Разработка универсальной живой гриппозной вакцины на основе внеклеточного домена М2 белка вируса гриппа А

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-15-00015

НазваниеРазработка универсальной живой гриппозной вакцины на основе внеклеточного домена М2 белка вируса гриппа А

Руководитель Руденко Лариса Георгиевна, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" , г Санкт-Петербург

Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-403 - Медицинская микробиология и вирусология

Ключевые слова вирус гриппа, универсальная гриппозная вакцина, консервативные эпитопы, эктодомен М2 белка вируса гриппа, генная инженерия

Код ГРНТИ62.37.35

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
АКТУАЛЬНОСТЬ. Грипп является социально-значимой инфекцией, ежегодно наносящей значительный ущерб здоровью населения и экономике страны. Наиболее эффективным способом борьбы с гриппом является ежегодная вакцинопрофилактика, основной целью которой является снижение заболеваемости и предотвращение тяжелых форм заболевания и его осложнений. Существуют разнообразные вакцины против гриппа, однако, их общим недостатком является узкая специфичность, необходимость ежегодного обновления штаммового состава, не всегда удовлетворительная иммуногенность, а, следовательно, и эффективность, а также (для инактивированных вакцин) – инъекционный метод введения. Кроме того, периодически в человеческую популяцию заносятся совершенно новые, ранее не циркулировавшие антигенные варианты вируса гриппа. Подобные вирусы, к которым население иммунологически наивно, могут с легкостью распространиться среди людей, вызвав глобальную пандемию. Особенную опасность представляют активно циркулирующие среди животных и птиц в последнее десятилетие высокопатогенные вирусы гриппа, с потенциальной угрозой трансмиссии в человеческую популяцию. Эти особенности гриппозной инфекции объясняют пристальное внимание мирового научного сообщества к проблеме разработки универсальных гриппозных вакцин, направленных на индукцию перекрестно-реагирующих факторов иммунного ответа к наиболее консервативным участкам вирусных белков. Такие универсальные вакцины призваны обеспечить защиту против любого сероподтипа вируса гриппа А, в результате чего отпадает необходимость в ежегодной вакцинации, и, как следствие этого, существенно снижаются затраты на профилактику заболеваемости гриппом. Несмотря на определенные успехи, достигнутые в последние годы, до сих пор не представлены универсальные конструкции, полностью удовлетворяющие всем требованиям безопасности, иммуногенности, генетической стабильности, возможности крупномасштабного производства и экономической целесообразности. Поэтому создание универсальной гриппозной вакцины, которая защищала бы от широкого спектра вирусов гриппа А, и особенно – пандемически опасных штаммов, ранее не циркулировавших среди людей, является актуальным научно-практическим направлением. В настоящее время широко используется стратегия разработки универсальной гриппозной вакцины, нацеленной на индукцию перекрестно-реагирующих антител к консервативному участку белка М2 вируса гриппа А. Данный участок (эктодомен М2е) состоит из 23-х аминокислотных остатков и является высококонсервативным участком среди всех вирусов гриппа А, циркулирующих у людей с 1918-го по настоящее время. Однако сам белок М2е является очень слабым иммуногеном, поскольку он имеет чрезвычайно малые размеры и представлен в вирусной частице в малом числе копий на вирион (около 20), в связи с чем в различных лабораториях мира ведется поиск путей усиления иммуногенности данного консервативного белка. С нашей точки зрения, одной из перспективных новых стратегий усиления анти-М2е иммунного ответа является конструирование рекомбинантных вакцинных штаммов живой гриппозной вакцины (ЖГВ), экспрессирующих на своей поверхности увеличенное число эктодоменов М2е. В частности, тандемные повторы М2е могут быть включены в состав молекулы гемагглютинина, основного антигена вируса гриппа, что значительно повысит иммуногенность М2е белка. ЦЕЛЬЮ ПРОЕКТА является разработка универсальной живой гриппозной вакцины, вызывающей образование высоких уровней перекрестно-реагирующих М2е-специфичных антител. В рамках поставленной цели ОСНОВНЫМИ ЗАДАЧАМИ ПРОЕКТА являются: (1) Конструирование вакцинных штаммов живой гриппозной вакцины, как сезонных, так и пандемических, несущих в своем составе увеличенное число эктодоменов М2 белка вируса гриппа А. (2) Оптимизация режимов иммунизации для индукции наивысших показателей защитного иммунитета в отношении различных подтипов вирусов гриппа А. (3) Всестороннее доклиническое изучение перспективных кандидатов в универсальную живую гриппозную вакцину на модели животных (мыши, хорьки). НАУЧНАЯ НОВИЗНА ПРОЕКТА. Настоящий проект является первой попыткой создания универсальной живой гриппозной вакцины, индуцирующей усиленный гуморальный иммунный ответ к консервативному участку белка М2 вируса гриппа А. Несмотря на то, что в настоящее время ведутся активные разработки большого количества прототипных вакцин на основе М2е домена вируса гриппа, до сих пор остается нерешенным вопрос о безопасности использования таких вакцин для массовой вакцинации людей, главным образом детей дошкольного и школьного возраста. Живая гриппозная вакцина, использованная в настоящем Проекте как основа, проявила себя как безопасный и перспективный препарат не только в России, но и в мире, и по своей природе является хорошим индуктором гуморального, мукозального и Т-клеточного иммунного ответа, обеспечивающего гетеросубтипическую защиту организма. Указанный подход несет неоспоримые преимущества перед созданием универсальных инактивированных или ДНК-вакцин, требующих длительных и дорогостоящих исследований их безвредности, иммуногенности и возможности крупномасштабного производства.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Меженская Д.А., Исакова-Сивак И.Н., Руденко Л.Г. M2e-based universal influenza vaccines: a historical overview and new approaches to development. Journal of Biomedical Science, 2019 Oct 19; 26(1):76 (год публикации - 2019)
10.1186/s12929-019-0572-3

