RU2724896C1 - Polyantigenic vaccine for preventing and adjunctive treatment of tuberculosis - Google Patents
Polyantigenic vaccine for preventing and adjunctive treatment of tuberculosis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724896C1 RU2724896C1 RU2019136607A RU2019136607A RU2724896C1 RU 2724896 C1 RU2724896 C1 RU 2724896C1 RU 2019136607 A RU2019136607 A RU 2019136607A RU 2019136607 A RU2019136607 A RU 2019136607A RU 2724896 C1 RU2724896 C1 RU 2724896C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tuberculosis
- vaccine
- protein
- recombinant
- cfp10
- Prior art date
Links
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 title claims description 117
- 201000008827 tuberculosis Diseases 0.000 title description 137
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title description 6
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 claims abstract description 36
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 claims abstract description 26
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 claims abstract description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229940046168 CpG oligodeoxynucleotide Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 229960002109 tuberculosis vaccine Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 claims abstract description 10
- 108010042708 Acetylmuramyl-Alanyl-Isoglutamine Proteins 0.000 claims abstract description 9
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Natural products OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- BSOQXXWZTUDTEL-ZUYCGGNHSA-N muramyl dipeptide Chemical compound OC(=O)CC[C@H](C(N)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](C)O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H](O)[C@@H]1NC(C)=O BSOQXXWZTUDTEL-ZUYCGGNHSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229920001606 poly(lactic acid-co-glycolic acid) Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 101150079015 esxB gene Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 101710166488 6 kDa early secretory antigenic target Proteins 0.000 claims abstract 2
- 230000002365 anti-tubercular Effects 0.000 claims description 8
- 108010058683 Immobilized Proteins Proteins 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- 239000000427 antigen Substances 0.000 abstract description 107
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 15
- 230000002163 immunogen Effects 0.000 abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 5
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 110
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 110
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 103
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 85
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 79
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 38
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 37
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 23
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 22
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 19
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 19
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 15
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 15
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 15
- 230000004044 response Effects 0.000 description 15
- 241000187479 Mycobacterium tuberculosis Species 0.000 description 14
- 238000011161 development Methods 0.000 description 14
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 14
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 13
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 12
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 12
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 12
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 12
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 description 12
- 102100020743 Dipeptidase 1 Human genes 0.000 description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 239000000556 agonist Substances 0.000 description 11
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 11
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 10
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 10
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 9
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 9
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 9
- 210000004988 splenocyte Anatomy 0.000 description 9
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 8
- 101710088335 Diacylglycerol acyltransferase/mycolyltransferase Ag85A Proteins 0.000 description 8
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 8
- 229960000190 bacillus calmette–guérin vaccine Drugs 0.000 description 8
- 230000007969 cellular immunity Effects 0.000 description 8
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 8
- 230000003053 immunization Effects 0.000 description 8
- 238000002649 immunization Methods 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 8
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 8
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001018 virulence Effects 0.000 description 8
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 102100037850 Interferon gamma Human genes 0.000 description 7
- 108010074328 Interferon-gamma Proteins 0.000 description 7
- 241000186359 Mycobacterium Species 0.000 description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 7
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 7
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 7
- 230000028996 humoral immune response Effects 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 7
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 7
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 6
- -1 Dnak Proteins 0.000 description 6
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 6
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 6
- 230000000890 antigenic effect Effects 0.000 description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 6
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011998 interferon-gamma release assay Methods 0.000 description 6
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 6
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 6
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 6
- 201000009671 multidrug-resistant tuberculosis Diseases 0.000 description 6
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 6
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 6
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 6
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 6
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 101710088334 Diacylglycerol acyltransferase/mycolyltransferase Ag85B Proteins 0.000 description 5
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 5
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 5
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 5
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 5
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 5
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 5
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 5
- YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N phenylmethanesulfonyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)CC1=CC=CC=C1 YBYRMVIVWMBXKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 5
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 5
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 4
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 4
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 4
- 241000187480 Mycobacterium smegmatis Species 0.000 description 4
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 4
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 4
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 4
- 230000008348 humoral response Effects 0.000 description 4
- 230000005847 immunogenicity Effects 0.000 description 4
- 230000006054 immunological memory Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 4
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 description 4
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 4
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 229940031626 subunit vaccine Drugs 0.000 description 4
- 229940021747 therapeutic vaccine Drugs 0.000 description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 4
- 108010041986 DNA Vaccines Proteins 0.000 description 3
- 229940021995 DNA vaccine Drugs 0.000 description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 3
- 101001125026 Homo sapiens Nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 2 Proteins 0.000 description 3
- 102000013691 Interleukin-17 Human genes 0.000 description 3
- 108050003558 Interleukin-17 Proteins 0.000 description 3
- 241000187644 Mycobacterium vaccae Species 0.000 description 3
- 102100029441 Nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 2 Human genes 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000024932 T cell mediated immunity Effects 0.000 description 3
