Усиление иммуногенности и специфической активности аттенуированного штамма вируса гриппа А за счет экспрессии интерлейкина-1beta

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 25-25-00939

НазваниеУсиление иммуногенности и специфической активности аттенуированного штамма вируса гриппа А за счет экспрессии интерлейкина-1beta

Руководитель Романовская-Романько Екатерина Андреевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт гриппа имени А.А. Смородинцева" Министерства здравоохранения Российской Федерации , г Санкт-Петербург

Конкурс №118 - Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки»

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

Ключевые слова вирус гриппа, аттенуация, NS1 белок, вакцина, иммуногенность, адъювант, цитокин, интерлейкин-1beta, интраназальная иммунизация, мыши

Код ГРНТИ34.25.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Основной причиной недостаточной эффективности гриппозных вакцин является высокая изменчивость возбудителя и генетическая гетерогенность популяции циркулирующих вирусов. Существует необходимость создания вакцин, способных индуцировать кросс-протективный иммунный ответ против вирусов гриппа различных сероподтипов и дрейфовых вариантов. Живые гриппозные вакцины обладают способностью вызывать комплексный иммунный ответ к вирусным антигенам, однако их иммуногенность в отношении консервативных последовательностей недостаточна для развития эффекта универсальной защиты. Для достижения эффекта кросс-протективной защиты от различных антигенных вариантов вируса гриппа целесообразна индукция клеточно-опосредованного иммунного ответа к консервативным эпитопам внутренних белков вируса. Использование адъювантных молекул в составе живой гриппозной вакцины может повысить их иммуногенность и эффективность за счет формирования выраженного иммунного ответа не только к иммунодоминантным этипотам поверхностных гликопротеинов, но и ко внутренним консервативным гриппозным антигенам, что обеспечит выраженную защиту от антигенно отличных штаммов вируса гриппа. В качестве адъювантов возможно использование таких иммуномодулирующих молекул, как хемокины и цитокины. Рекомбинантные вирусы гриппа на основе аттенуированных штаммов с модифицированным геном NS1 являются перспективной платформой для разработки живой гриппозной вакцины с широким спектром защитной эффективности, поскольку позволяют закодировать последовательность адъювантной молекулы в составе вирусного генома. В ряде исследований было показано, что для усиления иммунного ответа на целевые антигены вакцинного препарата в качестве адъюванта может быть использован интерлейкин-1beta. Для данного провоспалительного цитокина, при добавлении его в качестве адъюванта к вакцинным препаратам на основе белков, было показано усиление иммуногенности вводимых антигенов. В качестве адъюванта эта сигнальная молекула может быть добавлены как в формате белковой молекулы в состав вакцины, так и экспрессироваться с кодирующей последовательности, вставленной в геном аттенуированного вакцинного штамма. Экспрессия биологически активной молекулы интерлейкина-1beta в рекомбинантным аттенуированным штаммов вируса гриппа может способствовать усилению специфического иммунного ответа на гриппозные антигены, обеспечивая эффективную защиту широкого спектра действия. Целью представленного проекта является исследование усиления иммуногенности и защитной эффективности рекомбинантного аттенуированного штамма вируса гриппа А, экспрессирующего иммуномодулирующую молекулу (интерлейкин-1beta). Представляемый проект направлен на решение проблемы усиления иммуногенности аттенуированных гриппозных штаммов, за счет экспрессии иммуноадъювантной молекулы, и фокусирования поствакцинального иммунного ответа на консервативные антигенные детерминанты вируса гриппа с целью формирования эффективной защиты широкого спектра действия. Представляемая работа имеет ярко выраженную фундаментальную и практическую направленность. Полученные результаты помогут усовершенствовать подход к конструированию аттенуированных рекомбинантных вирусов гриппа с модифицированным белком NS1, экспрессирующих иммуномодулирующую молекулу, а также расширить понимание о роли интерлейкина-1beta в формирование поствакцинального иммунного ответа. Полученные данные могут лечь в основу разработки вакцинных препаратов с повышенной иммуногенностью для профилактики не только гриппозной инфекции, но и других патогенов.

