Влияние комплексов миРНК на репродукцию вируса гриппа A (Orthomyxoviridae: Alphainfluenzavirus) in vivo

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Грипп является одной из самых актуальных проблем мирового здравоохранения. Несмотря на широкий спектр противогриппозных препаратов, остро стоит проблема формирования вирусной резистентности, что требует поиска новых возможностей её преодоления. Перспективным решением представляется создание лекарственных препаратов, действие которых основано на ингибировании активности клеточных генов посредством РНК-интерференции.

Цель – оценка профилактического потенциала миРНК, направленных к клеточным генам FLT4, Nup98 и Nup205 in vivo, в отношении гриппозной инфекции.

Материалы и методы. В исследовании использован штамм вируса гриппа A/California/7/09 (H1N1), мыши BALB/c. Введение миРНК и заражение животных выполняли интраназально. Учёт результатов выполняли посредством молекулярно-генетических и вирусологических методов.

Результаты. Применение комплексов миРНК Nup98.1 и Nup205.1 приводило к достоверному снижению вирусной репродукции и вРНК на третьи сутки после заражения. Параллельно с этим выполнялась одновременная трансфекция двух комплексов миРНК (Nup98.1 и Nup205.1). При использовании данного комплекса также отмечалось достоверное снижение вирусного титра и вРНК по сравнению с контрольными группами.

Выводы. Применение миРНК in vivo способно приводить к противовирусному эффекту как при одиночном, так и при одновременном подавлении активности нескольких клеточных генов. Результаты свидетельствуют о том, что использование миРНК, направленных к клеточным генам, чьи продукты экспрессии участвуют в процессе вирусной репродукции, является одним из потенциально перспективных методов профилактики и терапии не только гриппозной, но и других респираторных инфекций.

Об авторах

Евгений Алексеевич Пашков

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет); ФГБУН «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: pashckov.j@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5682-4581

аспирант кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии; младший научный сотрудник лаборатории прикладной вирусологии

Россия, 119991, г. Москва; 105064, г. Москва

Виктория Юрьевна Момот

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: momot_v_yu@student.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0003-3476-5485

студент института медицинской биохимии

Россия, 119991, г. Москва

Анастасия Витальевна Пак

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: dcnnpk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4295-7858

студент института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского

Россия, 119991, г. Москва

Роман Владимирович Самойликов

ФГБУН «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: roma_sam78@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6405-1390

научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии

Россия, 105064, г. Москва

Георгий Алексеевич Пашков

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: georgp2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0392-9969

студент клинического института детского здоровья им. Н.Ф. Филатова

Россия, 119991, г. Москва

Галина Николаевна Усатова

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: g.n.usatova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8955-3570

кандидат медицинских наук, доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии

Россия, 119991, г. Москва

Елена Олеговна Кравцова

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: elenakravtsov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9100-0422

кандидат медицинских наук, доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии

Россия, 119991, г. Москва

Александр Владимирович Поддубиков

ФГБУН «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: poddubikov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8962-4765

кандидат биологических наук, заведующий лабораторией микробиологии условно-патогенных бактерий

Россия, 105064, г. Москва

Фирая Галиевна Нагиева

ФГБУН «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: fgn42@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8204-4899

Доктор медицинских наук, доцент, заведующий лабораторией гибридных клеточных культур

Россия, 105064, г. Москва

Александр Викторович Сидоров

ФГБУН «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: sashasidorov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3561-8295

кандидат биологических наук, заведующий лабораторией ДНК-содержащих вирусов

Россия, 105064, г. Москва

Евгений Петрович Пашков

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: 9153183256@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4963-5053

доктор медицинских наук, профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии

Россия, 119991, г. Москва

Оксана Анатольевна Свитич

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет); ФГБУН «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: svitichoa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1757-8389

чл.-корр. РАН, доктор медицинских наук, директор, заведующий лабораторией молекулярной иммунологии; профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии

Россия, 119991, г. Москва; 105064, г. Москва

Виталий Васильевич Зверев

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет); ФГБУН «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Email: vitalyzverev@outlook.com
ORCID iD: 0000-0002-0017-1892

академик РАН, доктор биологических наук, научный руководитель; профессор, заведующий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии

