Адъювантное действие дисперсного фуллерена С60 на иммунный ответ против конструкций, имитирующих аминокислотные и нуклеотидные последовательности неструктурного белка NS5B вируса гепатита С
- Авторы: Масалова О.В.1, Леснова Е.И.1, Андреев С.М.2, Шершакова Н.Н.2, Козлов В.В.1, Пермякова К.Ю.1,3, Демидова Н.А.1, Валуев-Эллистон В.Т.4, Турецкий Е.А.2,5, Иванов А.В.4, Николаева Т.Н.1, Хаитов М.Р.2,6, Пронин А.В.1, Кущ А.А.1
-
Учреждения:
- ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России
- ФГБУ «Государственный научный центр «Институт иммунологии» ФМБА России
- ФГБОУ ВО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К.И. Скрябина» Министерства сельского хозяйства Российской Федерации
- ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук
- ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)
- ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России
- Выпуск: Том 67, № 6 (2022)
- Страницы: 516-526
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
- URL: https://ogarev-online.ru/0507-4088/article/view/125758
- DOI: https://doi.org/10.36233/0507-4088-149
- ID: 125758
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Вакцина против гепатита С пока не разработана. Рекомбинантные белки и плазмиды, кодирующие белки вируса гепатита С (ВГС), – компоненты кандидатных вакцин – индуцируют слабый иммунный ответ и требуют использования адъювантов.
Цель работы – изучить адъювантную способность водного раствора фуллерена С60 при иммунизации мышей рекомбинантным белком NS5B (rNS5B) ВГС – РНК-зависимой РНК-полимеразой, а также плазмидой pcNS5B, экспрессирующей этот белок.
Материалы и методы. Водный раствор дисперсного фуллерена (dnC60) получен методом ультрафильтрации. Мышей C57BL/6 иммунизировали rNS5B подкожно, pcNS5B – внутримышечно в смеси с разными дозами dnC60 трёхкратно, затем оценивали гуморальный и клеточный ответ на ВГС.
Результаты. Показано, что иммунизация мышей rNS5B в смеси с dnC60 в дозах 2–50 мкг/мышь приводила к значительной индукции гуморального ответа: дозозависимый прирост титров антител IgG1 был в 7–20 раз выше. Усиления клеточного ответа к rNS5B при введении с dnC60 не наблюдалось: продукция IFN-γ лимфоцитами, стимулированными in vitro, не увеличивалась; антитела изотипа IgG2a – маркера Th1 звена иммунного ответа – не обнаруживались. Гуморальный ответ на ДНК-иммунизацию был слабым у мышей всех групп, получавших pcNS5B. Клеточный ответ при введении плазмиды в смеси с dnC60 подавлялся. Показана обратная зависимость индекса стимуляции пролиферации лимфоцитов в ответ на специфические стимуляторы in vitro от дозы dnC60, снижение количества клеток, синтезирующих IFN-γ, в реакции ELISpot, сокращение популяции CD8+-лимфоцитов.
Заключение. Дисперсный фуллерен dnC60 представляется весьма обещающим адъювантом для повышения иммуностимулирующей активности слабоиммуногенных белков, к которым относятся белки ВГС, включая поверхностные, важные для протективного ответа. Для повышения способности dnC60 усиливать клеточный иммунный ответ на компоненты кандидатной вакцины необходимы дальнейшие исследования.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Ольга Владимировна Масалова
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России
Email: ol.mas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5571-5669
SPIN-код: 7210-0870
д-р биол. наук, ведущий научный сотр., зав. лаб.
Россия, 123098, МоскваЕкатерина Ивановна Леснова
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России
Email: wolf252006@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2801-6843
SPIN-код: 9901-8607
научный сотр.
Россия, 123098, МоскваСергей Михайлович Андреев
ФГБУ «Государственный научный центр «Институт иммунологии» ФМБА России
Email: sm.andreevj@nrcii.ru
ORCID iD: 0000-0001-8297-579X
SPIN-код: 2542-5260
канд. хим. наук, зав. лаб.
Россия, 115522, МоскваНадежда Николаевна Шершакова
ФГБУ «Государственный научный центр «Институт иммунологии» ФМБА России
Email: nn.shershakova@nrcii.ru
ORCID iD: 0000-0001-6444-6499
SPIN-код: 7555-5925
канд. биол. наук, зав. лаб.
Россия, 115522, МоскваВячеслав Владимирович Козлов
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России
Email: hyperslava@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0502-4824
SPIN-код: 6821-2115
научный сотр.
