Proof-of-Concept Study of Liposomes with a Set of SARS-CoV-2 Viral T-Cell Epitopes as a Vaccine

D. S. Tretiakova; Третьякова Д. С.; E. V. Svirshchevskaya; Свирщевская Е. В.; M. V. Konovalova; Коновалова М. В.; K. S. Plokhikh; Плохих К. С.; V. A. Kazakov; Казаков В. А.; G. B. Telegin; Телегин Г. Б.; A. S. Chernov; Чернов А. С.; V. A. Gushchin; Гущин В. А.; D. V. Vasina; Васина Д. В.; N. S. Egorova; Егорова Н. С.; I. A. Boldyrev; Болдырев И. А.; N. R. Onishchenko; Онищенко Н. Р.; A. S. Alekseeva; Алексеева А. С.; E. L. Vodovozova; Водовозова Е. Л.

doi:10.31857/S0132342322060252

Липосомы с набором Т-клеточных эпитопов вируса SARS-CoV-2 как прототип вакцинной конструкции

Авторы: Третьякова Д.С.¹, Свирщевская Е.В.¹, Коновалова М.В.¹, Плохих К.С.², Казаков В.А.³, Телегин Г.Б.³, Чернов А.С.³, Гущин В.А.⁴, Васина Д.В.⁴, Егорова Н.С.¹, Болдырев И.А.¹, Онищенко Н.Р.¹, Алексеева А.С.¹, Водовозова Е.Л.¹
Учреждения:
1. ФГБУН “Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН
2. ФГБУ “Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
3. Филиал Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
4. ФГБУ “Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи” Минздрава России
Выпуск: Том 49, № 1 (2023)
Страницы: 48-64
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0132-3423/article/view/145868
DOI: https://doi.org/10.31857/S0132342322060252
EDN: https://elibrary.ru/POMUEE
ID: 145868

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

На основании анализа публикаций по результатам полногеномного иммуноинформационного анализа Т-клеточных эпитопов вируса SARS-CoV-2 (уханьский штамм), а также ряда клинических исследований иммунодоминантных эпитопов среди выздоравливающих после перенесенного заболевания COVID-19 пациентов, отобраны и синтезированы потенциальные нонамерные эпитопы CD8⁺-Т-лимфоцитов из состава структурных, вспомогательных и неструктурных белков вируса (13 пептидов) и 15-мерный эпитоп CD4⁺-Т-лимфоцитов из S-белка. Пять композиций из 6–7 пептидов включали в липосомы из яичного фосфатидилхолина и холестерина (размер ~200 нм), полученные методом экструзии. После двукратной подкожной иммунизации конвенциональных мышей оценивали активацию клеточного звена иммунитета по уровню синтеза цитокинов спленоцитами in vitro в ответ на стимуляцию соответствующими пептидными композициями. Лучший результат, свидетельствующий о формировании специфического клеточного иммунитета в ответ на вакцинацию, отмечен у одной из липосомальных формуляций. Проверка протективной эффективности этой формуляции на инфекционной модели мышей показала положительную динамику частоты встречаемости гиалиноподобных мембран в просвете альвеол, а также коррекцию выраженности микроциркуляторных нарушений. Последнее обстоятельство потенциально может способствовать снижению тяжести заболевания и предупреждению неблагоприятных его исходов. Отрабатывается метод получения препаратов липосом с пептидными композициями для длительного хранения.