- 102000002689 Toll-like receptor Human genes 0.000 description 3
- 108020000411 Toll-like receptor Proteins 0.000 description 3
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 description 3
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 230000036755 cellular response Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000034994 death Effects 0.000 description 3
- 231100000517 death Toxicity 0.000 description 3
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 3
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 3
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 3
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 3
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 3
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 3
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 3
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 102000007863 pattern recognition receptors Human genes 0.000 description 3
- 108010089193 pattern recognition receptors Proteins 0.000 description 3
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 3
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 2
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 206010015548 Euthanasia Diseases 0.000 description 2
- 101000669447 Homo sapiens Toll-like receptor 4 Proteins 0.000 description 2
- 208000032420 Latent Infection Diseases 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241001494992 Mycobacterium indicus pranii Species 0.000 description 2
- 241000187919 Mycobacterium microti Species 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 241000288906 Primates Species 0.000 description 2
- 108700008625 Reporter Genes Proteins 0.000 description 2
- 108091058545 Secretory proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000040739 Secretory proteins Human genes 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 108010008038 Synthetic Vaccines Proteins 0.000 description 2
- 102000008235 Toll-Like Receptor 9 Human genes 0.000 description 2
- 108010060818 Toll-Like Receptor 9 Proteins 0.000 description 2
- 102100039360 Toll-like receptor 4 Human genes 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 208000036981 active tuberculosis Diseases 0.000 description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 2
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 2
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 2
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 208000037771 disease arising from reactivation of latent virus Diseases 0.000 description 2
- 229950007919 egtazic acid Drugs 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 2
- DEFVIWRASFVYLL-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol bis(2-aminoethyl)tetraacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCOCCOCCN(CC(O)=O)CC(O)=O DEFVIWRASFVYLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 230000005714 functional activity Effects 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 125000000487 histidyl group Chemical group [H]N([H])C(C(=O)O*)C([H])([H])C1=C([H])N([H])C([H])=N1 0.000 description 2
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 2
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 2
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 2
- 230000015788 innate immune response Effects 0.000 description 2
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 2
- 210000003071 memory t lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 210000000680 phagosome Anatomy 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 2
- 229940023143 protein vaccine Drugs 0.000 description 2
- 229940124551 recombinant vaccine Drugs 0.000 description 2
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 208000032922 susceptibility to mycobacterium tuberculosis Diseases 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 239000013603 viral vector Substances 0.000 description 2
- 239000000304 virulence factor Substances 0.000 description 2
- 230000007923 virulence factor Effects 0.000 description 2
- 230000036642 wellbeing Effects 0.000 description 2
- BTLHODXEDLCLAD-VKHMYHEASA-N (2s)-2-(carboxymethylamino)butanedioic acid Chemical compound OC(=O)CN[C@H](C(O)=O)CC(O)=O BTLHODXEDLCLAD-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N (3s)-4-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(1s)-1-carboxy-2-hydroxyethyl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-[[2-[[(2s)-2,6-diaminohexanoyl]amino]acetyl]amino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound OC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](N)CCCCN MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N 0.000 description 1
- GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N (D)-(+)-Pantothenic acid Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 1
- 102100024341 10 kDa heat shock protein, mitochondrial Human genes 0.000 description 1
- JDIIGWSSTNUWGK-UHFFFAOYSA-N 1h-imidazol-3-ium;chloride Chemical compound [Cl-].[NH2+]1C=CN=C1 JDIIGWSSTNUWGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHBKXEKEPDILRR-UHFFFAOYSA-N 2,3-bis(butanoylsulfanyl)propyl butanoate Chemical compound CCCC(=O)OCC(SC(=O)CCC)CSC(=O)CCC NHBKXEKEPDILRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIINGYXNCHTJTF-UHFFFAOYSA-N 2-(2-azaniumylethylamino)acetate Chemical compound NCCNCC(O)=O PIINGYXNCHTJTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HVCOBJNICQPDBP-UHFFFAOYSA-N 3-[3-[3,5-dihydroxy-6-methyl-4-(3,4,5-trihydroxy-6-methyloxan-2-yl)oxyoxan-2-yl]oxydecanoyloxy]decanoic acid;hydrate Chemical compound O.OC1C(OC(CC(=O)OC(CCCCCCC)CC(O)=O)CCCCCCC)OC(C)C(O)C1OC1C(O)C(O)C(O)C(C)O1 HVCOBJNICQPDBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 4-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100038222 60 kDa heat shock protein, mitochondrial Human genes 0.000 description 1
- 208000030507 AIDS Diseases 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 125000001433 C-terminal amino-acid group Chemical group 0.000 description 1
- 101100065968 Cereibacter sphaeroides fbp1 gene Proteins 0.000 description 1
- 108010059013 Chaperonin 10 Proteins 0.000 description 1
- 108010058432 Chaperonin 60 Proteins 0.000 description 1
- 206010008631 Cholera Diseases 0.000 description 1
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 1
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 1
- 101710088427 Diacylglycerol acyltransferase/mycolyltransferase Ag85C Proteins 0.000 description 1
- 108090000204 Dipeptidase 1 Proteins 0.000 description 1
- 206010013453 Disseminated tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- 101100002076 Drosophila melanogaster ara gene Proteins 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 238000008157 ELISA kit Methods 0.000 description 1
- 241001596967 Escherichia coli M15 Species 0.000 description 1
- 241000701988 Escherichia virus T5 Species 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 108700039691 Genetic Promoter Regions Proteins 0.000 description 1
- 229930186217 Glycolipid Natural products 0.000 description 1
- 206010018691 Granuloma Diseases 0.000 description 1
- 241000261585 Hadrobregmus pertinax Species 0.000 description 1
- 241000700721 Hepatitis B virus Species 0.000 description 1
- 102000018713 Histocompatibility Antigens Class II Human genes 0.000 description 1
- 108010027412 Histocompatibility Antigens Class II Proteins 0.000 description 1
- 206010061598 Immunodeficiency Diseases 0.000 description 1
- 102000004388 Interleukin-4 Human genes 0.000 description 1
- 108090000978 Interleukin-4 Proteins 0.000 description 1
- 102000015696 Interleukins Human genes 0.000 description 1
- 108010063738 Interleukins Proteins 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 241000768462 Leuconostoc citreum KM20 Species 0.000 description 1
- HACHPVCYFLSKSB-UMJDSZQGSA-N ManNAz-DBCO-Pam3CSK4 Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(N[C@H](CSCC(COC(CCCCCCCCCCCCCCC)=O)OC(CCCCCCCCCCCCCCC)=O)C(N[C@H](CO)C(N[C@H](CCCCN)C(N[C@H](CCCCN)C(N[C@H](CCCCN)C(N[C@H](CCCCN)C(NCCC(N(C1)C2=CC=CC=C2C2N(C(N[C@H]([C@H](C3)O)[C@H]([C@@H]([C@@H](CO)O)O)O[C@@]3(C(O)=O)O)=O)N=NC2C2=C1C=CC=C2)=O)=O)=O)=O)=O)=O)=O)=O HACHPVCYFLSKSB-UMJDSZQGSA-N 0.000 description 1
- 240000007015 Melilotus indicus Species 0.000 description 1
- 102000018697 Membrane Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 description 1
- 206010027259 Meningitis tuberculous Diseases 0.000 description 1
- 201000006836 Miliary Tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- 102000005431 Molecular Chaperones Human genes 0.000 description 1
- 108010006519 Molecular Chaperones Proteins 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 1
- 206010062207 Mycobacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 241001467553 Mycobacterium africanum Species 0.000 description 1
- 241000186366 Mycobacterium bovis Species 0.000 description 1
- 101100291912 Mycobacterium bovis (strain ATCC BAA-935 / AF2122/97) mpb64 gene Proteins 0.000 description 1
