Immunostimulating effect of Yersinia enterocolitica-antigen conjugated gold nanoparticles

封面

如何引用文章

全文:

详细

Yersinia enterocolitica is one of the most common causative agents of nosocomial infections and the causative agent of yersiniosis, an acute infectious disease of the gastrointestinal tract. Intestinal yersiniosis caused by Y. enterocolitica is a very pressing issue for clinical and veterinary medicine requiring use of sero- and immunodiagnostics to identify the causative agent in humans, animals and animal products. Gold nanoparticles represent one of the most popular antigen nanocarriers used for immunization and vaccination. The advantages of using gold nanoparticles as vaccine delivery vehicles are associated with their relatively small size promoting their tissue penetration, low toxicity and prolonged in vivo circulation, low cost, and reproducibility. Currently, the development of new gold nanoparticle-containing diagnostic tests and vaccines against viral, bacterial, parasitic infections, including bacteria of the genus Yersinia is underway. The aim of the study was to examine efficacy of 15 nm gold nanoparticles as an immunomodulator coupled to Y. enterocolitica-derived antigen for immunization and vaccination. Final conjugate construct was used to immunize laboratory animals. The methods of immunochemical analysis assessed sensitivity and specificity of the antibodies obtained. After that, protective effects were examined in animals vaccinated with antigen conjugates and comparison preparations. It was found that immunization with a Y. enterocolitica antigen-gold nanoparticle conjugate resulted in obtaining serum that specifically recognized yersiniosis ~35 and ~14 kDa proteins evaluated in Western blot analysis. It was shown that the specific sera cross-reacted with Y. pseudotuberculosis species, but not with intestinal group Escherichia coli, Salmonella enterica, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, suggesting the generic specificity of the antibodies obtained. To determine the protective effect, animals were vaccinated with antigen-gold nanoparticle conjugates and comparison preparations. Two weeks after the last vaccination, mice were challenged intraperitoneally with pathogenic strain Y. enterocolitica culture. The groups immunized with antigen-gold nanoparticle conjugate had 70—80% survival rate, whereas all control mice died. It was shown that Yersinia-derived antigen-gold nanoparticle conjugates possessed higher immunomodulating activity than unconjugated antigen. The antibodies obtained can be used for effective yersiniosis immunodiagnostics. Thus, Y. enterocolitica antigen-gold nanoparticle conjugates may serve as a basis for creating preventive vaccines.

作者简介

S. Staroverov

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences; Saratov State Vavilov Agrarian University

Email: staroverovsergey@me.com

PhD, MD (Biology), Professor of the Russian  Academy of Sciences, Leading Researcher, Laboratory  of Immunochemistry, Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences; Professor, Saratov State Vavilov Agrarian University.

Saratov.

俄罗斯联邦

А. Fomin

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences

Email: strazth87@bk.ru

PhD (Biology), Researcher, Laboratory  of Immunochemistry, Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences.

Saratov.

俄罗斯联邦

K. Gabalov

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences

Email: gabalov_konstantin@mail.ru

Researcher, Laboratory of Immunochemistry, Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences.

Saratov.

俄罗斯联邦

S. Ivaschenko

Saratov State Vavilov Agrarian University,

Email: ivashenko-sv@mail.ru

PhD, Associate Professor, Department of Microbiology, Biotechnology and Chemistry, Saratov State Vavilov Agrarian University.

Saratov.

俄罗斯联邦

V. Manieson

Saratov State Vavilov Agrarian University

Email: ivashenko-sv@mail.ru

PhD Student, Department of Microbiology, Biotechnology and Chemistry, Saratov State Vavilov Agrarian University.

 Saratov.

俄罗斯联邦

L. Dykman

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: dykman_l@ibppm.ru
ORCID iD: 0000-0003-2440-6761

Lev A. Dykman   PhD, MD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Immunochemistry, Head of Immunotechnology Group, Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences.

410049, Saratov, Entuziastov pr., 13.

Phone: +7 (845) 297-04-03

俄罗斯联邦

参考

  1. Дыкман Л.А., Староверов С.А., Богатырев В.А., Щеголев С.Ю. Адъювантные свойства наночастиц золота // Российские нанотехнологии. 2010. Т. 5, № 11—12. С. 58—68. doi: 10.1134/S1995078010110029
  2. Дыкман Л.А., Хлебцов Н.Г. Методы химического синтеза коллоидного золота // Успехи химии. 2019. Т. 88, № 3. С. 229—247. doi: 10.1070/RCR4843
  3. Ленченко Е.М., Куликовский А.В., Павлова И.Б. Иерсиниоз. Этиология, эпизоотология, диагностика, меры борьбы и профилактики. М.: МГУПБ, 1998. 124 c.
  4. Маслова И.И., Хоробрых Н.Е., Ушакова М.А., Овечко Н.Н., Муравьев Ю.В. Антитела к Yersinia enterocolitica и Proteus mirabilis в сыворотках больных ревматоидным артритом // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2004. № 4. С. 71-72.
  5. Староверов С.А., Ермилов Д.Н., Щербаков А.А., Семенов С.В., Щеголев С.Ю., Дыкман Л.А. Получение антител к антигенам Yersinia pseudotuberculosis с использованием в качестве адъюванта частиц коллоидного золота // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2003. № 3. C. 54-57.
  6. Хаджу А., Иващенко С.В., Фомин А.С., Щербаков А.А., Староверов С.А., Дыкман Л.А. Использование гипериммунной сыворотки, полученной к ДМСО-антигену кишечно-иерсиниозного микроба, в непрямом дот-иммуноанализе с конъюгатом коллоидного золота // Научное обозрение. 2015. № 5. С. 30-34.
  7. Bernas T., Dobrucki J.W. The role of plasma membrane in bioreduction of two tetrazolium salts, MTT, and CTC. Arch. Biochem. Biophys, 2000, vol. 380, no. 1, pp. 108—116. doi: 10.1006/abbi.2000.1907
  8. Dykman L.A., Khlebtsov N.G. Immunological properties of gold nanoparticles. Chem. Sci., 2017, vol. 8, no. 3, pp. 1719—1735. doi: 10.1039/C6SC03631G
  9. Fabrega A., Vila J. Yersinia enterocolitica: pathogenesis, virulence and antimicrobial resistance. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin., 2012, vol. 30, no. 1, pp. 24-32. doi: 10.1016rf.eimc.2011.07.017
  10. Gregory A.E., Williamson E.D., Prior J.L., Butcher W.A., Thompson I.J., Shaw A.M., Titball R.W. Conjugation of Y. pestis F1-antigen to gold nanoparticles improves immunogenicity. Vaccine, 2012, vol. 30, no. 48, pp. 6777-6782. doi: 10.1016/j.vaccine.2012.09.021
  11. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head ofbacteriophage T4. Nature, 1970, vol. 227, no. 5259, pp. 680-685. doi: 10.1038/227680a0
  12. Leiter E.H. The NOD mouse: a model for insulin dependent diabetes mellitus. Curr. Protoc. Immunol., 2001, vol. 24, no. 1, pp. 15.9.1-15.9.23. doi: 10.1002/0471142735.im1509s24

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Staroverov S.А., Fomin А.S., Gabalov K.P., Ivaschenko S.V., Manieson V.E., Dykman L.А., 2020

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».