Клеточный иммунный ответ на ДНК-вакцину, кодирующую рецептор-связывающий домен белка S вируса SARS-CoV-2, в зависимости от способа упаковки
- Авторы: Боргоякова М.Б.1, Карпенко Л.И.1, Старостина Е.В.1, Волосникова Е.А.1, Задорожный А.М.1, Орлова Л.А.1, Ильичев А.А.1
-
Учреждения:
- ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора
- Выпуск: Том 25, № 2 (2022)
- Страницы: 131-138
- Раздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-7221/article/view/120160
- DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-1114-CIR
- ID: 120160
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Массовая вакцинация против SARS-CoV-2 представляется одним из наиболее важных этапов на пути разрешения проблемы пандемии COVID-19, которая за два с половиной года унесла жизни миллионов человек. Для создания анти-COVID-19 вакцин были задействованы как традиционные подходы (инактивированные вакцины), так и инновационные, благодаря чему на рынке появились вакцины на основе нуклеиновых кислот (мРНК-, ДНК-вакцины). Мы сконструировали плазмиду (ДНК-вакцину), кодирующую ген рецептор-связывающего домена (RBD) белка шипа (S) вируса SARS-CoV-2. Данная ДНК-вакцина была названа pVAXrbd. Для упаковки pVAXrbd был использован поликатионный носитель полиглюкин-спермидин (PGS), а также его конъюгат с рекомбинантным белком RBD (PGS-RBD). При добавлении отрицательно заряженной плазмидой ДНК pVAXrbd к поликатионным молекулам PGS или PGS-RBD, происходило формирование комплексов полимеров с плазмидной ДНК путем самосборки за счет нековалентного взаимодействия. Целью данной работы было исследование клеточного ответа, индуцированного ДНК-вакциной в различных вариантах упаковки, а также анализ вклада упаковки в развитие иммунного ответа. Мышам линии BALB/c вводили ДНК-вакцину в трех вариантах: «голую» рVAXrbd; плазмиду pVAXrbd в оболочке PGS; pVAXrbd в оболочке PGS-RBD. В качестве контроля животным вводили рекомбинантный белок RBD. Клеточный ответ оценивали по продукции IFNγ с помощью двух методов – ELISpot и ICS с использованием проточной цитометрией. Было показано, что ДНК-вакцина pVAXrbd как сама по себе, так и в составе комплексов, обладает способностью индуцировать клеточный иммунный ответ. Наиболее эффективный клеточный ответ был обнаружен в группе животных, иммунизированных комплексом pVAXrbd-PGS. С помощью метода ELISpot для этой группы было зарегистрировано наибольшее количество клеток, ответивших выбросом IFNγ на стимуляцию специфическими пептидами; с помощью ICS и проточной цитометрии для этой группы был показан больший процент IFNγ-продуцирующих CD4+ и CD8+Т-клеток. Этот эффект, по-видимому, связан с тем, что оболочка из полиглюкин-спермидина защищает ДНК от действия нуклеаз, а комплексы pVAXrbd-PGS более эффективно узнаются антигенпрезентирующими клетками, чем голая плазмидная ДНК. Представленные результаты показывают, что оболочка из полиглюкин-спермидина обеспечивает повышение иммуногенности ДНК-вакцины pVAXrbd в отношении вирус-специфического Т-клеточного ответа.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Мария Борисовна Боргоякова
ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора
Автор, ответственный за переписку.
