Holbrook B., Hayward S., et al. Inclusion of Flagellin during Vaccination against Influenza Enhances Recall Responses in Nonhuman Primate Neonates. J Virol. 2015
16. Kwong P.D., Wilson I.A. HIV-1 and influenza antibodies: seeing antigens in new ways. // Nat Immunol. 2009 Jun. 10(6). P. 573-578.16. Kwong P.D., Wilson I.A. HIV-1 and influenza antibodies: seeing antigens in new ways. // Nat Immunol. 2009 Jun. 10 (6). P. 573-578.
17. Lamb RA, Zebedee SL, Richardson CD. (1985) Influenza virus M2 protein is an integral membrane protein expressed on the infected-cell surface. Cell. 40, 627-33.17. Lamb RA, Zebedee SL, Richardson CD. (1985) Influenza virus M2 protein is an integral membrane protein expressed on the infected-cell surface. Cell. 40, 627-33.
18. Liu W, Zou P, Ding J, Lu Y, Chen JH. (2005) Sequence comparison between the extracellular domain of M2 protein human and avian influenza A virus provides new information for bivalent influenza design. Microbes Infect. 7, 171-177.18. Liu W, Zou P, Ding J, Lu Y, Chen JH. (2005) Sequence comparison between the extracellular domain of M2 protein human and avian influenza A virus provides new information for bivalent influenza design. Microbes Infect. 7, 171-177.
19. Mozdzanowska K, Feng JQ, Eid M, Kragol G, Cudic M, Otvos L, et al. (2003) Induction of influenza type A virus specific resistance by immunization of mice with a synthetic multiple antigenic peptide vaccine that contains ectodomains of matrix protein 2. Vaccine, 21, 2616-26.19. Mozdzanowska K, Feng JQ, Eid M, Kragol G, Cudic M, Otvos L, et al. (2003) Induction of influenza type A virus specific resistance by immunization of mice with a synthetic multiple antigenic peptide vaccine that contains ectodomains of
20. Okonechnikov K, Golosova O, Fursov M. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit. Bioinformatics. 2012; 28(8): 1166-7.20. Okonechnikov K, Golosova O, Fursov M. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit. Bioinformatics. 2012; 28 (8): 1166-7.
21. Prabhu N., Prabakaran M., Ho H., Velumani S., Qiang J., Goutama M., Kwang J. Monoclonal antibodies against the fusion peptide of hemagglutinin protect mice from lethal influenza A virus H5N1 infection // J. Virol. 2009. V. 83. №6. P. 2553-2562.21. Prabhu N., Prabakaran M., Ho H., Velumani S., Qiang J., Goutama M., Kwang J. Monoclonal antibodies against the fusion peptide of hemagglutinin protect mice from lethal influenza A virus H5N1 infection // J. Virol. 2009. V. 83. No. 6. P. 2553-2562.
22. Rudolph W, Ben-Yedidia T (2011) A universal influenza vaccine: where are we in the pursuit of this "Holy Grail"? Hum Vaccine. 7(1), 10-1.22. Rudolph W, Ben-Yedidia T (2011) A universal influenza vaccine: where are we in the pursuit of this "Holy Grail"? Hum Vaccine. 7 (1), 10-1.
23. Schneemann A, Speir JA, Tan GS, Khayat R, Ekiert DC, Matsuoka Y, Wilson IA. A virus-like particle that elicits cross-reactive antibodies to the conserved stem of influenza virus hemagglutinin. J Virol. 2012 Nov; 86(21): 11686-97. doi: 10.1128/JVI.01694-12. Epub 2012 Aug 15.23. Schneemann A, Speir JA, Tan GS, Khayat R, Ekiert DC, Matsuoka Y, Wilson IA. A virus-like particle that elicits cross-reactive antibodies to the conserved stem of influenza virus hemagglutinin. J Virol. 2012 Nov; 86 (21): 11686-97. doi: 10.1128 / JVI.01694-12. Epub 2012
24. Simon R., Tennant S., Wang J. Salmonella enterica Serovar Enteritidis Core О Polysaccharide Conjugated to H:g,m Flagellin as a Candidate Vaccine for Protection against Invasive Infection with S. Enteritidis. Infect Immun. 2011 Oct; 79(10): 4240-4249.24. Simon R., Tennant S., Wang J. Salmonella enterica Serovar Enteritidis Core O Polysaccharide Conjugated to H: g, m Flagellin as a Candidate Vaccine for Protection against Invasive Infection with S. Enteritidis. Infect Immun. 2011 Oct; 79 (10): 4240-4249.