- 241001467552 Mycobacterium bovis BCG Species 0.000 description 1
- 101001043272 Mycobacterium tuberculosis (strain ATCC 25177 / H37Ra) Lipoprotein LpqH Proteins 0.000 description 1
- 101001057048 Mycobacterium tuberculosis (strain ATCC 25618 / H37Rv) ESAT-6-like protein EsxB Proteins 0.000 description 1
- 101100377720 Mycobacterium tuberculosis (strain ATCC 25618 / H37Rv) fbpA gene Proteins 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- 108010057466 NF-kappa B Proteins 0.000 description 1
- 108010047620 Phytohemagglutinins Proteins 0.000 description 1
- 206010035148 Plague Diseases 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 108010015078 Pregnancy-Associated alpha 2-Macroglobulins Proteins 0.000 description 1
- 108010007131 Pulmonary Surfactant-Associated Protein B Proteins 0.000 description 1
- 102100032617 Pulmonary surfactant-associated protein B Human genes 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- 230000005867 T cell response Effects 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 1
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 1
- 108010050970 Type VII Secretion Systems Proteins 0.000 description 1
- 241000700618 Vaccinia virus Species 0.000 description 1
- 241000700647 Variola virus Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000001557 animal structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001355 anti-mycobacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005875 antibody response Effects 0.000 description 1
- 230000014102 antigen processing and presentation of exogenous peptide antigen via MHC class I Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001510 aspartic acids Chemical class 0.000 description 1
- UPAZUDUZKTYFBG-HNPUZVNISA-N azane [(2S,3R,4R,5S,6R)-2,5-dihydroxy-6-[[(2R,3R,4R,5S,6R)-6-(hydroxymethyl)-5-phosphonooxy-3-[[(3R)-3-tetradecanoyloxytetradecanoyl]amino]-4-[(3R)-3-tetradecanoyloxytetradecanoyl]oxyoxan-2-yl]oxymethyl]-3-[[(3R)-3-hydroxytetradecanoyl]amino]oxan-4-yl] (3R)-3-hydroxytetradecanoate Chemical compound [NH4+].CCCCCCCCCCCCCC(=O)O[C@H](CCCCCCCCCCC)CC(=O)N[C@H]1[C@H](OC[C@H]2O[C@H](O)[C@H](NC(=O)C[C@H](O)CCCCCCCCCCC)[C@@H](OC(=O)C[C@H](O)CCCCCCCCCCC)[C@@H]2O)O[C@H](CO)[C@@H](OP(O)([O-])=O)[C@@H]1OC(=O)C[C@@H](CCCCCCCCCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCCCC UPAZUDUZKTYFBG-HNPUZVNISA-N 0.000 description 1
- 102000006635 beta-lactamase Human genes 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006696 biosynthetic metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- HJMZMZRCABDKKV-UHFFFAOYSA-N carbonocyanidic acid Chemical compound OC(=O)C#N HJMZMZRCABDKKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 1
- 230000030570 cellular localization Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 229940124446 critical care medicine Drugs 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000151 cysteine group Chemical group N[C@@H](CS)C(=O)* 0.000 description 1
- 230000016396 cytokine production Effects 0.000 description 1
- 238000007418 data mining Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001085 differential centrifugation Methods 0.000 description 1
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 description 1
- AKJBMINTPVKBGZ-UHFFFAOYSA-L disodium;(2-nitrophenyl) phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1OP([O-])([O-])=O AKJBMINTPVKBGZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 101150016690 esxA gene Proteins 0.000 description 1
- OUDSFQBUEBFSPS-UHFFFAOYSA-N ethylenediaminetriacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCCN(CC(O)=O)CC(O)=O OUDSFQBUEBFSPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150043255 fadD26 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 101150028082 fbpA gene Proteins 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 108091008053 gene clusters Proteins 0.000 description 1
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 1
- 230000005017 genetic modification Effects 0.000 description 1
- 235000013617 genetically modified food Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 150000002307 glutamic acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000004727 humoral immunity Effects 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000016784 immunoglobulin production Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 125000001041 indolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 230000017730 intein-mediated protein splicing Effects 0.000 description 1
- 229940028885 interleukin-4 Drugs 0.000 description 1
- 229940047122 interleukins Drugs 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012454 limulus amebocyte lysate test Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 229920006008 lipopolysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- 210000003712 lysosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000001868 lysosomic effect Effects 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 230000002101 lytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000013227 macrophage apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000004792 malaria Diseases 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 229940126601 medicinal product Drugs 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 208000001223 meningeal tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- 238000010197 meta-analysis Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000003226 mitogen Substances 0.000 description 1
- 230000002073 mitogenetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 1
- 101150014428 mpt64 gene Proteins 0.000 description 1
- 125000001446 muramyl group Chemical group N[C@@H](C=O)[C@@H](O[C@@H](C(=O)*)C)[C@H](O)[C@H](O)CO 0.000 description 1
- 208000027531 mycobacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000001543 one-way ANOVA Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229940014662 pantothenate Drugs 0.000 description 1
- 235000019161 pantothenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011713 pantothenic acid Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007918 pathogenicity Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 210000001539 phagocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000009520 phase I clinical trial Methods 0.000 description 1
- 101150028857 phoP gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 1
- 230000001885 phytohemagglutinin Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920002704 polyhistidine Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 1
- 229940043274 prophylactic drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 1
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 1
- 108020001580 protein domains Proteins 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 208000008128 pulmonary tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- 239000002510 pyrogen Substances 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000018 receptor agonist Substances 0.000 description 1
- 229940044601 receptor agonist Drugs 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009870 specific binding Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 239000000021 stimulant Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 238000011269 treatment regimen Methods 0.000 description 1
- 230000004102 tricarboxylic acid cycle Effects 0.000 description 1
- 229960001005 tuberculin Drugs 0.000 description 1
- 230000029069 type 2 immune response Effects 0.000 description 1
- 241000701161 unidentified adenovirus Species 0.000 description 1
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/7088—Compounds having three or more nucleosides or nucleotides
- A61K31/7125—Nucleic acids or oligonucleotides having modified internucleoside linkage, i.e. other than 3'-5' phosphodiesters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/04—Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- A61K38/14—Peptides containing saccharide radicals; Derivatives thereof, e.g. bleomycin, phleomycin, muramylpeptides or vancomycin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies
- A61K39/02—Bacterial antigens
- A61K39/04—Mycobacterium, e.g. Mycobacterium tuberculosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
- A61K47/34—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/04—Antibacterial agents
- A61P31/06—Antibacterial agents for tuberculosis
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oncology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно к иммунологии, и может быть использовано для получения вакцины, действующей на иммунодоминантные антигены М. tuberculosis, экспрессирующиеся на ранней стадии инфекции и латентной фазе инфекции для профилактики и вспомогательного лечения туберкулеза.The invention relates to medicine, namely to immunology, and can be used to obtain a vaccine that acts on immunodominant antigens of M. tuberculosis, expressed at an early stage of infection and latent phase of infection for the prevention and auxiliary treatment of tuberculosis.