2. Меженская Д.А., Котомина Т.С., Матюшенко В.А., Евсина А.С., Ким М.-Ч., Канг С-М., Руденко Л.Г., Исакова-Сивак И.Н. Live Attenuated Influenza Vaccines Expressing Four M2e Tandem Repeats Within The Hemagglutinin Molecule Protect Mice Against Divergent Influenza Viruses Abstract book "Options for the Control of Influenza X", Singapore, 29.08.2019 - 01.09.2019, Poster №10508, Page 434 (год публикации - 2019)

3. Матюшенко В.А., Меженская Д.А., Котомина Т.С., Прокопенко П.И., Евсина А.С., Кудрявцев И.В., Исакова-Сивак И.Н., Руденко Л.Г. Functional activity of M2e-specific antibodies induced by live attenuated influenza vaccine (LAIV) carrying four M2e tandem repeats embedded in the hemagglutinin molecule Abstract book of the international conference "Options for the Control of Influenza X", Singapore 28.08.2019-01.09.2019, Page 369, Abstract №11022 (год публикации - 2019)

4. Котомина Т.С., Исакова-Сивак И.Н., Ким К.-Х., Парк Б.-Р., Джанг Ю.-Дж., Ли Ю., Меженская Д.А., Матюшенко В.А., Канг С.-М., Руденко Л.Г. Generation and Characterization of Universal Live-Attenuated Influenza Vaccine Candidates Containing Multiple M2e Epitopes Vaccines (Basel), 2020 Nov 3; Vol.8, No.4., P.648 (год публикации - 2020)
10.3390/vaccines8040648

5. Меженская Д.А., Исакова-Сивак И.Н. Увеличение защитного потенциала живой гриппозной вакцины с помощью внесения дополнительных эпитопов белка M2 в ген гемагглютинина вакцинного штамма ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ: ЭПИДЕМИОЛОГИЯ, ДИАГНОСТИКА, ЛЕЧЕНИЕ И ПРОФИЛАКТИКА (07-09 сентября 2020 года), Сборник трудов XII Ежегодного Всероссийского интернет-конгресса по инфекционным болезням с международным участием, Москва, 2020, с. 152 (год публикации - 2020)