Россия, 123098, МоскваКристина Юрьевна Пермякова
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К.И. Скрябина» Министерства сельского хозяйства Российской Федерации
Email: kristusha164@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3579-4416
SPIN-код: 6220-3425
мл. науч. сотр., ст. преподаватель кафедры иммунологии и биотехнологии
Россия, 123098, Москва; 109472, МоскваНаталья Андреевна Демидова
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России
Email: ailande@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1961-9789
SPIN-код: 8759-0277
научный сотр.
Россия, 123098, МоскваВладимир Треворович Валуев-Эллистон
ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук
Email: gansfaust@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0365-570X
SPIN-код: 3492-4501
канд. биол. наук, научный сотр.
Россия, 119991, МоскваЕвгений Александрович Турецкий
ФГБУ «Государственный научный центр «Институт иммунологии» ФМБА России; ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)
Email: ea.turetskiy@nrcii.ru
Scopus Author ID: 1006824
канд. фарм. наук, мл. науч. сотр.
Россия, 115522, Москва; 119991, МоскваАлександр Владимирович Иванов
ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук
Email: aivanov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5659-9679
SPIN-код: 5776-5496
канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник
Россия, 119991, МоскваТатьяна Николаевна Николаева
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России
Email: tatyananik.55@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6226-7251
SPIN-код: 6679-1727
д-р мед. наук, зав. лаб.
Россия, 123098, МоскваМуса Рахимович Хаитов
ФГБУ «Государственный научный центр «Институт иммунологии» ФМБА России; ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России
Email: mr.khaitov@nrcii.ru
SPIN-код: 3199-9803
член-корр. РАН, д-р мед. наук, проф., директор
Россия, 115522, Москва; 117997, МоскваАлександр Васильевич Пронин
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России
Email: proninalexander@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5266-9783
SPIN-код: 5736-5260
д-р биол. наук, проф., директор, зам. директора
Россия, 123098, МоскваАлла Александровна Кущ
ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России
Автор, ответственный за переписку.
Email: vitallku@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3396-5533
SPIN-код: 6964-1715
д-р биол. наук, проф., ведущий научный сотр.
Россия, 123098, МоскваСписок литературы
- Dustin L.B. Innate and adaptive immune responses in chronic HCV infection. Curr. Drug Targets. 2017; 18(7): 826–43. https://doi.org/10.2174/1389450116666150825110532.
- Pawlotsky J.M. Hepatitis C virus: standard-of-care treatment. Adv. Pharmacol. 2013; 67: 169–215. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-405880-4.00005-6
- Spearman C.W., Dusheiko G.M., Hellard M., Sonderup M. Hepatitis C. Lancet. 2019; 394(10207): 1451–66. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)32320-7
- Osuch S., Metzner K.J., Caraballo Cortes K. Reversal of T cell exhaustion in chronic HCV infection. Viruses. 2020; 12(8): 799. https://doi.org/10.3390/v12080799
- Telatin V., Nicoli F., Frasson C., Menegotto N., Barbaro F., Castelli E., et al. In chronic hepatitis C infection, myeloid-derived suppressor cell accumulation and T cell dysfunctions revert partially and late after successful direct-acting antiviral treatment. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2019; 9: 190. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00190
- Elmasry S., Wadhwa S., Bang B.R., Cook L., Chopra S., Kanel G., et al. Detection of occult hepatitis C virus infection in patients who achieved a sustained virologic response to direct-acting antiviral agents for recurrent infection after liver transplantation. Gastroenterology. 2017; 152(3): 550-53.e8. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2016.11.002
- Wang Y., Rao H., Chi X., Li B., Liu H., Wu L., et al. Detection of residual HCV-RNA in patients who have achieved sustained virological response is associated with persistent histological abnormality. EBioMedicine. 2019; 46: 227–35. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.07.043
- Holmes J.A., Yu M.L., Chung R.T. Hepatitis B reactivation during or after direct acting antiviral therapy – implication for susceptible individuals. Expert Opin. Drug Saf. 2017; 16(6): 651–72. https://doi.org/10.1080/14740338.2017.1325869
- Ghweil A.A., Helal M.M. Reactivation of herpesvirus in patients with hepatitis C treated with direct-acting antiviral agents. Infect. Drug Resist. 2019; 12: 759–62. https://doi.org/10.2147/IDR.S184598
- Verma R., Khanna P., Chawla S. Hepatitis C vaccine. Need of the hour. Hum. Vacc. Immunother. 2014; 10(7): 1927–9. https://doi.org/10.4161/hv.29033
- Bailey J.R., Barnes E., Cox A.L. Approaches, progress, and challenges to hepatitis C vaccine development. Gastroenterology. 2019; 156(2): 418–30. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2018.08.060
- Ploss A., Kapoor A. Animal models of hepatitis C virus infection. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2020; 10(5): a036970. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a036970
- Ahlén G., Frelin L. Methods to evaluate novel hepatitis C virus vaccines. Methods Mol. Biol. 2016; 1403: 221–44. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-3387-7_11
- Andrianov A.K., Fuerst T.R. Immunopotentiating and delivery systems for HCV vaccines. Viruses. 2021; 13(6): 981. https://doi.org/10.3390/v13060981.