Ключевые слова

Т-клетки, эпитопы, SARS-CoV-2, вакцины, пептиды, липосомы, цитокины

Список литературы

Delany I., Rappuoli R., De Gregorio E. // EMBO Mol. Med. 2014. V. 6 (6). P. 708–720.
De Temmerman M.-L., Rejman J., Demeester J., Irvine D.J., Gander B., De Smedt S.C. // Drug Discov. Today. 2011. V. 16 (13-14). P. 569–582.
Reed S., Orr M., Fox C. // Nat. Med. 2013. V. 19. P. 1597–1608.
Kawai T., Akira S. // Nat. Immunol. 2010. V. 11. P. 373–384.
Allison A., Gregoriadis G. // Nature. 1974. V. 252 (5480). P. 252.
Schwendener R.A. // Ther. Adv. Vaccines. 2014. V. 2 (6). P. 159–182.
Perrie Y., Crofts F., Devitt A., Griffiths H.R., Kastner E., Nadella V. // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2016. V. 99 (Pt A). P. 85–96.
Nisini R., Poerio N., Mariotti S., De Santis F., Fraziano M. // Front. Immunol. 2018. V. 9. P. 155.
Bernasconi V., Norling K., Bally M., Höök F., Lycke N.Y. // J. Immunol. Res. 2016. V. 2016. P. 5482087.
Третьякова Д.С., Водовозова Е.Л. // Биол. мембраны. 2022. Т. 39. С. 85–106. [Tretiakova D.S., Vodovozova E.L. // Biochem. (Mosc.) Suppl. Ser. A Membr. Cell Biol. 2022. V. 16 (1). P. 1–20.]
Gayed P.M. // Yale J. Biol. Med. 2011. V. 84 (2). P. 131–138.
Hemmi H., Takeuchi O., Kawai T., Kaisho T., Sato S., Sanjo H., Matsumoto M., Hoshino K., Wagner H., Takeda K., Akira S. // Nature. 2000. V. 408. P. 740–745.
Lee Y., Lee Y.S., Cho S.Y., Kwon H.J. // Adv. Protein Chem. Struct. Biol. 2015. V. 99. P. 75–97.
Purcell A.W., McCluskey J., Rossjohn J. // Nat. Rev. Drug. Discov. 2007. V. 6 (5). P. 404–414.
Ohno S., Kohyama S., Taneichi M., Moriya O., Hayashi H., Oda H., Mori M., Kobayashi A., Akatsuka T., Uchida T., Matsui M. // Vaccine. 2009. V. 27. P. 3912–3920.
Kohyama S., Ohno S., Suda T., Taneichi M., Yokoyama S., Mori M., Kobayashi A., Hayashi H., Uchida T., Matsui M. // Antiviral Res. 2009. V. 84. P. 168–177.
Heuts J., Varypataki E.M., van der Maaden K., Romeijn S., Drijfhout J.W., van Scheltinga A.T., Ossendorp F., Jiskoot W. // Pharm. Res. 2018. V. 35. P. 207.
Dhakal S., Cheng X., Salcido J., Renu S., Bondra K., Lakshmanappa Y.S., Misch C., Ghimire S., Feliciano-Ruiz N., Hogshead B., Krakowka S., Carson K., McDonough J., Lee C.W., Renukaradhya G.J. // Int. J. Nanomedicine. 2018. V. 13. P. 6699–6715.
Mishra S. // R. Soc. Open Sci. 2020. V. 7. P. 201141.
Fast E., Altman R.B., Chen B. // Potential T-cell and B‑cell Epitopes of 2019-nCoV. bioRxiv preprint. This version posted March 18, 2020. https://doi.org/10.1101/2020.02.19.955484
Kalita P., Padhi A.K., Zhang K.Y.J., Tripathi T. // Microb. Pathogenesis. 2020. V. 145. P. 104236.
Le Bert N., Tan A.T., Kunasegaran K., Tham C.Y.L., Hafezi M., Chia A., Chng M.H.Y., Lin M., Tan N., Linster M., Chia W.N., Chen M.I.-C., Wang L.-F., Ooi E.E., Kalimuddin S., Tambyah P.A., Low J.G.-H., Tan Y.-J., Bertoletti A. // Nature. 2020. V. 584. P. 457–462. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2550-z
