Antibodies against VP3 protein of echovirus 30 (Picornaviridae: Enterovirus: Enterovirus betacoxsackie) neutralize virus in vitro

封面图片

如何引用文章

全文:

详细

Introduction. The widespread occurrence of enterovirus echovirus 30 (E30) and cases of severe disease indicate the need for vaccine development. Epitopes for neutralizing antibodies and T-cell response have been found in VP3 proteins of some enteroviruses. However, the immunogenic properties of VP3 E30 have not been studied. The aim of this work is to characterize the immunogenic properties of VP3 E30 and testing the virus-neutralizing properties of antibodies against VP3 E30.

Materials and methods. VP3E30 and the chimeric protein SN-VP3E30, consisting of the S region of norovirus VP1 and VP3 E30 were expressed in Escherichia coli. SN-VP3E30 was used to form virus-like particles (VLPs). The effect on human dendritic cells (DCs) was assessed by flow cytometry to measure changes in HLA-DR, CCR7, CD80, CD83 and CD86 expression. BALB/c mice and guinea pig were used for immunization with SN-VP3E30. Antibody titers and avidity were determined by ELISA. The interaction of antibodies with VP3 E30 was studied by immunoelectron microscopy and virus neutralization in embryonal rhabdomyosarcoma (RD) cell culture.

Results. Recombinant VP3 E30 caused incomplete DCs maturation, characterized by the understimulation of the CCR7 chemokine receptor expression. Inclusion of VP3 in the chimeric VLPs resulted in complete DCs maturation and a strong humoral immune response in laboratory animals. Antibodies against VP3 were characterized by high avidity, the ability to induce agglomeration of viral particles and neutralization of E30 in RD cell culture.

Conclusion. The obtained results indicate that VP3 can be used as an antigen in the composition of a subunit vaccine against enterovirus E30.

作者简介

Dmitry Novikov

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor); N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

编辑信件的主要联系方式.
Email: novikov.dv75@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7049-6935

PhD, Leading Researcher, laboratory of immunochemistry

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950; Nizhny Novgorod, 603950

Dmitry Melentev

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor); N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: dim-melente@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2441-6874

Junior Researcher, laboratory of immunochemistry

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950; Nizhny Novgorod, 603950

Vladimir Talayev

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: talaev@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-1993-0622

DSc (Medicine), Professor, Head of the Laboratory of Cellular Immunology

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Nadezhda Novikova

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: novikova_na@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3710-6648

Professor. Head of the laboratory of molecular epidemiology of viral infections

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Ekaterina Mokhonova

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: ekaterinamohonova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9742-7646

Researcher, laboratory of immunochemistry

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Alexander Kashnikov

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: mevirfc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1033-7347

Researcher, laboratory of molecular epidemiology of viral infections

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Irina Zaichenko

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: imm.irina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5063-3111

PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Cellular Immunology

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Marya Svetlova

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: marya.talaeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4097-6780

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Cellular Immunology

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Elena Kurkova

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: el2v@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1801-9693

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Cellular Immunology

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Olga Babaykina

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: olga_babaykina@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-4527-6134

PhD (Medicine), Senior Researcher, Laboratory of Cellular Immunology

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Vladislav Lapin

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor); N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: fridens.95@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5905-5722

Junior Researcher, laboratory of immunochemistry

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950; Nizhny Novgorod, 603950

Maria Tsyganova

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor)

Email: maria_che@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2811-6844

PhD, Leading Researcher, laboratory of immunochemistry

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950

Dmitry Zaitsev

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor); N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: mitya.zaitseff@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7663-6924

Junior Researcher, laboratory of immunochemistry

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950; Nizhny Novgorod, 603950

Viktor Novikov

Academician I.N. Blokhina Nizhny Novgorod Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology» of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare (Rospotrebnadzor); N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: mbre@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2449-7213

DSc (Biology), Professor, Leading Researcher, Head of the laboratory of immunochemistry