Туберкулез (ТБ) остается одной из самых опасных и распространенных инфекционных болезней. Это социально-значимое, передающееся контактным путем заболевание, вызываемое инфицированием микобактериями Mycobacterium tuberculosis (также М. bovis, М. Africanum). Всего, по оценкам эпидемилогов, за последние 200 лет от туберкулеза умерло более одного миллиарда человек [1]. Это больше, чем количество людей, скончавшихся в тот же период от оспы, малярии, чумы, гриппа, холеры и СПИДа вместе взятых. К концу XIX в. каждая пятая из смертей от любых причин была связана с туберкулезом [1]. На сегодняшний день по данным ВОЗ [2] в мире в среднем регистрируется около 9 млн. новых случаев и около 2 млн. смертей в год (в 2015 г. - 10,4 млн. новых случаев активного ТБ; 1,8 млн человек погибли от заболевания). Всего до 2 млрд человек во всем мире инфицированы возбудителем туберкулеза, и эксперты ВОЗ прогнозируют, что число новых инфицированных к 2020 году может увеличиться еще на 1 млрд [3].Tuberculosis (TB) remains one of the most dangerous and common infectious diseases. This is a socially significant contact-transmitted disease caused by infection with Mycobacterium tuberculosis mycobacteria (also M. bovis, M. Africanum). In total, according to epidemiological estimates, over one billion people have died from tuberculosis over the past 200 years [1]. This is more than the number of people who died in the same period from smallpox, malaria, plague, flu, cholera and AIDS combined. By the end of the XIX century. one in five deaths from any cause was associated with tuberculosis [1]. To date, according to WHO [2], an average of about 9 million new cases and about 2 million deaths per year are recorded in the world on average (in 2015, 10.4 million new cases of active TB; 1.8 million people died from the disease). In total, up to 2 billion people worldwide are infected with the causative agent of tuberculosis, and WHO experts predict that the number of new infections by 2020 may increase by another 1 billion [3].
Актуальной проблема туберкулеза является и в нашей стране. На протяжении последних шести лет заболеваемость туберкулезом снижается, однако, как на сегодняшний день, так и в перспективе туберкулез остается проблемой здравоохранения, требующей постоянного внимания, надзора и контроля [2].The urgent problem of tuberculosis is also in our country. Over the past six years, the incidence of tuberculosis has been decreasing, however, both today and in the future, tuberculosis remains a public health problem that requires constant attention, supervision and control [2].
Несмотря на наличие вакцины БЦЖ, и на то, что в настоящее время туберкулез является достаточно успешно излечимым заболеванием, он по-прежнему входит в тройку основных причин смерти от инфекционных заболеваний [4].Despite the presence of the BCG vaccine, and the fact that tuberculosis is a rather successfully treatable disease, it is still one of the three main causes of death from infectious diseases [4].
Другой стороной проблемы туберкулеза является увеличение заболеваемости его мультирезистентными формами. Известно, что в 2015 г. было зафиксировано около полумиллиона новых случаев туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-туберкулеза) [4]. Основная проблема МЛУ-туберкулеза- очень высокая стоимость лечения (более $10000 за курс) при прогнозе выздоровления лишь в 50% случаев. Уже сейчас, по оценкам экспертов, около 50 млн. человек во всем мире являются латентно инфицированными МЛУ-туберкулезом [4]. Между тем вероятность перехода латентной формы в активную может быть более 10% в течении жизни [5]. В России особенно остро стоит проблема распространения МЛУ-туберкулеза. Так, в общей мировой заболеваемости МЛУ-туберкулезом совместный вклад Индии, Китая и России - 45% [4].The other side of the problem of tuberculosis is an increase in the incidence of its multi-drug resistant forms. It is known that in 2015, about half a million new cases of multidrug-resistant tuberculosis (MDR-TB) were recorded [4]. The main problem of MDR-TB is the very high cost of treatment (more than $ 10,000 per course) with a prognosis of recovery in only 50% of cases. Already now, according to experts, about 50 million people around the world are latently infected with MDR-TB [4]. Meanwhile, the probability of transition of the latent form to the active one can be more than 10% during the course of life [5]. The problem of the spread of MDR-tuberculosis is particularly acute in Russia. So, in the total global incidence of MDR-tuberculosis, the combined contribution of India, China and Russia is 45% [4].
Уже сейчас очевидно, что глобальный контроль над туберкулезом может быть достигнут только за счет создания эффективных профилактических и терапевтических вакцин, развития диагностики и оптимизации схем терапии [6]. По оценкам специалистов, при сохранении существующих трендов исследований, снижение заболеваемости и смертности будет достигать лишь 1,5% от существующих [6]. Оптимизация уже существующих методов профилактики и лечения позволит снизить заболеваемость на 10% ежегодно к 2025 году, а разработка новых подходов - снизить заболеваемость до ожидаемого уровня в 90% [7].It is already obvious that global control of tuberculosis can be achieved only by creating effective preventive and therapeutic vaccines, developing diagnostics and optimizing treatment regimens [6]. According to experts, while maintaining the existing research trends, the reduction in morbidity and mortality will reach only 1.5% of the existing [6]. Optimization of existing methods of prevention and treatment will reduce the incidence by 10% annually by 2025, and the development of new approaches will reduce the incidence to the expected level of 90% [7].
В настоящее время бацилла Кальмета-Герена (БЦЖ) является самой широко используемой в мире вакциной и единственной противотуберкулезной вакциной, разрешенной для клинического применения. За почти столетний период своего существования этой вакциной было привито более чем 3 млрд человек, и сейчас по всему миру доля вакцинированных достигла 80% [8]. Но, несмотря на свое повсеместное использование, БЦЖ обеспечивает только минимальную защиту от ТБ и не способна бороться с уже имеющейся инфекцией.Currently, Calmett-Guerin Bacillus (BCG) is the most widely used vaccine in the world and the only tuberculosis vaccine approved for clinical use. Over the nearly 100-year period of its existence, more than 3 billion people have been vaccinated with this vaccine, and now around the world the share of vaccinees has reached 80% [8]. But, despite its widespread use, BCG provides only minimal protection against TB and is not able to deal with an existing infection.
Защитный эффект, обеспечиваемый БЦЖ, непродолжителен и длится всего несколько лет. БЦЖ не защищает от легочных форм ТБ в подростковом и взрослом возрасте, а именно эти случаи ТБ наиболее распространены в наше время [9]. Хотя БЦЖ считается безопасной, она представляет определенный риск для иммунодефицитных ВИЧ-инфицированных пациентов. Поэтому ВОЗ не рекомендует прививать БЦЖ ВИЧ-положительным новорожденным [10].The protective effect provided by BCG is short-lived and lasts only a few years. BCG does not protect against pulmonary TB in adolescence and adulthood, and it is these cases of TB that are most common in our time [9]. Although BCG is considered safe, it poses a certain risk to immunodeficient HIV-infected patients. Therefore, WHO does not recommend BCG vaccination with HIV-positive infants [10].