Ferretti A.P., Tomasz Kula T., Wang Y., Nguyen D.M.V., Weinheime A., Dunlap G.S., Xu Q., Nabilsi N., Perullo C.R., Cristofaro A.W., Whitton H.J., Virbasius A., Olivier K.J., Jr., Buckner L.R., Alistar A.T., Whitman E.D., Bertino S.A., Chattopadhyay S., MacBeath G. // Immunity. 2020. V. 53. P. 1095–1107.e3. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2020.10.006
Snyder T.M., Gittelman R.M., Klinger M. // Magnitude and Dynamics of the T-Cell Response to SARS-CoV-2 Infection at Both Individual and Population Levels. medRxiv preprint. This version posted August 4, 2020. https://doi.org/10.1101/2020.07.31.20165647
Nelde A., Bilich T., Heitmann J.S., Maringer Y., Salih H.R., Roerden M., Lübke M., Bauer J., Rieth J., Wacker M., Peter A., Hörber S., Traenkle B., Kaiser P.D., Rothbauer U., Becker M., Junker D., Krause G., Strengert M., Schneiderhan-Marra N., Templin M.F., Joos T.O., Kowalewski D.J., Stos-Zweifel V., Fehr M., Rabsteyn A., Mirakaj V., Karbach J., Jäger E., Graf M., Gruber L.-C., Rachfalski D., Preuß B., Hagelstein I., Märklin M., Bakchoul T., Gouttefangeas C., Kohlbacher O., Klein R., Stevanović S., Rammensee H.-G., Walz J.S. // Nat. Immunol. 2021. V. 22. P. 74–85. https://doi.org/10.1038/s41590-020-00808-x
Quadeer A.A., Ahmed S.F., McKay M.R. // Cell Rep. Med. 2021. V. 2. P. 100312. https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2021.100312
Mouritsen O.G., Jorgenson K. // Chem. Phys. Lipids. 1994. V. 73. P. 3–25.
Markwell M., Haas S., Bieber L., Tolbert N.E. // Anal. Biochem. 1978. V. 210. P. 206–210.
Chen W., Huang L. // Mol. Pharm. 2008. V. 5. P. 464–471.
Mansourian M., Badiee A., Jalali S.A., Shariat S., Yazdani M., Amin M., Jaafari M.R. // Immunol. Lett. 2014. V. 162. P. 87–93.
Schmidt S.T., Foged C., Korsholm K.S., Rades T., Christensen D. // Pharmaceutics. 2016. V. 8. P. 7.
Ludewig B., Barchiesi F., Pericin M., Zinkernagel R.M., Hengartner H., Schwendener R.A. // Vaccine. 2001. V. 19 (1). P. 23–32.
Engler O.B., Schwendener R.A., Dai W.J., Wolk B., Pichler W., Moradpour D., Brunner T., Cerny A. // Vaccine. 2004. V. 23 (1). P. 58–68.
Dalwadi G, Benson HA, Chen Y. // Pharm. Res. 2005. V. 22 (12). P. 2152–2162.
Dedoni S., Avdoshina V., Camoglio C., Siddi C., Fratta W., Scherma M., Fadda P. // Molecules. 2022. V. 27 (13). P. 4142.
Kryukova E.V., Egorova N.S., Kudryavtsev D.S., Lebedev D.S., Spirova E.N., Zhmak M.N., Garifulina A.I., Kasheverov I.E., Utkin Y.N., Tsetlin V.I. // Front. Pharmacol. 2019. V. 10. P. 748.
Tkachuk A.P., Gushchin V.A., Potapov V.D., Demidenko A.V., Lunin V.G., Gintsburg A.L. // PLoS One. 2017. V. 12 (4). P. e0176784.
Chernov A.S., Minakov A.A., Kazakov V.A., Rodionov M.V., Rybalkin I.N., Vlasik T.N., Yashin D.V., Saschenko L.P., Kudriaeva A.A., Belogurov A.A., Smirnov I.V., Loginova S.Y., Schukina V.N., Savenko S.V., Borisevich S.V., Zykov K.A., Gabibov A.G., Telegin G.B. // Inflamm. Res. 2022. V. 71 (5–6). P. 627–639.
Mann P.C., Vahle J., Keenan C.M., Baker J.F., Bradley A.E., Goodman D.G., Harada T., Herbert R., Kaufmann W., Kellner R., Nolte T., Rittinghausen S., Tanaka T. // Toxicol. Pathol. 2012. V. 40 (Suppl. 4). P. 7S–13S.