Полиреактивность антител к вирусу SARS-CoV-2: поиск маркеров аутоиммунных последствий COVID-19

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 21-75-10105

НазваниеПолиреактивность антител к вирусу SARS-CoV-2: поиск маркеров аутоиммунных последствий COVID-19

Руководитель Тимофеева Анна Михайловна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-108 - Иммунология

Ключевые слова IgG, антитела, коронавирусная инфекция, COVID-19, SARS-CoV-2, вакцинация, каталитическая активность, полиреактивность, иммуноглобулины

Код ГРНТИ34.43.33

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Коронавирус SARS-CoV-2, вызывающий новую коронавирусную инфекцию COVID-19, на сегодняшний день является одним из наиболее подробно изученных вирусов. К началу марта 2021 опубликовано более 100 тысяч статей, посвященных эпидемиологии этой инфекции, строению вируса, процессам, которые происходят в организме переболевших людей. В кратчайшие сроки были разработаны кандидатные вакцины, проведены доклинические и клинические исследования, миллионы людей уже вакцинированы, в том числе, в России - более 6 млн векторной аденовирусной вакциной Спутник V. Антитела, образующиеся в крови переболевших и вакцинированных пациентов, описаны в сотнях работ. Однако, на сегодняшний день практически отсутствуют работы, в которых был бы проведен полномасштабный анализ антител и их сравнение у переболевших и вакцинированных доноров. Актуальность этой задачи трудно переоценить, особенно в свете разработки новых вакцин от новых инфекций, когда сроки от выявления инфекционного агента до вакцинирования пациентов должны быть минимальными (несколько месяцев). Другой важной в медицинском смысле проблемой является использование антител, выделенных из крови реконвалесцентов (переболевших доноров) для терапевтического введения тяжело больным. Наличие аутоантител в таких препаратах является крайне нежелательным, но также мало изучено. Немаловажное значение имеет изучение последствий, перенесенного COVID-19, особенно связанных с нарушением иммунной системы и развитием аутоиммунных реакций. Описан ряд аутоиммунных процессов, которые являются осложнениями COVID-19. Известно, что вирусы могут быть триггерами аутоиммунных процессов. Это может объяснять появление в организме аутоантител, запуск наработки которых вызывает коронавирус. Развитие аутоиммунных реакций может быть связано не только с мимикрией, но и с гомологией между некоторыми вирусными белками и белками человека. Обнаружено несколько общих пептидных последовательностей между шиповым гликопротеином SARS-CoV-2 и белками человека. Полиреактивность антител может быть одной из причин аутореактивности, наблюдаемой при COVID-19. В настоящее время нет данных об отдаленных последствиях заболевания SARS-CoV-2, нельзя исключать, что именно антитела, которые появляются после перенесенного заболевания, играют важную роль в патогенезе отдаленных последствий COVID-19. Ранее в нашей лаборатории было показано, что природные антитела молока, плаценты человека, плазмы крови здоровых доноров и при вирусных (ВИЧ-инфекция) и аутоиммунных заболеваниях (рассеянный склероз, системная красная волчанка и др) являются полиреактивными - такие антитела связывают различные по природе субстраты и катализируют гидролиз различных субстратов. Нами показано, что такие полиреактивные (каталитически активные) антитела являются биохимическими маркерами ВИЧ-инфекции, СКВ, РС. В данном проекте выдвигается три гипотезы которые, будут проверены экспериментально в 2021-2023 годах. Гипотеза 1. После инфицирования SARS-CoV-2 образуются полиреактивные антитела, обладающие сродством к белкам нового коронавируса, и другим субстратам, в том числе аутоантигенам. Детальное изучение антител, обладающих сродством к S- и N- и другим белкам коронавируса, а также к аутоантигенам внесет вклад в понимание механизмов патогенеза и особенностей COVID-19. Безопасность и качество вакцин имеет высокий приоритет для системы здравоохранения, поэтому в проекте запланировано исследование антител против SARS-CoV-2, образующихся после вакцинации, и сравнение таких антител с нарабатываемыми у реконвалесцентов. Гипотеза 2. Антитела, образующиеся в результате вакцинации, не являются идентичными таковым, образующимся у реконвалесцентов (переболевших пациентов). Проверка этой гипотезы позволит оценить спектр антител, образующихся в результате вакцинации со спектром антител у реконвалесцентов. В случае, если вакцинация стимулирует наработку аутоантител, это может приводить к развитию аутоиммунных процессов, что является крайне нежелательным побочных эффектом. Гипотеза 3. Наработка аутоантител в результате перенесенной новой коронавирусной инфекции или после вакцинации приводит к развитию постковидных патологий. Показано, что перенесенный COVID-19 вызывает дебют отсроченных осложнений со стороны различных систем органов, такие аутоантитела являются потенциальными диагностическими маркерами осложнений перенесенного заболевания.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Шаяхметова Л.Ш, Тимофеева А.М., Седых С.Е. Перекрестная специфичность и полиреактивность IgG против S-белка SARS-COV-2 у вакцинированных и переболевших доноров Молекулярные основы заболеваний: что молекулярная биология может сделать для современной медицины, Новосибирск, С. 52-53 (год публикации - 2021)