25. Stanekova Z., Adkins I., Kosova M., J., Sebo P., Vareckova E. Heterosubtypic protection against influenza A induced by adenylate cyclase toxoids delivering conserved HA2 subunit of hemagglutinin // Antiviral Res. 2013. V. 97. №1. P. 24-35.25. Stanekova Z., Adkins I., Kosova M., J., Sebo P., Vareckova E. Heterosubtypic protection against influenza A induced by adenylate cyclase toxoids delivering conserved HA2 subunit of hemagglutinin // Antiviral Res. 2013. V. 97. No. 1. P. 24-35.
26. Stepanova LA, Kotlyarov RY, Kovaleva AA, Potapchuk MV, Korotkov AV, Sergeeva MV, Kasianenko MA, Kuprianov VV, Ravin NV, Tsybalova LM, Skryabin KG, Kiselev OI. Protection against multiple influenza A virus strains induced by candidate recombinant vaccine based on heterologous M2e peptides linked to flagellin. PLoS One. 2015; 10(3): e0119520.26. Stepanova LA, Kotlyarov RY, Kovaleva AA, Potapchuk MV, Korotkov AV, Sergeeva MV, Kasianenko MA, Kuprianov VV, Ravin NV, Tsybalova LM, Skryabin KG, Kiselev OI. Protection against multiple influenza A virus strains induced by candidate recombinant vaccine based on heterologous M2e peptides linked to flagellin. PLoS One. 2015; 10 (3): e0119520.
27. Stranzl Т., Larsen M.V., Lundegaard C, Nielsen M. Immunogenetics. 2010. V. 62. №6. P. 357-368].27. Stranzl T., Larsen M. V., Lundegaard C, Nielsen M. Immunogenetics. 2010. V. 62. No. 6. P. 357-368].
28. Throsby M, van den Brink E, Jongeneelen M, Poon LL, Alard P, Cornelissen L, Bakker A, Cox F, van Deventer E, Guan Y, Cinatl J, terMeulen J, Lasters I, Carsetti R, Peiris M, de Kruif J, Goudsmit J. Heterosubtypic neutralizing monoclonal antibodies cross-protective against H5N1 and H1N1 recovered from human IgM+ memory В cells.PLoS One. 2008; 3(12):e3942.28. Throsby M, van den Brink E, Jongeneelen M, Poon LL, Alard P, Cornelissen L, Bakker A, Cox F, van Deventer E, Guan Y, Cinatl J, terMeulen J, Lasters I, Carsetti R, Peiris M, de Kruif J, Goudsmit J. Heterosubtypic neutralizing monoclonal antibodies cross-protective against H5N1 and H1N1 recovered from human IgM + memory В cells.PLoS One. 2008; 3 (12): e3942.
29. Tompkins SM, Zhao ZS, Lo CY, Misplon JA, Liu T, Ye Z, et al. (2007) Matrix protein 2 vaccination and protection against influenza viruses, including subtype H5N1. Emerg Infect Dis. 13(3), 426-36.29. Tompkins SM, Zhao ZS, Lo CY, Misplon JA, Liu T, Ye Z, et al. (2007)
30. Treanor JJ, Tierney EL, Zebedee SL, Lamb RA, Murphy BR (1990) Passively transferred monoclonal antibody to the M2 protein inhibits influenza A virus replication in mice. J Virol. 64, 1375-1377.30. Treanor JJ, Tierney EL, Zebedee SL, Lamb RA, Murphy BR (1990) Passively transferred monoclonal antibody to the M2 protein inhibits influenza A virus replication in mice. J Virol. 64, 1375-1377.