Россия, 119991, г. Москва; 105064, г. Москва

Список литературы

  1. WHO. World Health Day 2023. Health For All. Available at: https://www.euro.who.int/ru/media-centre/events/events/2021/10/flu-awareness-campaign-2021
  2. Britannica. 1968 flu pandemic. Global outbreak. Available at: https://www.britannica.com/event/1968-flu-pandemic
  3. Trilla A., Trilla G., Daer C. The 1918 “Spanish flu” in Spain. Clin. Infect. Dis. 2008; 47(5): 668–73. https://doi.org/10.1086/590567
  4. Onishchenko G.G., Sizikova T.E., Lebedev V.N., Borisevich S.V. Analysis of promising approaches to COVID-19 vaccine development. BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2020; 20(4): 216–27. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2020-20-4-216-227
  5. Glover R.E., Urquhart R., Lukawska J., Blumenthal K.G. Vaccinating against covid-19 in people who report allergies. BMJ. 2021; 372: n120. https://doi.org/10.1136/bmj.n120.
  6. Smith M. Vaccine safety: medical contraindications, myths, and risk communication. Pediatr. Rev. 2015; 36(6): 227–38. https://doi.org/10.1542/pir.36-6-227
  7. Wang J., Wu Y., Ma C., Fiorin G., Wang J., Pinto L.H., et al. Structure and inhibition of the drug-resistant S31N mutant of the M2 ion channel of influenza A virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013; 110(4): 1315–20. https://doi.org/http://doi.org/10.1073/pnas.1216526110
  8. Hurt A.C., Ernest J., Deng Y.M., Iannello P., Besselaar T.G., Birch C., et al. The emergence and spread of resistant influenza A (H1N1) viruses in Oceania, Southeast Asia and South Asia. Antiviral. Res. 2009; (1): 90–3. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2009.03.003
  9. Leneva I.A., Russell R.J., Boriskin Y.S., Hay A.J. Characteristics of arbidol-resistant mutants of influenza virus: Implications for the mechanism of anti-influenza action of arbidol. Antiviral. Res. 2009; 81(2): 132–40. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2008.10.009
  10. Han J., Perez J., Schafer A., Cheng H., Peet N., Rong L., et al. Influenza virus: small molecule therapeutics and mechanisms of antiviral resistance. Curr. Med. Chem. 2018; 25(38): 5115–27. https://doi.org/http://doi.org/10.2174/0929867324666170920165926
  11. McManus M.T., Sharp P.A. Gene silencing in mammals by small interfering RNAs. Nat. Rev. Genet. 2002; 3(10): 737–47. https://doi.org/10.1038/nrg908
  12. Fire A.Z. Gene silencing by double-stranded RNA. Cell Death Differ. 2007; 14(12): 1998–2012. https://doi.org/10.1038/sj.sdd.4402253
  13. van der Ree M.H., van der Meer A.J., van Nuenen A.C., de Bruijne J., Ottosen S., Janssen H.L., et al. Miravirsen dosing in chronic hepatitis C patients results in decreased microRNA-122 levels without affecting other microRNAs in plasma. Aliment. Pharmacol. Ther. 2016; 43(1): 102–13. https://doi.org/10.1111/apt.13432
  14. Soriano V., Barreiro P., Benitez L., Peña J.M., de Mendoza C. New antivirals for the treatment of chronic hepatitis B. Expert Opin. Investig. Drugs. 2017; 26(7): 843–51. https://doi.org/101080/13543784.2017.1333105
  15. Qureshi A., Tantray V.G., Kirmani A.R., Ahangar A.G. A review on current status of antiviral siRNA. Rev. Med. Virology. 2018; 28(4): 1976. https://doi.org/10.1002/rmv.1976
  16. Estrin M.A., Hussein I.T.M., Puryear W.B., Kuan A.C., Artim S.C., Runstadler J.A. Host-directed combinatorial RNAi improves inhibition of diverse strains of influenza A virus in human respiratory epithelial cells. PLoS One. 2018; 13(5): e0197246. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0197246
  17. Rupp J.C., Locatelli M., Grieser A., Ramos A., Campbell P.J., Yi H., et al. Host cell copper transporters CTR1 and ATP7A are important for Influenza A virus replication. Virol. J. 2017; 14(1): 11. https://doi.org/10.1186/s12985-016-0671-7
  18. Adams D. Patisiran, an investigational RNAi therapeutic for patients with hereditary transthyretin-mediated (hATTR) amyloidosis: Results from the phase 3 APOLLO study. Revue Neurologique. 2018; 174(S1): S37. https://doi.org/10.1016/j.neurol.2018.01.085
  19. Zhao L. Therapeutic strategies for acute intermittent porphyria. Intractable Rare Dis. Res. 2020; 9(4): 205–16. https://doi.org/10.5582/irdr.2020.03089
  20. Pashkov E., Korchevaya E., Faizuloev E., Rtishchev A., Cherepovich B., Bystritskaya E., et al. Knockdown of FLT4, Nup98, and Nup205 cellular genes effectively suppresses the reproduction of influenza virus strain A/WSN/1933 (H1N1) in vitro. Infect. Disord. Drug Targets. 2022; 22(5): 100–8. https://doi.org/10.2174/1871526522666220325121403
  21. Пашков Е.А., Корчевая Е.Р., Файзулоев Е.Б., Пашков Е.П., Зайцева Т.А., Ртищев А.А. и др. Создание модели изучения противовирусного действия малых интерферирующих РНК in vitro. Санитарный врач. 2022; (1): 65–74. https://doi.org/10.33920/med-08-2201-07 EDN: https://elibrary.ru/paaeqt
  22. Pashkov E.A., Korotysheva M.O., Pak A.V., Faizuloev E.B., Sidorov A.V., Poddubikov A.V., et al. Investigation of the anti-influenza activity of siRNA complexes against the cellular genes FLT4, Nup98, and Nup205 in vitro. Fine Chem. Technol. 2022; 17(2): 140–51. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2022-17-2-140-151
  23. Tompkins S.M., Lo C.Y., Tumpey T.M., Epstein S.L. Protection against lethal influenza virus challenge by RNA interference in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004; 101(23): 8682–6. https://doi.org/10.1073/pnas.0402630101
  24. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001; 25(4): 402–8. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262
  25. Ramakrishnan M.A. Determination of 50% endpoint titer using a simple formula. World J. Virol. 2016; 5(2): 85–6. https://doi.org/10.5501/wjv.v5.i2.85
  26. Czuppon P., Pfaffelhuber P. Limits of noise for autoregulated gene expression. J. Math. Biol. 2018; 77(4): 1153–91. https://doi.org/10.1007/s00285-018-1248-4
  27. Eierhoff T., Hrincius E.R., Rescher U., Ludwig S., Ehrhardt C. The Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) promotes uptake of influenza А viruses (IAV) into host cells. PLoS Pathog. 2010; 6(9): e1001099. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1001099
  28. Shaw M.L., Stertz S. Role of host genes in influenza virus replication. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2018; 419: 151–89. https://doi.org/10.1007/82_2017_30
  29. Watanabe T., Watanabe S., Kawaoka Y. Cellular networks involved in the influenza virus life cycle. Cell Host Microbe. 2010; 7(6): 427–39. https://doi.org/10.1016/j.chom.2010.05.008
  30. TTP. How To Perform The Delta-Delta Ct Method. Available at: https://toptipbio.com/delta-delta-ct-pcr/
  31. Epstein S.L., Tumpey T.M., Misplon J.A., Lo C.Y., Cooper L.A., Subbarao K., et al. DNA vaccine expressing conserved influenza virus proteins protective against H5N1 challenge infection in mice. Emerg. Infect. Dis. 2002; 8(8): 796–801. http://doi.org/10.3201/eid0805.010476
  32. Liang S., Mozdzanowska K., Palladino G., Gerhard W. Heterosubtypic immunity to influenza type A virus in mice. Effector mechanisms and their longevity. J. Immunol. 1994; 152(4): 1653–61.
  33. Pak A.V., Pashkov E.A., Abramova N.D., Poddubikov A.V., Nagieva F.G., Bogdanova E.A., et al. Effect of antiviral siRNAs on the production of cytokines in vitro. Fine Chem. Technol. 2022; 17(5): 384–93. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2022-17-5-384-393
  34. Пашков Е.А., Пак А.В., Абрамова Н.Д., Яковлева И.В., Вартанова Н.О., Богданова Е.А. и др. Изучение экспрессии гена IL-1β под действием комплексов миРНК, обладающих противогриппозным действием. Российский иммунологический журнал. 2022; 25(4): 485–90. https://doi.org/10.46235/1028-7221-1202-SEO EDN: https://www.elibrary.ru/bbqdhe