Email: borgoyakova_mb@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-0768-1561
SPIN-код: 8588-7391
Scopus Author ID: 57221732585
младший научный сотрудник Центра геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий
Россия, 630559, Новосибирская обл., р. п. КольцовоЛариса Ивановна Карпенко
ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора
Email: karpenko@vector.nsc.ru
д.б.н., доцент, ведущий научный сотрудник Центра геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий
Россия, 630559, Новосибирская обл., р. п. КольцовоЕкатерина Владимировна Старостина
ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора
Email: starostina_ev@vector.nsc.ru
к.б.н., научный сотрудник Центра геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий
Россия, 630559, Новосибирская обл., р. п. КольцовоЕкатерина Александровна Волосникова
ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора
Email: volosnikova_ea@vector.nsc.ru
к.б.н., ведущий научный сотрудник Центра геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий
Россия, 630559, Новосибирская обл., р. п. КольцовоАлексей Михайлович Задорожный
ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора
Email: zadorozhnyy_am@vector.nsc.ru
стажер-исследователь, Центр геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий
Россия, 630559, Новосибирская обл., р. п. КольцовоЛюбовь Александровна Орлова
ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора
Email: orlova_la@vector.nsc.ru
аспирант, стажер-исследователь, Центр геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий
Россия, 630559, Новосибирская обл., р. п. КольцовоАлександр Алексеевич Ильичев
ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора
Email: ilyichev@vector.nsc.ru
д.б.н., профессор, заведующий отделом биоинженерии, Центр геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий
Россия, 630559, Новосибирская обл., р. п. КольцовоСписок литературы
- Ahn J.Y., Lee J., Suh Y.S., Song Y.G., Choi Y.J., Lee K.H., Seo S.H., Song M., Oh J.W., Kim M., Seo H.Y., Kwak J.E., Youn J.W., Woo J.W., Shin E.C., Sung Y.C., Park S.H., Choi J.Y. Safety and immunogenicity of two recombinant DNA COVID-19 vaccines containing the coding regions of the spike or spike and nucleocapsid proteins: an interim analysis of two open-label, non-randomised, phase 1 trials in healthy adults. Lancet Microbe, 2022, Vol. 3, no. 3, pp. e173-e183.
- Borgoyakova M.B., Karpenko L.I., Rudometov A.P., Shanshin D.V., Isaeva A.A., Nesmeyanova V.S., Volkova N.V., Belenkaya S.V., Murashkin D.E., Shcherbakov D.N., Volosnikova E.A., Starostina E.V., Orlova L.A., Danilchenko N.V., Zaikovskaya A.V., Pyankov O.V., Ilyichev A.A. Immunogenic properties of the DNA construct encoding the receptor-binding domain of the SARS-CoV-2 spike protein. Mol. Biol. (Mosk.), 2021, Vol. 55, no. 6, pp. 987-998.
- Borgoyakova M.B., Karpenko L.I., Rudometov A.P., Volosnikova E.A., Merkuleva I.A., Starostina E.V., Zadorozhny A.M., Isaeva A.A., Nesmeyanova V.S., Shanshin D.V., Baranov K.O., Volkova N.V., Zaitsev B.N., Orlova L.A., Zaykovskaya A.V., Pyankov O.V., Danilenko E.D., Bazhan S.I., Shcherbakov D.N., Taranin A.V., Ilyichev A.A. Self-assembled particles combining SARS-CoV-2 RBD protein and RBD DNA vaccine induce synergistic enhancement of the humoral response in mice. Int. J. Mol. Sci., 2022, Vol. 23, no. 4, 2188. doi: 10.3390/ijms23042188.
- Kraynyak K.A., Blackwood E., Agnes J., Tebas P., Giffear M., Amante D., Reuschel E.L., Purwar M., Christensen-Quick A., Liu N., Andrade V.M., Diehl M.C., Wani S., Lupicka M., Sylvester A., Morrow M.P., Pezzoli P., McMullan T., Kulkarni A.J., Zaidi F.I., Frase D., Liaw K., Smith T.R.F., Ramos S.J., Ervin J., Adams M., Lee J., Dallas M., Shah Brown A., Shea J.E., Kim J.J., Weiner D.B., Broderick K.E., Humeau L.M., Boyer J.D., Mammen M.P. SARS-CoV-2 DNA vaccine INO-4800 induces durable immune responses capable of being boosted in a phase 1 open-label trial. J. Infect. Dis., 2022, jiac016. doi: 10.1093/infdis/jiac016.