Ожидаемые результаты
В результате реализации предлагаемого проекта на первом этапе исследования ожидается получение плазмидных конструкций, кодирующих в одной рамке считывания укороченный до 124 аминокислот белок NS1 вируса гриппа, обеспечивающий аттенуированный фенотип вирусного штамма, и интерлейкин-1beta (два варианта вставки последовательности иммуномодулирующей молекулы интерлейкин-1beta человека). С использованием полученных плазмидных конструкций и набора плазмид, кодирующих остальные сегменты генома вируса гриппа, методом обратной генетики будут получены аттенуированные рекомбинантные штаммы, экспрессирующие иммуномодулирующую молекулу интерлейкина-1beta в качестве адъюванта. Результаты, полученные на этапе сборки рекомбинантных вирусов, позволят оценить перспективность использованных генетических конструкций и при необходимости внести необходимые корректировки в дизайн плазмидных конструкций. Для полученных аттенуированных вирусных штаммов будет проанализирована генетическая стабильность (сохранение укороченного геномного сегмента NS1, сохранение вставки трансгена) при пассировании, оценены ростовые характеристики в различных биологических системах (репродуктивность в клеточных культурах и куриных эмбрионах). При заражении полученными рекомбинантными вирусами культур клеток будет подтверждена экспрессия интерлейкина-1beta и оценен уровень экспрессии иммуномодулирующей молекулы. Полученные на первом этапе результаты позволят определить наиболее перспективный рекомбинантный аттенуированный штамм для использования в качестве вакцинного штамма, обладающего необходимыми молекулярно-биологическими характеристиками для наработки в производственных количествах с целью последующего потенциального использования в качестве активного вещества в составе живой гриппозной вакцины с повышенной иммуногенностью. На основании полученных результатов будет получен аттенуированный рекомбинантный штамм, экспрессирующий один (лучший по ростовым характеристикам и показателям экспрессии трансгена) вариант последовательности интерлейкин-1beta мыши, для проведения сравнительных иммунологических исследований на мышах. На втором этапе работы предполагается оценка показателей безопасности и адъювантных свойств встроенной иммуномодулирующей молекулы в составе аттенуированного вирусного штамма по сравнению с аналогичным вирусным штаммом без вставки интерлейкина-1beta in vivo на лабораторных мышах. На этом этапе будут использованы аттенуированные рекомбинантные штаммы, экспрессирующие интерлейкин-1beta человека и мыши, полученные с одинаковых генетических конструкций. В качестве контроля будет использован аттенуированный вирусный штамм без вставки трансгена. При интраназальной иммунизации животных будет проведена оценка выраженности врожденного и адаптивного В- и Т-клеточного иммунного ответа, а также формирование протективной защиты у иммунизированных животных при экспериментальной гриппозной инфекции, вызванной антигенно отличными штаммами вируса гриппа. Предполагается, что в группах животных, привитых рекомбинантным штаммом, экспрессирующим интерлейкин-1beta, Т-клеточный ответ к консервативным эпитопам вируса гриппа будет более выражен, и данный штамм будет способен обеспечить более эффективную протекцию при моделировании гриппозной инфекции у животных. Проведенное на втором этапе сравнительное исследование путей введения (интраназально или парэнтерально) позволит заключить при каком способе доставки антигена в организм привитого адъювантный эффект иммуномодулирующей молекулы будет наиболее выражен. В процессе реализации представляемой научной работы будут получены три аттенуированных рекомбинантных штамма с усиленной иммуногенностью за счет встраивания в вирусный геном (будут предложены два варианта экспрессии трансгена интерлейкина-1beta человека и один вариант вставки интерлейкина-1beta мыши) иммуномодулирующей молекулы, и оценены их молекулярно-биологические характеристики. С учетом полученных результатов будет выбран один аттенуированный рекомбинантный вирусный штамм, обладающий наилучшими ростовыми характеристиками, генетической стабильностью трансгена при пассировании, способный экспрессировать иммуномодулирующую молекулу. Полученный штамм может быть использован в качестве штамма-кандидата для накопления в условиях стандартного вакцинного производства и включения в состав живой гриппозной вакцины, обладающей повышенной иммуногенностью. В результате планируемого исследования будет расширено понимание о действие провоспалительного цитокина интерлейкина-1beta на иммунную систему при его интраназальном и парэнтеральном введении вместе с целевым антигеном. Также на основании полученных данных будут сделаны выводы относительно алгоритмов конструирования аналогичных вирусных конструкций пригодных для клинического использования в качестве профилактических вакцин.