- Sepulveda-Crespo D., Resino S., Martinez I. Innate immune response against hepatitis C virus: targets for vaccine adjuvants. Vaccines (Basel). 2020; 8(2): 313. https://doi.org/10.3390/vaccines8020313
- Gaur M., Misra C., Yadav A.B., Swaroop S., Maolmhuaidh F.O., Bechelany M., et al. Biomedical applications of carbon nanomaterials: fullerenes, quantum dots, nanotubes, nanofibers, and graphene. Materials (Basel). 2021; 14(20): 5978. https://doi.org/10.3390/ma14205978
- Barzegar A., Naghizadeh E., Zakariazadeh M., Azamat J. Molecular dynamics simulation study of the HIV-1 protease inhibit ion using fullerene and new fullerene derivatives of carbon nanostructures. Mini Rev. Med. Chem. 2017; 17(7): 633–47. https://doi.org/10.2174/ 1389557516666160609080157
- Hurmach V., Platonov M., Prylutska S., Klestova Z., Cherepanov V., Prylutskyy Y., et al. Anticoronavirus activity of water-soluble pristine C60 fullerenes: in vitro and in silico screenings. Adv. Exp. Med. Biol. 2021; 1352: 159–72. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85109-5_10.
- Klimova R., Andreev S., Momotyuk E., Demidova N., Fedorova N., Chernoryzh Y., et al. Aqueous fullerene C60 solution suppresses herpes simplex virus and cytomegalovirus infections. Fuller. Nanotub. Carbon Nanostructures. 2019; 28(6): 487–99. https://doi.org/10.1080/1536383x.2019.1706495
- Reina G., Peng S., Jacquemin L., Andrade A.F., Bianco A. Hard nanomaterials in time of viral pandemics. ACS nano. 2020; 14(8): 9364–88. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c04117
- Shershakova N., Baraboshkina E., Andreev S., Purgina D., Struchkova I., Kamyshnikov O., et al. Anti-inflammatory effect of fullerene C60 in a mice model of atopic dermatitis. J. Nanobiotechnology. 2016; 14: 8. https://doi.org/10.1186/s12951-016-0159-z
- Kuznietsova H., Dziubenko N., Hurmach V., Chereschuk I., Motuziuk O., Ogloblya O., et al. Water-soluble pristine C60 fullerenes inhibit liver fibrotic alteration and prevent liver cirrhosis in rats. Oxid. Med. Cell. Longev. 2020; 2020: 8061246. https://doi.org/10.1155/2020/8061246
- Liu J., Feng X., Chen Z., Yang X., Shen Z., Guo M., et al. The adjuvant effect of C60(OH)22 nanoparticles promoting both humoral and cellular immune responses to HCV recombinant proteins. Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 2019; 97: 753–9. https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.12.088
- Xu L., Liu Y., Chen Z., Li W., Liu Y., Wang L., et al. Morphologically virus-like fullerenol nanoparticles act as the dual-functional nanoadjuvant for HIV-1 vaccine. Adv. Mater. 2013; 25: 5928–36. https://doi.org/10.1002/adma.201300583
- Andreev S., Purgina D., Bashkatova E., Garshev A., Maerle A., Andreev I., et al. Study of fullerene aqueous dispersion prepared by novel dialysis method: simple way to fullerene aqueous solution. Fuller. Nanotub. Carbon Nanostructures. 2015; 23(9): 792–800. https://doi.org/10.1080/1536383x.2014.998758
- Shershakova N.N., Andreev S.M., Tomchuk A.A., Makarova E.A., Nikonova A.A., Turetskiy E.A., et al. Wound healing activity of aqueous dispersion of fullerene C60 produced by “green technology”. Nanomedicine. 2023; 47: 102619. https://doi.org/10.1016/j.nano.2022.102619
- Ivanov A.V., Korovina A.N., Tunitskaya V.L., Kostyuk D.A., Rechinsky V.O., Kukhanova M.K., et al. Development of the system ensuring a high-level expression of hepatitis C virus nonstructural NS5B and NS5A proteins. Protein Expr. Purif. 2006; 48(1): 14–23. https://doi.org/10.1016/j.pep.2006.02.011
- Himoudi N., Abraham J.D., Fournillier A., Lone Y.C., Joubert A., Op De Beeck A., et al. Comparative vaccine studies in HLA-A2.1-transgenic mice reveal a clustered organization of epitopes presented in hepatitis C virus natural infection. J. Virol. 2002; 76(24): 12735–46. https://doi.org/10.1128/jvi.76.24.12735-12746.2002
- Ikram A., Zaheer T., Awan F.M., Obaid A., Naz A., Hanif R., et al. Exploring NS3/4A, NS5A and NS5B proteins to design conserved subunit multi-epitope vaccine against HCV utilizing immunoinformatics approaches. Sci. Rep. 2018; 8(1): 16107. https://doi.org/10.1038/s41598-018-34254-5.