俄罗斯联邦, Nizhny Novgorod, 603950; Nizhny Novgorod, 603950

参考

  1. Brouwer L., Moreni G., Wolthers K.C., Pajkrt D. World-wide prevalence and genotype distribution of enteroviruses. Viruses. 2021; 13(3): 434–49. https://doi.org/10.3390/v13030434
  2. Chuang Y., Huang Y. Enteroviral infection in neonates. J. Microbiol. Immunol. Infect. 2019; 52(6): 851–7. https://doi.org/10.1016/j.jmii.2019.08.018
  3. Nishikawa M., Matsubara T., Yoshitomi T., Ichiyama T., Hayashi T., Furukawa S. Abnormalities of brain perfusion in echovirus type 30 meningitis. J. Neurol. Sci. 2000; 179(S 1-2): 122–6. https://doi.org/10.1016/s0022-510x(00)00398-1
  4. Broberg E.K., Simone B., Jansa J. Upsurge in echovirus 30 detections in five EU/EEA countries, April to September, 2018. Euro Surveill. 2018; 23(44): 1800537. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2018.23.44.1800537
  5. Lema C., Torres C., Van der Sanden S., Cisterna D., Freire M.C., Gómez R.M. Global phylodynamics of Echovirus 30 revealed differential behavior among viral lineages. Virology. 2019; 531: 79–92. https://doi.org/10.1016/j.virol.2019.02.012
  6. Novikov D.V., Melentev D.A. Enteroviral (Picornaviridae: Enterovirus) (nonpolio) vaccines. Voprosy virusologii. 2022; 67(3): 185–92. https://doi.org/10.36233/0507-4088-111 https://elibrary.ru/fwqjow (in Russian)
  7. Mizutani T., Ishizaka A. Poliovirus capsid protein VP3 can penetrate vascular endothelial cells. FEBS Lett. 2024; 598(15): 1909–18. https://doi.org/10.1002/1873-3468.14974
  8. Kang J., Huang M., Li J., Zhang K., Zhu C., Liu S., et al. Enterovirus D68 VP3 targets the interferon regulatory factor 7 to inhibit type I interferon response. Microbiol. Spectr. 2023; 11(3): e0413822. https://doi.org/10.1128/spectrum.04138-22
  9. Kiener T.K., Jia Q., Meng T., Chow V.T.K., Kwang J. A novel universal neutralizing monoclonal antibody against enterovirus 71 that targets the highly conserved “knob” region of VP3 protein. PLoS Negl. Trop. Dis. 2014; 8(5): e2895. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0002895
  10. Jia Q., Ng Q., Chin W., Meng T., Chow V.T.K., Wang C., et al. Effective in vivo therapeutic IgG antibody against VP3 of enterovirus 71 with receptor-competing activity. Sci. Rep. 2017; 7: 46402. https://doi.org/10.1038/srep46402
  11. Huang K.A. Structural basis for neutralization of enterovirus. Curr. Opin. Virol. 2021; 51: 199–206. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2021.10.006
  12. Marttila J., Hyoty H., Vilja P., Harkonen T., Alho A., Roivainen M., et al. T cell epitopes in coxsackievirus B4 structural proteins concentrate in regions conserved between enteroviruses. Virology. 2002; 293(2): 217–24. https://doi.org/10.1006/viro.2001.1259
  13. Melentev D.A., Novikov D.V., Lapin V.A., Mokhonova E.V., Tsiganova М.I., Manakova E.A., et al. Blood anti-surface proteins Echovirus 30 (Enterovirus, Picornaviridae) antibodies in residents of the Nizhny Novgorod region. Infektsiya i immunitet. 2024; 14(6): 1179–86. https://doi.org/10.15789/2220-7619-BAC-16103 https://elibrary.ru/exbfif (in Russian)
  14. Novikov D.V., Melentev D.A., Mokhonov V.V., Kashnikov A.Yu., Novikova N.A., Lapin V.A., et al. Construction of norovirus (Caliciviridae: Norovirus) virus-like particles containing VP1 of the Echovirus 30 (Picornaviridae: Enterovirus: Enterovirus B). Voprosy virusologii. 2021; 66(5): 383–9. https://doi.org/10.36233/0507-4088-79 https://elibrary.ru/mkbqet (in Russian)
  15. Lapin V.A., Novikov D.V., Mokhonova E.V., Melentyev D.A., Tsiganova M.I., Zaitsev D.E., et al. Production of recombinant norovirus VP1 protein and its antigenic and immunogenic properties. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2024; 101(5): 661–7. https://doi.org/10.36233/0372-9311-552 https://elibrary.ru/ubmktf (in Russian)
  16. Talayev V., Zaichenko I., Svetlova M., Matveichev A., Babaykina O., Voronina E., et al. Low-dose influenza vaccine Grippol Quadrivalent with adjuvant Polyoxidonium induces a T helper-2 mediated humoral immune response and increases NK cell activity. Vaccine. 2020; 38(42): 6645–55. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2020.07.053
  17. Melentev D.A., Novikov D.V., Mokhonova E.V., Novikova N.A., Kashnikov A.Yu., Selivanova S.G., et al. Immunological properties of a chimeric protein containing the major capsid protein of echovirus 30 (Picornaviridae: Enterovirus: Enterovirus betacoxsackie). Voprosy virusologii. 2025; 70(2): 189–98. https://doi.org/10.36233/0507-4088-311 https://elibrary.ru/peagdt (in Russian)
  18. Riss T.L., Moravec R.A., Niles A.L., Duellman S., Benink H.A., Worzella T.J., et al. Cell viability assays. In: Markossian S., Grossman A., Baskir H., Arkin M., Auld D., Austin C., et al. Assay Guidance Manual. Bethesda (MD): Eli Lilly & Company and the National Center for Advancing Translational Sciences; 2004.
  19. Anasir M.I., Poh C.L. Advances in antigenic peptide-based vaccine and neutralizing antibodies against viruses causing hand, foot, and mouth disease. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(6): 1256. https://doi.org/10.3390/ijms20061256
  20. Devant J.M., Hofhaus G., Bhella D., Hansman G.S. Heterologous expression of human norovirus GII.4 VP1 leads to assembly of T=4 virus-like particles. Antiviral Res. 2019; 168: 175–82. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2019.05.010
  21. Luo W., Yin Q. B cell response to vaccination. Immunol. Invest. 2021; 50(7): 780–801. https://doi.org/10.1080/08820139.2021.1903033
  22. Krishnaswamy J.K., Gowthaman U., Zhang B., Mattsson J., Szeponik L., Liu D., et al. Migratory CD11b+ conventional dendritic cells induce T follicular helper cell-dependent antibody responses. Sci. Immunol. 2017; 2(18): eaam9169. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.aam9169
  23. Mao Q., Cheng T., Zhu F., Li J., Wang Y., Li Y., et al. The cross-neutralizing activity of enterovirus 71 subgenotype C4 vaccines in healthy Chinese infants and children. PLoS One. 2013; 8(11): e79599. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0079599
  24. Rosenfeld A.B., Shen E.Q.L., Melendez M., Mishra N., Lipkin W.I., Racaniello V.R. Cross-reactive antibody responses against nonpoliovirus enteroviruses. mBio. 2022; 13(1): e0366021. https://doi.org/10.1128/mbio.03660-21

