Рекомбинантный VP1 норовируса генотипа GII.4 (Caliciviridae: Norovirus) способен индуцировать выработку перекрестно-реагирующих антител

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Норовирусы (НВ) являются одной из основных причин острого гастроэнтерита. В настоящее время отсутствует лицензированная вакцина против норовирусной инфекции. Разрабатываемые вакцины основаны на капсидном белке VP1, способном к формированию вирусоподобных частиц.

Целью настоящей работы стала характеристика иммуногенных свойств рекомбинантного VP1 НВ и оценка перекрестной реактивности антител против него с различными геновариантами НВ.

Материалы и методы. В сыворотке крови животных, иммунизированных полученным авторами рекомбинантным белком VP1, c помощью иммуноферментного анализа определяли титры и авидность суммарных антител и антител класса М (IgM) против VP1 HB. Способность полученных антител взаимодействовать с НВ разных генотипов оценивали с помощью иммуноэлектронной микроскопии.

Результаты. Рекомбинантный белок VP1 индуцировал образование у животных антител в высоких титрах. Суммарные антитела против VP1 имели высокую авидность, достигающую 100%, что предполагает наличие у них вируснейтрализующей активности. Антитела класса IgM обладали низкой авидностью. Методом иммуноэлектронной микроскопиии показано, что IgG-антитела против VP1 генотипа GII.4 взаимодействуют с НВ генотипа GII.7 и GII.17.

Заключение. Полученный рекомбинантный белок индуцирует выраженный иммунный ответ с формированием высокоавидных поликлональных перекрестно-реагирующих антител, что позволяет рассматривать его как антигенный компонент прототипа кандидатной вакцины против НВ человека.

Об авторах

Владислав Александрович Лапин

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Автор, ответственный за переписку.
Email: fridens.95@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5905-5722

младший научный сотрудник лаборатории иммунохимии

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Дмитрий Викторович Новиков

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: novikov.dv75@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7049-6935

канд. биол. наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунохимии

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Александр Юрьевич Кашников

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

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

научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии вирусных инфекций

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Наталия Владимировна Епифанова

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: epifanovanv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7679-8029

канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной эпидемиологии вирусных инфекций

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Надежда Алексеевна Новикова

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

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

д-р биол. наук, профессор, ведущий научный сотрудник, заведующая лабораторией молекулярной эпидемиологии вирусных инфекций

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Екатерина Валерьевна Мохонова

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

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

научный сотрудник лаборатории иммунохимии

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Дмитрий Александрович Мелентьев

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

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

младший научный сотрудник лаборатории иммунохимии

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Мария Игоревна Цыганова

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

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

канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунохимии

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Дмитрий Евгеньевич Зайцев

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

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

старший лаборант лаборатории иммунохимии

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Виктор Владимирович Новиков

ФБУН «Нижегородский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

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

д-р биол. наук, профессор, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией иммунохимии