2. Тимофеева А.М., Котова О.Н., Седых С.Е. Полиреактивность и перекрестная специфичность антител против S-белка SARS-CoV-2 у переболевших и вакцинированных доноров OpenBio VIII международная научно-практическая конференция молодых ученых биофизиков, биотехнологов, молекулярных биологов и вирусологов, Кольцово, С. 252 (год публикации - 2021)

3. Тимофеева А, Седых С, Максименко Л, Седых Т, Скударнов С, Остапова Т, Ященко С, Гашникова Н, Невинский Г. The Blood of the HIV-Infected Patients Contains κ-IgG, λ-IgG, and Bispecific κλ-IgG, Which Possess DNase and Amylolytic Activity Life (Basel), V. 12., P.304. (год публикации - 2022)
10.3390/life12020304

4. Тимофеева А., Седых С., Невинский Г. Post-Immune Antibodies in HIV-1 Infection in the Context of Vaccine Development: A Variety of Biological Functions and Catalytic Activities Vaccines, V. 10, P. 384. (год публикации - 2022)
10.3390/vaccines10030384

5. Тимофеева А.М., Седых С.Е., Невинский Г.А. Antibody response to SARS-CoV-2 infection and Sputnik V vaccination FEBS Open Bio, FEBS Open Bio, 2022. С 195 (год публикации - 2022)
10.1002/2211-5463

6. Тимофеева А.М., Седых С.Е., Невинский Г.А. Сравнение ДНК-гидролизующей активности антител при ВИЧ-инфекции и COVID-19 Всероссийская конференция «Синтетическая биология и биофармацевтика», C.234 (год публикации - 2022)

7. Тимофеева А.М., Седых С.Е., Ермаков Е.А., Матвеев А.Л. , Одегова Е.И., Седых Т.А., Щербаков Д.Н., Меркулева Ю.А., Волосникова Е.А., Несмеянова В.С., Тикунова Н.В., Невинский Г.А. Natural IgG against S-Protein and RBD of SARS-CoV-2 Do Not Bind and hydrolyze DNA and Are Not Autoimmune International journal of molecular science, Int. J. Mol. Sci. 2022, 23(22), 13681 (год публикации - 2022)
10.3390/ijms232213681

8. Тимофеева А.М., Седых С.Е., Невинский Г.А. Инфекция Sars-CoV-2 как фактор риска развития аутоиммунной патологии. Молекулярная медицина., Т 20, №5. С 3-10. (год публикации - 2022)
10.29296/24999490-2022-05-01

9. Тимофеева А.М., Шаяхметова Л.Ш., Седых С.Е., Невинский Г.А. Catalytic antibodies after COVID-19 and vaccination hydrolyze SARS-CoV-2 S-protein and corresponding oligopeptides Тезисы докладов BGRS/SB-2022: 13th International Multiconference “Bioinformatics of Genome Regulation and Structure/Systems Biology”., С 366. (год публикации - 2022)
10.18699/SBB-2022-206

10. Онвумере М.К., Толмачева А.С., Тимофеева А.М., Седых С.Е., Невинский Г.А. Каталазная активность иммуноглобулинов класса G крови доноров, переболевших COVID-19 и вакцинированных Sputnik V Сборник тезисов IX Международной конференции молодых ученых: вирусологов, биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и биоинформатиков, С 434 (год публикации - 2022)