БЦЖ вызывает иммунный ответ, способный предотвратить развитие милиарного или менингеального туберкулеза, но не может предотвратить и ликвидировать туберкулезную инфекцию [11]. Эффективность БЦЖ варьирует в разных программах вакцинации в очень широких пределах: в одних она достигает 80%, в других стремится к нулю [12, 11]. Эффективность вакцины зависит от множества факторов, среди которых особенности штамма БЦЖ, генетические особенности иммунной системы индивида, его возраст, предварительное инфицирование М. tuberculosis, форма заболевания ТБ, а также предварительная сенсибилизация к БЦЖ иммунной системы сапрофитными видами Mycobacterium [9]. Очевидным недостатком БЦЖ является ее неспособность вызывать длительную защиту от ТБ: индивиды, вакцинированные вскоре после рождения, теряют защиту уже в юности и взрослом возрасте, а повторные введения БЦЖ больше не вызывают ожидаемого иммунного ответа [13].BCG elicits an immune response that can prevent the development of miliary or meningeal tuberculosis, but cannot prevent and eradicate tuberculosis infection [11]. The effectiveness of BCG varies over a wide range in different vaccination programs: in some it reaches 80%, in others it tends to zero [12, 11]. The effectiveness of the vaccine depends on many factors, including the characteristics of the BCG strain, the genetic characteristics of the individual’s immune system, his age, preliminary infection of M. tuberculosis, the form of TB disease, and preliminary sensitization to BCG of the immune system with saprophytic Mycobacterium species [9]. An obvious drawback of BCG is its inability to cause long-term protection against TB: individuals vaccinated shortly after birth lose their protection already in adolescence and adulthood, and repeated injections of BCG no longer cause the expected immune response [13].
К настоящему времени в мире существуют по крайней мере 11 различных штаммов БЦЖ, разосланных в разные лаборатории еще в начале XX века [14]. В то время еще не существовало стандартизованных процедур хранения, выращивания и пересева бактерий, и вплоть до 1960-х годов, пока не были разработаны методы лиофилизации материнских бактериальных линий, каждая лаборатория использовала свои методики. Это привело к накоплению в разных штаммах множества различных мутаций и к значительной генетической дивергенции штаммов [15, 14]. Генетические различия штаммов могут влиять на их эффективность в защите от инфекции, так как они несут различающиеся между собой поверхностные белки-антигены, вызывающие иммунный ответ [15]. Тем не менее, все имеющиеся штаммы БЦЖ остались невирулентными, и все они не имеют системы секреции ESX-1 (группы генов экспрессирующих факторы вирулентности типа VII, которые, по современным представлениям, определяют патогенность М. tuberculosis), компоненты которой (продукты генов ESAT6, CFP10 и др.) являются сильными антигенами М. tuberculosis.To date, there are at least 11 different BCG strains in the world sent to different laboratories at the beginning of the 20th century [14]. At that time, there were no standardized procedures for storing, growing and replanting bacteria, and until the 1960s, until methods for lyophilization of maternal bacterial lines were developed, each laboratory used its own methods. This led to the accumulation of many different mutations in different strains and to significant genetic divergence of the strains [15, 14]. The genetic differences of the strains can affect their effectiveness in protecting against infection, since they carry differing surface antigen proteins that induce an immune response [15]. Nevertheless, all available BCG strains remained non-virulent, and all of them lacked the ESX-1 secretion system (groups of genes expressing type VII virulence factors, which, according to modern concepts, determine the pathogenicity of M. tuberculosis), the components of which (products of ESAT6, CFP10 et al.) Are potent antigens of M. tuberculosis.
Таким образом, в основном БЦЖ обеспечивает защиту только от внелегочных форм туберкулеза, и только в раннем детском возрасте. Сравнительно низкая эффективность БЦЖ вакцинации взрослого населения привела к активным поискам альтернативных решений для защиты против различных форм туберкулеза у взрослых. Попытки пролонгировать или восстановить действие БЦЖ с помощью ревакцинации ей же не привели к заметным успехам [13].Thus, mainly BCG provides protection only against extrapulmonary forms of tuberculosis, and only in early childhood. The relatively low effectiveness of BCG vaccination in the adult population has led to an active search for alternative solutions to protect against various forms of tuberculosis in adults. Attempts to prolong or restore the action of BCG with the help of booster vaccines did not lead to noticeable success [13].
В связи с этим, в настоящее время десятки лабораторий по всему миру разрабатывают новые вакцины против ТБ, способные не только заменить БЦЖ для прививания новорожденных, но и позволяющие эффективно защищать от туберкулеза в подростковом и взрослом возрасте, препятствовать реактивации латентных форм туберкулеза и, в идеале, дающие возможность бороться с ТБ в латентной фазе, полностью уничтожая М. tuberculosis в организме.In this regard, dozens of laboratories around the world are currently developing new TB vaccines that can not only replace BCG for vaccination of newborns, but also can effectively protect against tuberculosis in adolescence and adulthood, prevent the reactivation of latent forms of tuberculosis and, ideally giving the opportunity to fight TB in the latent phase, completely destroying M. tuberculosis in the body.
Практически все эффективные вакцины против инфекционных патогенов, используемые в настоящее время, направлены на развитие гуморального иммунного ответа, то есть приводят к выработке специфических антител [16]. Так как М. tuberculosis является внутриклеточным патогеном и находится внутри макрофагов в особых вакуолях (фагосомах), несущих особые маркеры ранних фагосом, и не объединяющихся с лизосомами, то гуморального иммунного ответа для борьбы с М. tuberculosis недостаточно. Для уничтожения М. tuberculosis необходим клеточный иммунитет, обеспечиваемый иммунокомпетентными М. tuberculosis-специфическими Т-клетками, способными распознать и элиминировать инфицированные макрофаги без существенного вреда для хозяина. Клеточный иммунитет против М. tuberculosis обеспечивается прежде всего CD4+ Т-клетками типа Th1. Эти клетки вырабатывают IFN-γ, который вызывает усиление антимикобактериальной активности макрофагов. Хотя центральная роль CD4+ Т-клеток в иммунитете против М. tuberculosis не вызывает сомнений, в последнее время становится ясно, что одних CD4+ Т-клеток, вырабатывающих IFN-γ, недостаточно [17, 18]. Для успешной защиты от М. tuberculosis необходим одновременный скоординированный ответ CD4+ и CD8+ Т-клеток, вырабатывающих не только INF-γ, но и TNF-α, и еще более 10 типов интерлейкинов. Немаловажную роль в защите от М. tuberculosis играют и другие типы Т-клеток и клетки длительной иммунной памяти [19, 20]. Помимо внутриклеточной локализации, М. tuberculosis обладает