Growth characteristics of experimental live influenza vaccine strains with modified NP and NS genes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Vaccination is the most effective means of fighting influenza epidemics, but the immunogenicity of licensed influenza vaccines is not always satisfactory. One of the ways to increase the immunogenicity of an attenuated live influenza vaccine is to shorten the open reading frame of the NS1 protein, a modulator of innate antiviral immunity. In addition, the T-cell response to vaccination can be optimized by including the NP gene from the epidemic parental virus into the genome of vaccine strains.

MATERIALS AND METHODS: The open reading frame of the NS1 protein of the master donor virus A/Leningrad/134/17/57 was truncated to 126 amino acids by site-directed mutagenesis. The HA, NA, and NP genes of the model virus A/Anhui/1/2013 (H7N9) were cloned into the pCIPolISapIT vector. The rescue of recombinant influenza viruses was performed by transfection of Vero cells with a desired set of plasmids. The growth properties of the recombinant viruses were determined in embryonated chicken eggs incubated at different temperatures, as well as in the tissues of the respiratory tract of mice (nasal turbinates, lungs).

RESULTS: Experimental live influenza vaccine strains of subtype H7N9 with genome compositions 6:2 and 5:3 and carrying a full-length or truncated NS1 gene were actively replicated in eggs under optimal conditions, while maintaining the temperature-sensitive and cold-adapted phenotypes characteristic of classical live influenza vaccine strains. All viruses lacked the ability to grow in the lungs of C57BL/6J mice, which confirms the attenuated phenotype of the viruses. In the nasal passages of mice, only viruses with the full-length NS1 gene replicated, while viruses expressing the truncated NS1 protein were not detected in the respiratory tract of animals.

CONCLUSIONS: The results indicate that modification of the NS1 gene of the vaccine virus and the inclusion of wild-type NP gene in its genome does not affect its growth characteristics in eggs. A decrease in the activity of viral replication in the upper respiratory tract of mice with a shortening of the NS1 open reading frame indicates an increase in the attenuating properties of modified vaccines, which opens up prospects for the use of new vaccines in children under three years of age.

About the authors

Polina I. Prokopenko

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: pi.prokopenko@gmail.com

Postgraduate student, Research Assistant

Russian Federation, Saint Petersburg

Виктория A. Matyushenko

Institute of Experimental Medicine

Email: small.scorpion@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4698-6085
SPIN-code: 1857-1769

Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Irina N. Isakova-Sivak

Institute of Experimental Medicine

Email: isakova.sivak@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-2801-1508
SPIN-code: 3469-3600

Dr. Sci. (Biol.), Head of Laboratory

Russian Federation, Saint Petersburg

Larisa G. Rudenko

Institute of Experimental Medicine

Email: vaccine@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0107-9959
SPIN-code: 4181-1372

Dr. Sci. (Med.), Professor, Honored Scientist of the Russian Federation

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Iuliano AD, Roguski KM, Chang HH, et al. Estimates of global seasonal influenza-associated respiratory mortality: a modelling study. Lancet. 2018;391(10127):1285–1300. doi: 10.1016/S0140-6736(17)33293-2
  2. Marc D. Influenza virus non-structural protein NS1: interferon antagonism and beyond. J Gen Virol. 2014;95(Pt 12):2594–2611. doi: 10.1099/vir.0.069542-0
  3. Pica N, Langlois RA, Krammer F, et al. NS1-truncated live attenuated virus vaccine provides robust protection to aged mice from viral challenge. J Virol. 2012;86(19):10293–10301. doi: 10.1128/JVI.01131-12
  4. Zhou B, Li Y, Belser JA, et al. NS-based live attenuated H1N1 pandemic vaccines protect mice and ferrets. Vaccine. 2010;28(50):8015–8025. doi: 10.1016/j.vaccine.2010.08.106
  5. Isakova-Sivak I, Korenkov D, Smolonogina T, et al. Comparative studies of infectivity, immunogenicity and cross-protective efficacy of live attenuated influenza vaccines containing nucleoprotein from cold-adapted or wild-type influenza virus in a mouse model. Virology. 2017;500:209–217. doi: 10.1016/j.virol.2016.10.027
  6. Rekstin A, Isakova-Sivak I, Petukhova G, et al. Immunogenicity and cross protection in mice afforded by pandemic H1N1 live attenuated influenza vaccine containing wild-type nucleoprotein. Biomed Res Int. 2017;2017:9359276. doi: 10.1155/2017/9359276
  7. Reed LJ, Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints. American Journal of Epidemiology. 1938;27(3):493–497. doi: 10.1093/oxfordjournals.aje.a118408
  8. Vasin AV, Temkina OA, EgorovVV, et al. Molecular mechanisms enhancing the proteome of influenza A viruses: an overview of recently discovered proteins. Virus Res. 2014;185:53–63. doi: 10.1016/j.virusres.2014.03.015

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. Growth characteristics of the studied vaccine strains in vitro and in vivo: a — infectious activity of viruses in ECE at different incubation temperatures; b — infectious titers of viruses in the upper and lower respiratory tract of C57BL/6J mice on day 3 after intranasal infection. EID50 — average embryonic infectious dose

Download (105KB)

Copyright (c) 2021 Prokopenko P.I., Matyushenko В.A., Isakova-Sivak I.N., Rudenko L.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».