11. Шаяхметова Л.Ш., Тимофеева А.М., Невинский Г.А. Анализ поликлональных антител, специфичных к S-белку SARS-CoV-2 и его домену RBD Сборник тезисов конференции “Молекулярная диагностика и биобезопасность-2022”, С.263 (год публикации - 2022)

12. Шаяхметова Л.Ш., Тимофеева А.М., Седых С.Е., Невинский Г.А. Анализ поликлональных антител, специфичных к S-белку, полученных из плазмы крови перенесших COVID-19 и вакцинированных доноров Сборник тезисов IX Международной конференции молодых ученых: вирусологов, биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и биоинформатиков, С710 (год публикации - 2022)

13. Одегова Е.И., Тимофеева А.М. Анализ каталитической активности субфракций антител плазмы крови реконвалесцентов COVID-19 и вакцинированных пациентов Сборник тезисов IX Международной конференции молодых ученых: вирусологов, биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и биоинформатиков, С611 (год публикации - 2022)

14. Онвумере М.К., Толмачева А.С., Тимофеева А.М., Седых С.Е., Невинский Г.А. Анализ каталазной активности субфракций IgG плазмы крови доноров, переболевших COVID-19 и вакцинированных Sputnik V Сборник тезисов XXXV юбилейной зимней молодежной научной школы «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии»., С. 106 (год публикации - 2023)

15. Онвумере М.К., Толмачева А.С., Тимофеева А.М., Седых С.Е., Невинский Г.А. Каталазная активность и соотношение подклассов IgG1–IgG4 субфракций IgG плазмы крови переболевших COVID-19 и вакцинированных Sputnik V доноров Сборник тезисов 26-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых с международным участием «БИОЛОГИЯ – НАУКА XXI ВЕКА», С 243-245 (год публикации - 2023)

16. Тимофеева А.М., Одегова Е.И., Седых С.Е., Невинский Г.А. Гидролиз олигопептидов S-белка SARS-CoV-2 антителами переболевших и вакцинированных доноров Тезисы III Объединенного научного форума физиологов, биохимиков и молекулярных биологов, Т.3 С 72. (год публикации - 2022)

17. Тимофеева А.М., Седых С.Е., Дмитренок П.С., Невинский Г.А. Identification of Antibody-Mediated Hydrolysis Sites of Oligopeptides Corresponding to the SARS-CoV-2 S-Protein by MALDI-TOF Mass Spectrometry Int. J. Mol. Sci., 24(18), 14342 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms241814342

18. Тимофеева А.М., Седых С.Е., Седых Т.А., Невинский Г.А. Natural Antibodies Produced in Vaccinated Patients and COVID-19 Convalescents Recognize and Hydrolyze Oligopeptides Corresponding to the S-protein of SARS-CoV-2 Vaccines, 11(9), 1494 (год публикации - 2023)
10.3390/vaccines11091494

19. Толмачева А.С., Онвумере М.К., Седых С.Е., Тимофеева А.М., Невинский Г.А. Catalase Activity of IgGs of Patients Infected with SARS-CoV-2 Int. J. Mol. Sci., 24(12), 10081 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms241210081

20. Тимофеева А.М., Литвинова Е. А., Долгушин С.А., Седых С.Е., Невинский Г.А. Разработка платформы для оценки эффективности иммунного ответа на кандидатную вакцину. Международный конгресс: Биотехнология: состояние и перспективы развития, С87-88 (год публикации - 2023)
10.37747/2312-640X-2023-21-87-88

21. Тимофеева А.М., Седых С.Е., Литвинова Е.А., Долгушин С.А., Матвеев А.Л., Тикунова Н.В., Невинский Г.А. Natural Antibodies Generated after COVID-19 and Vaccination with Individual Peptides Corresponding to the SARS-CoV-2 S-Protein Vaccines, 12(4), 426 (год публикации - 2024)
10.3390/vaccines12040426

22. Тимофеева А.М., Шаяхметова Л.Ш., Никитин А.О., Седых Т.А., Матвеев А.Л., Шаншин Д.В., Волосникова Е.А., Меркулева И.А., Щербаков Д.Н., Тикунова Н.В., Седых С.Е., Невинский Г.А. Natural Antibodies Produced in Vaccinated Patients and COVID-19 Convalescents Hydrolyze Recombinant RBD and Nucleocapsid (N) Proteins Biomedicines, 12(5), 1007 (год публикации - 2024)
10.3390/biomedicines12051007

Публикации