еще рядом особенностей, усложняющим создание вакцины. Это, прежде всего, способность длительно персистировать в организме хозяина (вызывая латентную инфекцию, ЛТБ) и подавлять презентацию макрофагом своих антигенов Т-клеткам, необходимую для распознавания зараженных М. tuberculosis клеток и формирования иммунной памяти, а также способность управлять процессами апоптоза и некроза макрофагов, обеспечивающая М. tuberculosis благоприятные условия для расселения по тканям хозяина [21]. Поэтому при создании новых эффективных вакцин нужно стремиться активировать иммунную систему таким образом, чтобы она преодолела все способы защиты М. tuberculosis и смогла распознать и уничтожить инфицированные микобактериями клетки.Almost all effective vaccines against infectious pathogens currently in use are aimed at developing a humoral immune response, that is, they lead to the production of specific antibodies [16]. Since M. tuberculosis is an intracellular pathogen and is located inside macrophages in special vacuoles (phagosomes) that carry special markers of early phagosomes and do not combine with lysosomes, the humoral immune response to fight M. tuberculosis is not enough. To kill M. tuberculosis, cellular immunity is required, provided by immunocompetent M. tuberculosis-specific T cells capable of recognizing and eliminating infected macrophages without significant harm to the host. Cellular immunity against M. tuberculosis is provided primarily by Th1 type CD4 + T cells. These cells produce IFN-γ, which causes an increase in the antimycobacterial activity of macrophages. Although the central role of CD4 + T cells in immunity against M. tuberculosis is not in doubt, it has recently become clear that CD4 + T cells producing IFN-γ alone are not enough [17, 18]. Successful protection against M. tuberculosis requires a simultaneous coordinated response of CD4 + and CD8 + T cells, producing not only INF-γ, but also TNF-α, and even more than 10 types of interleukins. An important role in protecting against M. tuberculosis is played by other types of T cells and cells of long-term immune memory [19, 20]. In addition to intracellular localization, M. tuberculosis has a number of features that complicate the creation of a vaccine. This is, first of all, the ability to persistently persist in the host organism (causing latent infection, LTP) and suppress macrophage presentation of its antigens to T cells, which is necessary for recognition of M. tuberculosis infected cells and the formation of immune memory, as well as the ability to control macrophage apoptosis and necrosis processes , which provides M. tuberculosis with favorable conditions for spreading over host tissues [21]. Therefore, when creating new effective vaccines, one must strive to activate the immune system in such a way that it overcomes all ways of protecting M. tuberculosis and can recognize and destroy cells infected with mycobacteria.
Как уже отмечалось, туберкулез у человека имеет четыре стадии развития: инфицирование, ЛТБ, реактивация инфекции и активная форма заболевания, в ходе которой происходит заражение других индивидов [22]. Белковые антигены, экспрессируемые М. tuberculosis, значительно различаются на разных стадиях заболевания [23], поэтому вакцина, эффективная на одной из стадий, может быть бесполезной на других. При первичном заражении М. tuberculosis иммунологически здорового индивида инфекция переходит в латентную форму, никак внешне себя не проявляя. Как показывает опыт, полная элиминация М. tuberculosis из организма происходит крайне редко, и, как правило, активность иммунной системы сводится к поддержанию М. tuberculosis в дормантном состоянии и препятствованию переходу заболевания из латентной фазы в активную. Поэтому, если иммунная система зараженных индивидов не ослабевает, М. tuberculosis в персистентном состоянии сохраняется у них всю жизнь. Индивид с ЛТБ не имеет внешних признаков болезни и не заражает окружающих, но он имеет Т-клетки памяти, специфичные для антигенов М. tuberculosis [16]. Таким образом, иммунная система человека, по-видимому, сама по себе неспособна полностью ликвидировать М. tuberculosis в организме, и пока неясно, сможем ли мы добиться этого в ближайшем будущем с помощью новых вакцин. Скорее всего, на разных стадиях ТБ и в различных случаях будут применяться разные вакцины, но идеальной была бы вакцина, способная уничтожать М. tuberculosis на всех стадиях развития болезни [24].As already noted, human tuberculosis has four stages of development: infection, LTP, reactivation of infection, and the active form of the disease, during which infection of other individuals occurs [22]. Protein antigens expressed by M. tuberculosis differ significantly at different stages of the disease [23], so a vaccine effective in one of the stages may be useless in others. At the initial infection of M. tuberculosis of an immunologically healthy individual, the infection becomes latent without manifesting itself externally. As experience shows, the complete elimination of M. tuberculosis from the body is extremely rare, and, as a rule, the activity of the immune system is reduced to maintaining M. tuberculosis in a dormant state and preventing the transition of the disease from the latent phase to the active one. Therefore, if the immune system of infected individuals does not weaken, M. tuberculosis in a persistent state persists for their whole life. An individual with LTP does not have external signs of the disease and does not infect others, but he has memory T cells specific for M. tuberculosis antigens [16]. Thus, the human immune system, by itself, is apparently unable to completely eliminate M. tuberculosis in the body, and it is not yet clear whether we can achieve this in the near future with the help of new vaccines. Most likely, different vaccines will be used at different stages of TB and in various cases, but a vaccine capable of killing M. tuberculosis at all stages of the development of the disease would be ideal [24].
По своему назначению новые противотуберкулезные вакцины можно условно разделить на три типа - первичные, бустерные (вспомогательные, усиливающие) и терапевтические. Первичные вакцины разрабатываются для замены БЦЖ, тогда как для усиления ее эффекта после вакцинирования применяются бустерные вакцины. Терапевтические вакцины нацелены в основном на борьбу с активной формой ТБ у ВИЧ-инфицированных пациентов. Особое внимание привлекают вакцины, позволяющие подавлять М. tuberculosis в латентной фазе инфекции и способные в идеале полностью удалять М. tuberculosis из организма [26].According to their purpose, new anti-tuberculosis vaccines can be divided into three types - primary, booster (auxiliary, reinforcing) and therapeutic. Primary vaccines are being developed to replace BCG, while booster vaccines are used to enhance its effect after vaccination. Therapeutic vaccines are primarily aimed at combating active TB in HIV-infected patients. Of particular interest are vaccines that suppress M. tuberculosis in the latent phase of infection and are ideally able to completely remove M. tuberculosis from the body [26].