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. The SN-VP3E30 protein forms virus-like particles (VLPs). a – electrophoretic mobility of purified SN-VP3E30 (1) compared to PageRuler Plus Prestained Protein Ladder (Thermo Scientific) (2); b – electron micrograph of VLP formed by e SN-VP3E30 (12,000× magnification).

下载 (860KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Expression of HLA-DR, CD80, CD83, CD86, and CCR7 molecules on dendritic cells (DCs) after incubation with VP3 or SN-VP3E30. a – the fluorescence intensity (GMFI); b – the percentage of cells bearing the marker (Tukey histograms). The cell type, their stimulators, and analyzed markers are shown below the histograms. Differences from unstimulated DCs are indicated: † – p < 0.05, †† – p < 0.005; differences from DCs incubated with negative control are indicated: * – p < 0.05, ** – p < 0.005 (paired Wilcoxon signed rank test).

下载 (967KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Characteristics of antibodies to VP3E30 after mice immunization by the chimeric protein SN-VP3E30. a – antibody titers; b – antibody avidity index. 1 – immunization without adjuvant (n = 10), 2 – immunization with adjuvant (n = 10).

下载 (703KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Immunoelectron micrographs of E30 (12,000× magnification). a – preparation with antibodies against norovirus VP1; b – Е30-еС2 1194/24 aggregates after interaction with antibodies against VP3E30; с – Е30-h 2671/17 aggregates after interaction with antibodies against VP3E30.

下载 (881KB)
索引源数据

版权所有 © Novikov D.V., Melentev D.A., Talayev V.Y., Novikova N.A., Mokhonova E.V., Kashnikov A.U., Zaichenko I.E., Svetlova M.V., Kurkova E.V., Babaykina O.N., Lapin V.A., Tsyganova M.I., Zaitsev D.E., Novikov V.V., 2025

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».