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние миРНК на экспрессию генов Nup98 и Nup205.По оси абсцисс указаны названия миРНК, направленных к одноимённым генам. По оси ординат показано изменение экспрессии генов Nup98 и Nup205 после обработки клеток комплексами миРНК относительно неспецифической миРНК L2 (в %). *р ≤ 0,05.

Скачать (73KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние комплексов миРНК на изменение массы мышей в течение трёх суток после заражения вирусом гриппа A/California/7/09 (H1N1) в динамике.На оси абсцисс представлены миРНК и их одноимённые целевые клеточные гены. На оси ординат представлено изменение массы тела в (в %). *р ≤ 0,05.

Скачать (86KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние подавления генов Nup98 и Nup205 посредством миРНК на репродукцию вируса гриппа A/California/7/09 (H1N1) на третьи сутки с момента трансфекции при LD50.По оси абсцисс – названия миРНК. По оси ординат представлен показатель вирусного титра. *р ≤ 0,05.

Скачать (37KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние подавления генов Nup98 и Nup205 посредством миРНК на изменение вРНК на третьи сутки с момента трансфекции при LD50.По оси абсцисс – названия миРНК. По оси ординат представлено количество вРНК. *р ≤ 0,05.

Скачать (42KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Влияние пула миРНК Nup98.1/Nup205.1 на репродукцию вируса гриппа A/California/7/09 (H1N1) на третьи сутки с момента трансфекции при LD50.По оси абсцисс – названия миРНК. По оси ординат представлен показатель вирусного титра. *р ≤ 0,05.

Скачать (33KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Влияние подавления генов Nup98 и Nup205 посредством миРНК на изменение вРНК на третьи сутки с момента трансфекции при LD50.По оси абсцисс – названия миРНК. По оси ординат представлено количество вРНК. *р < 0,05.

Скачать (34KB)
Метаданные

© Пашков Е.А., Момот В.Ю., Пак А.В., Самойликов Р.В., Пашков Г.А., Усатова Г.Н., Кравцова Е.О., Поддубиков А.В., Нагиева Ф.Г., Сидоров А.В., Пашков Е.П., Свитич О.А., Зверев В.В., 2023

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».