Россия, 603950, г. Нижний Новгород

Список литературы

  1. Сергевнин В.И. Современные тенденции в многолетней динамике заболеваемости острыми кишечными инфекциями бактериальной и вирусной этиологии. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2020; 19(4): 14–9. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2020-19-4-14-19 https://elibrary.ru/zejihk
  2. Hall A.J., Wikswo M.E., Pringle K. Vital signs: foodborne norovirus outbreaks – United States, 2009–2012. MMWR Morb. Mortal Wkly Rep. 2014; 63(22): 491–5.
  3. Netzler N.E., Enosi Tuipulotu D., White P.A. Norovirus antivirals: Where are we now? Med. Res. Rev. 2019; 39(3): 860–86. https://doi.org/10.1002/med.21545
  4. Hasso-Agopsowicz M., Hwang A., Hollm-Delgado M.G., Umbelino-Walker I., Karron R.A., Rao R., et al. Identifying WHO global priority endemic pathogens for vaccine research and development using multi-criteria decision analysis. EBioMedicine. 2024; 110: 105424. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2024.105424
  5. Prasad B.V., Hardy M.E., Dokland T., Bella J., Rossmann M.G., Estes M.K. X-ray crystallographic structure of the Norwalk virus capsid. Science. 1999; 286(5438): 287–90. https://doi.org/10.1126/science.286.5438.287
  6. Chhabra P., de Graaf M., Parra G.I., Chan M.C., Green K., Martella V., et al. Updated classification of norovirus genogroups and genotypes. J. Gen. Virol. 2019; 100(10): 1393–406. https://doi.org/10.1099/jgv.0.001318
  7. Tan M., Jiang X. The p domain of norovirus capsid protein forms a subviral particle that binds to histo-blood group antigen receptors. J Virol. 2005; 79(22): 14017–30. https://doi.org/10.1128/JVI.79.22.14017-14030.2005
  8. Bertolotti-Ciarlet A., White L.J., Chen R., Prasad B.V., Estes M.K. Structural requirements for the assembly of Norwalk virus-like particles. J. Virol. 2002; 76(8): 4044–55. https://doi.org/10.1128/JVI.76.8.4044-4055.2002
  9. Fang H., Tan M., Xia M., Wang L., Jiang X. Norovirus P particle efficiently elicits innate, humoral and cellular immunity. PLoS One. 2013; 8(5): e63269. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063269
  10. Mohsen M.O., Gomes A.C., Vogel M., Bachmann M.F. Interaction of viral capsid-derived virus-like particles with the innate immune system. Vaccines (Basel). 2018; 6(3): 37. https://doi.org/10.3390/vaccines6030037
  11. Cates J.E., Vinjé J., Parashar U., Hall A.J. Recent advances in human norovirus research and implications for candidate vaccines. Expert. Rev. Vaccines. 2020; 19(6): 539–48. https://doi.org/10.1080/14760584.2020.1777860
  12. Лапин В.А., Новиков Д.В., Мохонова Е.В., Мелентьев Д.А., Цыганова М.И., Новиков В.В. и др. Получение рекомбинантного белка VP1 норовируса и его антигенные и иммуногенные свойства. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2024; 101(5): 661–7. https://doi.org/10.36233/0372-9311-552 https://elibrary.ru/ubmktf
  13. Parra G.I., Azure J., Fischer R., Bok K., Sandoval-Jaime C., Sosnovtsev S.V., et al. Identification of a broadly cross-reactive epitope in the inner shell of the norovirus capsid. PLoS One. 2013; 8(6): e67592. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0067592
  14. Li X., Zhou R., Tian X., Li H., Zhou Z. Characterization of a cross-reactive monoclonal antibody against Norovirus genogroups I, II, III and V. Virus Res. 2010; 151(2): 142–7. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2010.04.005
  15. Parra G.I., Abente E.J., Sandoval-Jaime C., Sosnovtsev S.V., Bok K., Green K.Y. Multiple antigenic sites are involved in blocking the interaction of GII.4 Norovirus capsid with ABH histo-blood group antigens. J. Virol. 2012; 86(13): 7414–26. https://doi.org/10.1128/JVI.06729-11
  16. Parker T.D., Kitamoto N., Tanaka T., Hutson A.M., Estes M.K. Identification of Genogroup I and Genogroup II broadly reactive epitopes on the norovirus capsid. J. Virol. 2005; 79(11): 7402–9. https://doi.org/10.1128/JVI.79.11.7402-7409.2005
  17. Shiota T., Okame M., Takanashi S., Khamrin P., Takagi M., Satou K., et al. Characterization of a broadly reactive monoclonal antibody against norovirus genogroups I and II: recognition of a novel conformational epitope. J. Virol. 2007; 81(21): 12298–306. https://doi.org/10.1128/JVI.01196-07
  18. Li X., Zhou R., Wang Y., Sheng H., Tian X., Li H., et al. Identification and characterization of a native epitope common to norovirus strains GII/4, GII/7 and GII/8. Virus Res. 2009; 140(1-2): 188–93. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2009.01.015
  19. Yoda T., Terano Y., Suzuki Y., Yamazaki K., Oishi I., Utagawa E., et al. Characterization of monoclonal antibodies generated against Norwalk virus GII capsid protein expressed in Escherichia coli. Microbiol. Immunol. 2000; 44(11): 905–14. https://doi.org/10.1111/j.1348-0421.2000.tb02579.x
  20. Almanza H., Cubillos C., Angulo I., Mateos F., Castón J.R., van der Poel W.H., et al. Self-assembly of the recombinant capsid protein of a swine norovirus into virus-like particles and evaluation of monoclonal antibodies cross-reactive with a human strain from genogroup II. J. Clin. Microbiol. 2008; 46(12): 3971–9. https://doi.org/10.1128/jcm.01204-08
  21. Lindesmith L.C., McDaniel J.R., Changela A., Verardi R., Kerr S.A., Costantini V., et al. Sera antibody repertoire analyses reveal mechanisms of broad and pandemic strain neutralizing responses after human norovirus vaccination. Immunity. 2019; 50(6): 1530–41. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2019.05.007
  22. Hansman G.S., Taylor D.W., McLellan J.S., Smith T.J., Georgiev I., Tame J.R., et al. Structural basis for broad detection of genogroup II noroviruses by a monoclonal antibody that binds to a site occluded in the viral particle. J. Virol. 2012; 86(7): 3635–46. https://doi.org/10.1128/JVI.06868-11
  23. Ford-Siltz L.A., Tohma K., Parra G.I. Understanding the relationship between norovirus diversity and immunity. Gut Microbes. 2021; 13(1): 1–13. https://doi.org/10.1080/19490976.2021.1900994
  24. Winder N., Gohar S., Muthana M. Norovirus: An overview of virology and preventative measures. Viruses. 2022; 14(12): 2811. https://doi.org/10.3390/v14122811
  25. Zharova A.M.D., Talayev V.Yu., Perenkov A.D., Zaichenko I.Ye., Svetlova M.V., Babaykina O.N., et al. In silico analysis of the antigenic properties of norovirus GII.4 Sydney [P16] VP1 protein. Opera Med. Physiol. 2023; 10(3): 140–51. https://doi.org/10.24412/2500-2295-2023-3-140-151
  26. Alvarado G., Salmen W., Ettayebi K., Hu L., Sankaran B., Estes M.K., et al. Broadly cross-reactive human antibodies that inhibit genogroup I and II noroviruses. Nat. Commun. 2021; 12(1): 4320. https://doi.org/10.1038/s41467-021-24649-w
  27. Park J., Lindesmith L.C., Olia A.S., Costantini V.P., Brewer-Jensen P.D., Mallory M.L., et al. Broadly neutralizing antibodies targeting pandemic GII.4 variants or seven GII genotypes of human norovirus. Sci. Transl. Med. 2025; 17(788): eads8214. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.ads8214
  28. Lindesmith L.C., McDaniel J.R., Changela A., Verardi R., Kerr S.A., Costantini V., et al. Sera antibody repertoire analyses reveal mechanisms of broad and pandemic strain neutralizing responses after human norovirus vaccination. Immunity. 2019; 50(6): 1530–41.e8. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2019.05.007