- Lagunas-Rangel F.A., Chávez-Valencia V. What do we know about the antibody responses to SARSCoV-2? Immunobiology, 2021, Vol. 226, no. 2, 152054. doi: 10.1016/j.imbio.2021.152054.
- Mallapaty S. India’s DNA COVID vaccine is a world first – more are coming. Nature, 2021, Vol. 597, pp. 161-162.
- Mathew D., Giles J.R., Baxter A.E., Oldridge D.A., Greenplate A.R., Wu J.E., Alanio C., Kuri-Cervantes L., Pampena M.B., D’Andrea K., Manne S., Chen Z., Huang Y.J., Reilly J.P., Weisman A.R., Ittner C.A.G., Kuthuru O., Dougherty J., Nzingha K., Han N., Kim J., Pattekar A., Goodwin E.C., Anderson E.M., Weirick M.E., Gouma S., Arevalo C.P., Bolton M.J., Chen F., Lacey S.F., Ramage H., Cherry S., Hensley S.E., Apostolidis S.A., Huang A.C., Vella L.A.; UPenn COVID Processing Unit, Betts M.R., Meyer N.J., Wherry E.J. Deep immune profiling of COVID-19 patients reveals distinct immunotypes with therapeutic implications. Science, 2020, Vol. 369, no. 6508, eabc8511. doi: 10.1126/science.abc8511
- Merkuleva I.A., Shcherbakov D.N., Borgoyakova M.B., Shanshin D.V., Rudometov A.P., Karpenko L.I., Belenkaya S.V., Isaeva A.A., Nesmeyanova V.S., Kazachinskaia E.I., Volosnikova E.A., Esina T.I., Zaykovskaya A.V., Pyankov O.V., Borisevich S.S., Shelemba A.A., Chikaev A.N., Ilyichev A.A. Comparative immunogenicity of the recombinant receptor-binding domain of protein S SARS-CoV-2 obtained in prokaryotic and mammalian expression systems. Vaccines (Basel), 2022. Vol. 10, no. 1, 96. doi: 10.3390/vaccines10010096.
- Momin T., Kansagra K., Patel H., Sharma S., Sharma B., Patel J., Mittal R., Sanmukhani J., Maithal K., Dey A., Chandra H., Rajanathan C.T., Pericherla H.P., Kumar P., Narkhede A., Parmar D. Safety and immunogenicity of a DNA SARS-CoV-2 vaccine (ZyCoV-D): Results of an open-label, non-randomized phase I part of phase I/II clinical study by intradermal route in healthy subjects in India. EClinicalMedicine, 2021, Vol. 38, 101020. doi: 10.1016/j.eclinm.2021.101020.
- Sekine T., Perez-Potti A., Rivera-Ballesteros O., Strålin K., Gorin J.B., Olsson A., Llewellyn-Lacey S., Kamal H., Bogdanovic G., Muschiol S., Wullimann D.J., Kammann T., Emgård J., Parrot T., Folkesson E., Karolinska COVID-19 Study Group, Rooyackers O., Eriksson L.I., Henter J.I., Sönnerborg A., Allander T., Albert J., Nielsen M., Klingström J., Gredmark-Russ S., Björkström N.K., Sandberg J.K., Price D.A., Ljunggren H.G., Aleman S., Buggert M. Robust T cell immunity in convalescent individuals with asymptomatic or mild COVID-19. Cell, 2020, Vol. 183, no. 1, pp. 158-168.e14.
- Simões R.S.Q., Rodríguez-Lázaro D. Classical and next-generation vaccine platforms to SARS-CoV-2: biotechnological strategies and genomic variants. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2022, Vol. 19, no. 4. 2392. doi: 10.3390/ijerph19042392.
Дополнительные файлы