6. Меженская Д.А., Исакова-сивак И.Н. АНАЛИЗ ИЗМЕНЧИВОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ЛИНИЙ M ГЕНА ВИРУСА ГРИППА А ДЛЯ СОЗДАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГРИППОЗНОЙ ВАКЦИНЫ СТУДЕНТ ГОДА 2020 сборник статей Международного научно-исследовательского конкурса. Петрозаводск, 2020, Страницы: 303-308 (год публикации - 2020)

7. Меженская Д.А., Исакова-Сивак И.Н., Руденко Л.Г. Evolutionary analysis of influenza A virus M gene for the rational design of broadly protective influenza vaccines The 7th ESWI Influenza Conference (Virtual edition), 06-09 December 2020, abstract №257 (год публикации - 2020)

8. Исакова-Сивак И.Н., Матюшенко В.А., Меженская Д.А., Котомина Т.С., Степанова Е.А., Прокопенко П.И., Матушкина А.С., Руденко Л.Г. Live attenuated influenza vaccine as a universal platform for designing broadly protective vaccines against influenza and other respiratory viruses The 7th ESWI Influenza Conference (Virtual edition), 06-09 December 2020, abstract №197 (год публикации - 2020)

9. Меженская Д.А., Исакова-Сивак И.Н., Матюшенко В.А., Донина С.А., Рекстин А.Р., Сивак К.В., Яковлев К.А., Кательникова А.Е., Крышень К.А., Макаров В.Е., Руденко Л.Г. Universal Live-Attenuated Influenza Vaccine Candidates Expressing Multiple M2e Epitopes Protect Ferrets against a High-Dose Heterologous Virus Challenge Viruses, номер 13, вып.7, №1280 (год публикации - 2021)
10.3390/v13071280

10. Парк Б.Р., Ким К.Х., Котомина Т.С., Ким М.Ч., Квон Я.М., Джива С., Джунг Ю.Дж., Бхатнагар Н., Исакова-Сивак И.Н., Меженская Д.А., Руденко Л.Г., Ванг Б.Ж., Канг С.М. Broad cross protection by recombinant live attenuated influenza H3N2 seasonal virus expressing conserved M2 extracellular domain in a chimeric hemagglutinin Scientific Reports, Volume 11, Article number 4151 (год публикации - 2021)
10.1038/s41598-021-83704-0

11. Меженская Д.А., Исакова-Сивак И.Н., Котомина Т.С., Матюшенко В.А., Ким М.Ч., Бхатнагар Н., Ким К.Х., Канг С.М., Руденко Л.Г. A Strategy to Elicit M2e-Specific Antibodies Using a Recombinant H7N9 Live Attenuated Influenza Vaccine Expressing Multiple M2e Tandem Repeats Biomedicines, Volume 9, issue 2, article number 133 (год публикации - 2021)
10.3390/biomedicines9020133

12. Д.А. Меженская, И.Н. Исакова-Сивак, А.Е. Кательникова, Л.Г. Руденко ОПТИМИЗАЦИЯ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ЭКТОДОМЕНА БЕЛКА М2e ДЛЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГРИППОЗНОЙ ВАКЦИНЫ Медицинский Академический Журнал, Том 21, выпуск 3, Стр.127-130 (год публикации - 2021)
10.17816/MAJ76326

13. Меженская Д.А., Исакова-Сивак И.Н., Матюшенко В.А., Донина С.А., Рекстин А.Р., Сивак К.В., Яковлев К.А., Кательникова А.Е., Крышень К.А., Макаров В.Г., Руденко Л.Г. Preclinical ferret study of universal live-attenuated influenza vaccine candidates expressing multiple M2e epitopes The Eight ESWI Influenza Conference, 4-7 December 2021, Abstract #193 (год публикации - 2021)

Публикации