31. Tsybalova LM, Stepanova LA, Kuprianov VV, Blokhina EA, Potapchuk MV, Korotkov AV, Gorshkov AN, Kasyanenko MA, Ravin NV, Kiselev OI. Development of a candidate influenza vaccine based on virus-like particles displaying influenza M2e peptide into the immunodominant region of hepatitis В core antigen: Broad protective efficacy of particles carrying four copies of M2e Vaccine. 2015; 33(29): 3398-406.31. Tsybalova LM, Stepanova LA, Kuprianov VV, Blokhina EA, Potapchuk MV, Korotkov AV, Gorshkov AN, Kasyanenko MA, Ravin NV, Kiselev OI. Development of a candidate influenza vaccine based on virus-like particles displaying influenza M2e peptide into the immunodominant region of hepatitis В core antigen: Broad protective efficacy of particles carrying four copies of M2e Vaccine. 2015; 33 (29): 3398-406.
32. Vita R, Zarebski L, Greenbaum J A, Emami H, Hoof I, Salimi N, Damle R, Sette A, Peters B. The immune epitope database 2.0. Nucleic Acids Res. 2010 Jan; 38(Database issue):D854-62. doi: 10.1093/nar/gkpl004. Epub 2009 Nov 11.32. Vita R, Zarebski L, Greenbaum J A, Emami H, Hoof I, Salimi N, Damle R, Sette A, Peters B. The immune epitope database 2.0. Nucleic Acids Res. 2010 Jan; 38 (Database issue): D854-62. doi: 10.1093 / nar / gkpl004. Epub 2009 Nov 11.
33. Wang T.T., Tan G. S., Hai R., Pica N., Petersen E., Moran T.M., Peter Palese P. Broadly protective monoclonal antibodies against H3 influenza viruses following sequential immunization with different hemagglutinins // PLoS Pathogens. 2010a. V. 6. N 2. P. e1000796.33. Wang T.T., Tan G. S., Hai R., Pica N., Petersen E., Moran T.M., Peter Palese P. Broadly protective monoclonal antibodies against H3 influenza viruses following sequential immunization with different hemagglutinins // PLoS Pathogens. 2010a. V. 6. No. 2. P. e1000796.
34. Wang T.T., Tan G.S., Hai R., Pica N., Ngai L., Ekiert D.C., Wilson LA., Garcia-Sastre A., Moran T.M., Palese P. Vaccination with a synthetic peptide from the influenza virus hemagglutinin provides protection against distinct viral subtypes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, P. 18979-18984.34. Wang TT, Tan GS, Hai R., Pica N., Ngai L., Ekiert DC, Wilson LA., Garcia-Sastre A., Moran TM, Palese P. Vaccination with a synthetic peptide from the influenza virus hemagglutinin provides protection against distinct viral subtypes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, P. 18979-18984.