Практически все разрабатываемые в настоящее время вакцины могли бы применяться уже после заражения М. tuberculosis. По своему происхождению различают рекомбинантные вакцины на основе трансгенных штаммов БЦЖ, несущих некоторые отдельные антигены М. tuberculosis (это обычно живые невирулентные штаммы), или инактивированные клетки и полноклеточные экстракты некоторых штаммов М. tuberculosis или других видов Mycobacterium: М. smegmatis, М. vaccae, М. indicus. В некоторых случаях используются их генномодифицированные формы, имеющие антигены М. tuberculosis, способные усиливать иммунную память [27]. Кроме того, разрабатываются еще 2 типа вакцин, имеющие наибольшие на сей день перспективы: это субъединичные ДНК-вакцины и субъединичные белковые вакцины. Субъединичные ДНК-вакцины представляют собой генетическую конструкцию, включающую ген одного или нескольких антигенов М. tuberculosis под контролем эукариотического промотора. ДНК-вакцины доставляются в составе ДНК-вектора или вируса. Для этого используют неспособные к репликации у человека трансгенные формы аденовирусов и поксвирусов, несущие транскрибируемые в клетках человека гены, кодирующие антигены М. tuberculosis [18]. Субъединичные белковые вакцины являются искусственно созданными белковыми молекулами, включающими протективные антигены возбудителя инфекции, синтезируемыми в различных системах экспрессии.Almost all vaccines currently under development could be used after infection with M. tuberculosis. By their origin, recombinant vaccines based on transgenic BCG strains carrying some individual M. tuberculosis antigens (these are usually live non-virulent strains) or inactivated cells and full-cell extracts of some M. tuberculosis or other Mycobacterium strains: M. smegmatis, M. vaccae are distinguished. M. indicus. In some cases, their genetically modified forms are used, having M. tuberculosis antigens capable of enhancing immune memory [27]. In addition, two more types of vaccines are being developed that have the greatest prospects to date: these are subunit DNA vaccines and subunit protein vaccines. Subunit DNA vaccines are a genetic construct comprising a gene for one or more M. tuberculosis antigens under the control of a eukaryotic promoter. DNA vaccines are delivered as part of a DNA vector or virus. For this, transgenic forms of adenoviruses and poxviruses incapable of replication in humans are used that carry genes encoding M. tuberculosis antigens transcribed in human cells [18]. Subunit protein vaccines are artificially created protein molecules, including protective antigens of the pathogen, synthesized in various expression systems.
К настоящему времени известно несколько сотен антигенов М. tuberculosis, перспективных для конструирования новых субъединичных вакцин [28]. Только антигенов, специфических для латентной стадии ТБ, выявлено более 60 [23]. Большинство субъединичных вакцин, тестируемых в настоящее время, содержат антигены М. tuberculosis Ag85a, Ag85b и ESAT-6. Первые два являются поверхностными белками М. tuberculosis и участвуют в формировании клеточной стенки бактерии. ESAT6 - это секреторный белок, необходимый для проявления вирулентности М. tuberculosis, отсутствующий у БЦЖ. ESAT-6 тесно взаимодействует с другим перспективным антигеном М. tuberculosis - CFP10, который является частью бактериальной системы секреции VII типа [29].To date, several hundred M. tuberculosis antigens are known that are promising for the construction of new subunit vaccines [28]. Only antigens specific for the latent stage of TB revealed more than 60 [23]. Most of the subunit vaccines currently being tested contain M. tuberculosis antigens Ag85a, Ag85b and ESAT-6. The first two are surface proteins of M. tuberculosis and are involved in the formation of the bacterial cell wall. ESAT6 is a secretory protein necessary for the manifestation of virulence of M. tuberculosis, which is absent in BCG. ESAT-6 interacts closely with another promising M. tuberculosis antigen, CFP10, which is part of the bacterial type VII secretion system [29].
Рекомбинантные, аттенуированные и «классические» вакцины создаются в основном на основе живых невирулентных штаммов генно-модифицированных микобактерий разных видов, или их лизатов и цельноклеточных экстрактов. В таблице 1 представлен список вакцин, находящихся в настоящее время на разных стадиях клинических и доклинических исследований. Разработки новых вакцин против ТБ идут в основном в трех направлениях. Первое заключается в замене БЦЖ ее улучшенными рекомбинантными формами; второе и третье - в создании вакцин на основе либо генетически аттенуированных штаммов микобактерий, либо трансгенных штаммов сапрофитных видов микобактерий, несущих гены основных антигенных детерминант М. tuberculosis. Генетически улучшенные БЦЖ должны отличаться следующими характеристиками: они должны быть безопаснее, более иммуногенными, способными обеспечивать длительную остаточную защиту от туберкулеза, в особенности от крайне вирулентных клинических изолятов (таких как штаммы Beijing, MDR, XDR, TDR и др.). Один из способов улучшения БЦЖ - введение в ее геном иммунодоминантных антигенов М. tuberculosis, отсутствующих в геноме БЦЖ, таких как антигены, кодируемые RDl-локусом (ESAT-6, CFP10), или усилением продукции антигенов, уже имеющихся у БЦЖ (например, комплекс Ag85), но недостаточно активно экспрессирующихся. Другой путь улучшения БЦЖ заключается в ее генетических модификациях, которые бы активировали такие важные иммунные процессы, как кросс-презентация антигенов CD8+ Т-клеткам. Все эти «улучшения» БЦЖ могут быть скомбинированы в одном новом вакцинном штамме [30].Recombinant, attenuated, and “classic” vaccines are created primarily on the basis of live, non-virulent strains of genetically modified mycobacteria of various species, or their lysates and whole-cell extracts. Table 1 provides a list of vaccines that are currently at various stages of clinical and preclinical studies. New TB vaccines are being developed mainly in three directions. The first is to replace BCG with its improved recombinant forms; the second and third - in the creation of vaccines based on either genetically attenuated strains of mycobacteria or transgenic strains of saprophytic species of mycobacteria carrying genes of the main antigenic determinants of M. tuberculosis. Genetically improved BCG should have the following characteristics: they should be safer, more immunogenic, able to provide long-term residual protection against tuberculosis, especially against extremely virulent clinical isolates (such as Beijing, MDR, XDR, TDR strains, etc.). One way to improve BCG is to introduce immunodominant antigens of M. tuberculosis in its genome, which are absent in the BCG genome, such as antigens encoded by the RDl locus (ESAT-6, CFP10), or to increase the production of antigens already found in BCG (for example, the complex Ag85), but not actively expressed. Another way to improve BCG is through its genetic modifications, which would activate such important immune processes as cross-presentation of CD8 + antigens to T cells. All these “improvements” in BCG can be combined in one new vaccine strain [30].