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Титры IgM-антител у мышей, иммунизированных рекомбинантным VP1 в отсутствие (а) и в присутствии (б) гидроокиси алюминия. * – статистически значимые различия (p < 0,05).

Скачать (105KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Титры суммарных антител у мышей, иммунизированных рекомбинантным VP1 в отсутствие (а) и в присутствии (б) гидроокиси алюминия. * – статистически значимые различия (p < 0,05).

Скачать (117KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Нейтрализация рекомбинантным VP1 мышиных суммарных антител (АТ) и АТ класса IgM. 1 – суммарные АТ после иммунизации без адъюванта; 2 – то же с адъювантом; 3 – IgM-АТ после иммунизации без адъюванта; 4 – то же с адъювантом; 5 – суммарные АТ неиммунизированных мышей; 6 – IgM-АТ неиммунизированных мышей.

Скачать (98KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сравнение индексов авидности суммарных АТ (1 – иммунизация только VP1, 2 – VP1 совместно с адъювантом) и АТ класса IgM (3 – иммунизация только VP1, 4 – VP1 совместно с адъювантом).

Скачать (47KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Электронные микрофотографии норовирусных частиц, взаимодействующих с антителами против VP1 норовируса. а – норовирус (НВ) генотипа GII.4; б – НВ генотипа GII.17; в – HB генотипа GII.7; г – GI.3; д – Echovirus 30.

Скачать (766KB)
Метаданные

© Лапин В.А., Новиков Д.В., Кашников А.Ю., Епифанова Н.В., Новикова Н.А., Мохонова Е.В., Мелентьев Д.А., Цыганова М.И., Зайцев Д.Е., Новиков В.В., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».