35. Wrammert J, Koutsonanos D, Li GM, Edupuganti S, Sui J, Morrissey M, McCausland M, Skountzou I, Hornig M, Lipkin WI, Mehta A, Razavi B, Del Rio C, Zheng NY, Lee JH, Huang M, Ali Z, Kaur K, Andrews S, Amara RR, Wang Y, Das SR, O'Donnell CD, Yewdell JW, Subbarao K, Marasco WA, Mulligan MJ, Compans R, Ahmed R, Wilson PC. Broadly cross-reactive antibodies dominate the human В cell response against 2009 pandemic H1N1 influenza virus infection. J Exp Med. 2011 Jan 17; 208(1): 181-93. doi: 10.1084/jem.20101352. Epub 2011 Jan 10. Erratum in: J Exp Med. 2011Feb 14; 208(2): 411.35. Wrammert J, Koutsonanos D, Li GM, Edupuganti S, Sui J, Morrissey M, McCausland M, Skountzou I, Hornig M, Lipkin WI, Mehta A, Razavi B, Del Rio C, Zheng NY, Lee JH, Huang M , Ali Z, Kaur K, Andrews S, Amara RR, Wang Y, Das SR, O'Donnell CD, Yewdell JW, Subbarao K, Marasco WA, Mulligan MJ, Compans R, Ahmed R, Wilson PC. Broadly cross-reactive antibodies dominate the human B cell response against 2009 pandemic H1N1 influenza virus infection. J Exp Med. 2011
36. Zebedee SL, Lamb RA. (1988) Influenza A virus M2 protein: monoclonal antibody restriction of virus growth and detection of M2 in virions. Virol J. 62, 2762-72.36. Zebedee SL, Lamb RA. (1988) Influenza A virus M2 protein: monoclonal antibody restriction of virus growth and detection of M2 in virions. Virol J. 62,2762-72.
37. Zharikova D, Mozdzanowska K, Feng J, Zhang M, Gerhard W. (2005) Influenza type A virus escape mutants emerge in vivo in the presence of antibodies to the ectodomain of matrix protein 2. J Virol. 79, 6644-6654.37. Zharikova D, Mozdzanowska K, Feng J, Zhang M, Gerhard W. (2005) Influenza type A virus escape mutants emerge in vivo in the presence of antibodies to the ectodomain of
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144741A RU2757013C2 (en) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Recombinant anti-influenza vaccine with wide range of protection and method for its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144741A RU2757013C2 (en) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Recombinant anti-influenza vaccine with wide range of protection and method for its preparation |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020134762A Division RU2020134762A (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | RECOMBINANT FLU VACCINE WITH A BROAD SPECTRUM OF PROTECTION AND METHOD FOR ITS PRODUCTION (DIVISED APPLICATION) |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017144741A RU2017144741A (en) | 2019-06-19 |
RU2017144741A3 RU2017144741A3 (en) | 2020-04-21 |
RU2757013C2 true RU2757013C2 (en) | 2021-10-08 |
Family
ID=66947355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017144741A RU2757013C2 (en) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Recombinant anti-influenza vaccine with wide range of protection and method for its preparation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2757013C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130209499A1 (en) * | 2010-02-18 | 2013-08-15 | Mount Sinai School Of Medicine | Vaccines for use in the prophylaxis and treatment of influenza virus disease |
RU2531235C2 (en) * | 2013-02-15 | 2014-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Универсальные БиоСистемы" (ООО "УБС") | Hybrid protein-based polyvalent influenza vaccine |
US20170253636A1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | Texas Tech University System | Dual Purpose Universal Influenza Vaccine Confers Protective Immunity Against Anthrax |
-
2017
- 2017-12-19 RU RU2017144741A patent/RU2757013C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130209499A1 (en) * | 2010-02-18 | 2013-08-15 | Mount Sinai School Of Medicine | Vaccines for use in the prophylaxis and treatment of influenza virus disease |
RU2531235C2 (en) * | 2013-02-15 | 2014-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Универсальные БиоСистемы" (ООО "УБС") | Hybrid protein-based polyvalent influenza vaccine |
US20170253636A1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | Texas Tech University System | Dual Purpose Universal Influenza Vaccine Confers Protective Immunity Against Anthrax |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Kotlyarov R.Y. et al. Development of Recombinant Vaccine against A(H1N1) 2009 Influenza Based on Virus-like Nanoparticles Carrying the Extracellular Domain of M2 Protein // Acta naturae, 2010, 2 (2), рр. 71-76. * |