- Nitschke K., Barriga A., Schmidt J., Timm J., Viazov S., Kuntzen T., et al. HLA-B*27 subtype specificity determines targeting and viral evolution of a hepatitis C virus-specific CD8+ T cell epitope. J. Hepatol. 2014; 60(1): 22–9. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2013.08.009.
- Tan A.C., Eriksson E.M., Kedzierska K., Deliyannis G., Valkenburg S.A., Zeng W., et al. Polyfunctional CD8(+) T cells are associated with the vaccination-induced control of a novel recombinant influenza virus expressing an HCV epitope. Antiviral Res. 2012; 94(2): 168–78. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2012.03.009
- Vertuani S., Bazzaro M., Gualandi G., Micheletti F., Marastoni M., Fortini C., et al. Effect of interferon-alpha therapy on epitope-specific cytotoxic T lymphocyte responses in hepatitis C virus-infected individuals. Eur. J. Immunol. 2002; 32(1): 144–54. https://doi.org/10.1002/1521-4141(200201)32:1<144::AID-IMMU144>3.0.CO;2-X.
- Масалова О.В., Леснова Е.И., Иванов А.В., Пичугин А.В., Пермякова К.Ю., Смирнова О.А. и др. Сравнительный анализ иммунного ответа на ДНК-конструкции, кодирующие неструктурные белки вируса гепатита С. Вопросы вирусологии. 2013; 58(2): 21–8.
- Ivanov A.V., Smirnova O.A., Ivanova O.N., Masalova O.V., Kochetkov S.N., Isaguliants M.G. Hepatitis C virus proteins activate NRF2/ARE pathway by distinct ROS-dependent and independent mechanisms in HUH7 cells. PLoS One. 2011; 6(9): e24957. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0024957
- Rao X., Hoof I., van Baarle D., Kesmir C., Textor J. HLA preferences for conserved epitopes: a potential mechanism for hepatitis C clearance. Front. Immunol. 2015; 6: 552. https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00552
- Масалова О.В., Шепелев А.В., Атанадзе С.Н., Парнес З.Н., Романова В.С., Вольпина О.М. и др. Иммуностимулирующее действие водорастворимых производных фуллерена – перспективных адъювантов для вакцин нового поколения. Доклады РАН. 1999; 369(3): 411–3.
- Шершакова Н.Н., Барабошкина Е.Н., Андреев С.М., Шабанова Д.Д., Смирнов В.В., Камышников О.Ю. и др. Отсутствие острой токсичности у водного раствора фуллерена С60. Immunologiya. 2016; 37(6): 325–9. https://doi.org/10.18821/0206-4952-2016-37-6-325-329
- Funakoshi-Tago M., Miyagawa Y., Ueda F., Mashino T., Moriwaki Y., Tago K., et al. A bis-malonic acid fullerene derivative significantly suppressed IL-33-induced IL-6 expression by inhibiting NF-kappaB activation. Int. Immunopharmacol. 2016; 40: 254–64. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2016.08.031
- Башкатова Е.Н., Андреев С.М., Шершакова Н.Н., Бабахин А.А., Шиловский И.П., Хаитов М.Р. Изучение модулирующей активности производных фуллерена С60 на реакцию гиперчувствительности замедленного типа. Физиология и патология иммунной системы. 2012; 16(2): 17–27.
- Yamashita K., Sakai M., Takemoto N., Tsukimoto M., Uchida K., Yajima H., et al. Attenuation of delayed-type hypersensitivity by fullerene treatment. Toxicology. 2009; 261(1-2): 19–24. https://doi.org/10.1016/j.tox.2009.04.034
Дополнительные файлы