КОТЛЯРОВ Р.Ю. и др. Рекомбинантные белки, содержащие эктодомен М2 белка вируса гриппа и эпитомы гемагглютинина, присоединенные к TLR5 лиганду флагеллину, как основа новых вакцин // 19-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых "Биология - наука XXI века", 2015, сборник тезисов, стр. 25-26. * |
КОТЛЯРОВ Р.Ю. и др. Рекомбинантные белки, содержащие эктодомен М2 белка вируса гриппа и эпитомы гемагглютинина, присоединенные к TLR5 лиганду флагеллину, как основа новых вакцин // 19-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых "Биология - наука XXI века", 2015, сборник тезисов, стр. 25-26. КОТЛЯРОВ Р.Ю. и др. Рекомбинантные белки, содержащие эктодомен М2 белка вируса гриппа и эпитомы гемагглютинина, присоединенные к TLR5 лиганду флагеллину, как основа новых вакцин // 19-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых "Биология - наука XXI века", 2015, сборник тезисов, стр. 25-26. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017144741A (en) | 2019-06-19 |
RU2017144741A3 (en) | 2020-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mezhenskaya et al. | M2e-based universal influenza vaccines: a historical overview and new approaches to development | |
Qi et al. | Intranasal nanovaccine confers homo‐and hetero‐subtypic influenza protection | |
US9777045B2 (en) | Immunogenic compositions and methods | |
Zheng et al. | Development of universal influenza vaccines based on influenza virus M and NP genes | |
JP6294828B2 (en) | Influenza virus vaccine and use thereof | |
ES2534332T3 (en) | Compositions that include hemagglutinin, preparation methods and methods of use thereof | |
Deng et al. | Protein nanoparticle vaccine based on flagellin carrier fused to influenza conserved epitopes confers full protection against influenza A virus challenge | |
Stepanova et al. | Flagellin-fused protein targeting M2e and HA2 induces potent humoral and T-cell responses and protects mice against various influenza viruses a subtypes | |
Guo et al. | Protection against multiple influenza A virus subtypes by intranasal administration of recombinant nucleoprotein | |
Ramirez et al. | A virus-like particle vaccine candidate for influenza A virus based on multiple conserved antigens presented on hepatitis B tandem core particles | |
US9598462B2 (en) | Composite antigenic sequences and vaccines | |
US20120052082A1 (en) | Cross-protective influenza vaccine | |
Ebrahimi et al. | In contrast to conventional inactivated influenza vaccines, 4xM2e. HSP70c fusion protein fully protected mice against lethal dose of H1, H3 and H9 influenza A isolates circulating in Iran | |
US20140065177A1 (en) | Fusion proteins and methods of use | |
US20090162400A1 (en) | Compositions of influenza viral proteins and methods of use thereof | |
Zhang et al. | Recombinant baculovirus vaccine containing multiple M2e and adjuvant LTB induces T cell dependent, cross-clade protection against H5N1 influenza virus in mice | |
Li et al. | Lactobacillus plantarum surface-displayed influenza antigens (NP-M2) with FliC flagellin stimulate generally protective immune responses against H9N2 influenza subtypes in chickens | |
Jazi et al. | In vivo electroporation enhances immunogenicity and protection against influenza A virus challenge of an M2e-HSP70c DNA vaccine | |
Yang et al. | Protection against influenza H7N9 virus challenge with a recombinant NP–M1–HSP60 protein vaccine construct in BALB/c mice | |
Kim et al. | Immunogenicity and efficacy of replication-competent recombinant influenza virus carrying multimeric M2 extracellular domains in a chimeric hemagglutinin conjugate | |
US20200268874A1 (en) | Methods of Treating and Preventing Infections | |
JP2018052953A (en) | Influenza vaccines and uses thereof | |
Mu et al. | Protection against influenza A virus by vaccination with a recombinant fusion protein linking influenza M2e to human serum albumin (HSA) | |
Hajam et al. | Intranasally administered polyethylenimine adjuvanted influenza M2 ectodomain induces partial protection against H9N2 influenza A virus infection in chickens | |
RU2757013C2 (en) | Recombinant anti-influenza vaccine with wide range of protection and method for its preparation |