Второе направление в создании новых живых вакцин против ТБ заключается в генетической аттенуации М. tuberculosis. Эта стратегия включает в себя делецию некоторых важных метаболических генов, приводящих к появлению ауксотрофных мутантов, неспособных синтезировать некоторые соединения, необходимые для проявления «нормальной» вирулентности, или же делецию основных генов вирулентности (или их регуляторов). Для предотвращения возврата вирулентности нужно удалить из генома М. tuberculosis по крайней мере два независимых локуса, от которых зависит это свойство. Первые ауксотрофные штаммы М. tuberculosis были получены еще в середине 1990-х гг. [31]. Позднее были получены очень перспективные для испытаний в качестве вакцины штаммы М. tuberculosis, включая штамм ARDlApanCD, имеющий делеции в RD1 - основном генном кластере М. tuberculosis, ответственном за вирулентность, и в гене, участвующем в пути биосинтеза пантотената. Применение этого штамма вызывает эффективную защиту от ТБ у нормальных и иммунокомпромиссных мышей, и достаточно безопасно в использовании [32]. Другой перспективный в качестве вакцины аттенуированный штамм М. tuberculosis - APhoPAfadD26. Двухкомпонентная регуляторная система PhoP/PhoR на транскрипционном уровне регулирует экспрессию большого числа генов, включая основные гены вирулентности М. tuberculosis. Так, аттенуированный лабораторный штамм H37Ra содержит мутацию, инактивирующую ген phoP [33]. Ген fadD26, также инактивированный у штамма APhoPAfadD26, участвует в биосинтезе гликолипида PDIM, важного липидного компонента клеточной стенки М. tuberculosis [34].The second direction in the creation of new live vaccines against TB is the genetic attenuation of M. tuberculosis. This strategy includes a deletion of some important metabolic genes leading to the appearance of auxotrophic mutants that are unable to synthesize certain compounds necessary for the manifestation of “normal” virulence, or a deletion of the main virulence genes (or their regulators). To prevent the return of virulence, at least two independent loci on which this property depends on the M. tuberculosis genome must be removed. The first auxotrophic strains of M. tuberculosis were obtained back in the mid-1990s. [31]. Later, strains of M. tuberculosis, which are very promising for testing as a vaccine, were obtained, including the ARDlApanCD strain having deletions in RD1, the main gene cluster of M. tuberculosis responsible for virulence, and in the gene participating in the pantothenate biosynthesis pathway. The use of this strain causes effective protection against TB in normal and immunocompromising mice, and is quite safe to use [32]. Another promising attenuated strain of M. tuberculosis as a vaccine is APhoPAfadD26. The two-component regulatory system PhoP / PhoR at the transcriptional level regulates the expression of a large number of genes, including the main virulence genes of M. tuberculosis. Thus, an attenuated laboratory strain of H37Ra contains a mutation that inactivates the phoP gene [33]. The fadD26 gene, also inactivated in the APhoPAfadD26 strain, is involved in the biosynthesis of PDIM glycolipid, an important lipid component of the M. tuberculosis cell wall [34].
Третье направление - это создание новых вакцин на основе других видов микобактерий. Это, прежде всего, умеренно вирулентные и авирулентные для человека виды М. vaccae, М. microti, М. smegmatis, а также сапрофитный вид М. indicuspranii. Инактивированные клетки М. vaccae [35] и М. indicuspranii, а также полноклеточный экстракт М. smegmatis [36] сейчас находятся на разных стадиях клинических испытаний в качестве терапевтических вакцин. На животных моделях показана эффективность рекомбинантного штамма М. microti, экспрессирующего антигены RD-1 локуса М. tuberculosis, для защиты от заражения туберкулезом [37]. Разрабатывается живая вакцина на основе рекомбинантного аттенуированного штамма М. smegmatis, из генома которого удален собственный локус esx-З [один из факторов вирулентности М. tuberculosis] и вместо него добавлен гомологичный локус esx-3 уже из М. tuberculosis. Такая замена не приводит к восстановлению вирулентности, но вызывает на мышиных моделях резкое увеличение числа Т-клеток памяти и генерирует сильный иммунный ответ на М. tuberculosis, приводящий в некоторых случаях к полной элиминации патогена [38].The third area is the creation of new vaccines based on other types of mycobacteria. These are, first of all, the moderately virulent and avirulent for humans species M. vaccae, M. microti, M. smegmatis, as well as the saprophytic species M. indicuspranii. Inactivated cells of M. vaccae [35] and M. indicuspranii, as well as full-cell extract of M. smegmatis [36] are now at different stages of clinical trials as therapeutic vaccines. In animal models, the effectiveness of the recombinant strain of M. microti expressing the antigens RD-1 of the M. tuberculosis locus has been shown to protect against infection with tuberculosis [37]. A live vaccine is being developed based on a recombinant attenuated strain of M. smegmatis, from the genome of which its own locus esx-3 has been removed [one of the virulence factors of M. tuberculosis] and a homologous locus esx-3 from M. tuberculosis has been added instead. Such a replacement does not lead to the restoration of virulence, but in mouse models causes a sharp increase in the number of memory T cells and generates a strong immune response to M. tuberculosis, which in some cases leads to the complete elimination of the pathogen [38].
Ассортимент успешно разрабатываемых (КИ этап 1 или выше) вакцин за последние 10 лет значительно расширился, но в основном за счет состава белковых антигенов. Обращает внимание количество продуктов, которые содержат одни и те же антигены, в основном гуморальные иммунодоминанты и одинаковые или схожие адъюванты из группы агонистов TLR (Toll-Like Receptors).The range of vaccines successfully developed (
Использование вирусных векторов для рекомбинантных субъединичных ТБ-вакцин было первой попыткой найти замену БЦЖ или, по меньшей мере, повысить ее эффективность путем последующей буст-вакцинации. Первым разочарованием в испытаниях новых вакцин стали результаты клинических исследований (КИ) препарата MVA85A (№7 в таблице 1) разработки Оксфордского университета (на основе вируса осповакцины, штамм Анкара), которые не выявили достоверных различий в профилактической эффективности между этим кандидатом и контролем (только БЦЖ) у детей. Тем не менее, вакцину продолжают испытывать, но уже как терапевтическую, для взрослых.The use of viral vectors for recombinant subunit TB vaccines was the first attempt to find a replacement for BCG, or at least to increase its effectiveness by subsequent boost vaccination. The first disappointment in the trials of new vaccines was the results of clinical trials (CI) of MVA85A (No. 7 in Table 1) developed by Oxford University (based on vaccinia virus, Ankara strain), which did not reveal significant differences in prophylactic efficacy between this candidate and control (only BCG) in children. Nevertheless, the vaccine is still being tested, but already as a therapeutic one, for adults.
Еще одна вирусная, адено-рекомбинантная (адено-5) ТБ-вакцина Ad5Ag85A (№2 в таблице 1) разработана в МакМастер университете (Канада) и вошла в КИ 1-й фазы, которые были терминированы в 2013 г. после приобретения всех прав на вакцину китайской компанией «КанСино». В настоящее время «КанСино» разрабатывает новый проект по Ad5Ag85A совместно с некоммерческой компанией «Аэрас» (США), финансирующей большинство современных разработок новых ТБ-вакцин.Another viral, adeno-recombinant (Adeno-5) TB vaccine Ad5Ag85A (No. 2 in Table 1) was developed at McMaster University (Canada) and entered Phase I clinical trials, which were terminated in 2013 after the acquisition of all rights for the vaccine by the Chinese company Kansino. At present, KanSino is developing a new Ad5Ag85A project in conjunction with the non-profit company Aeros (USA), which finances the majority of modern developments of new TB vaccines.
Сходная адено-рекомбинантная (адено-35) ТБ-вакцина Ad35/Aeras 402 (№6 в таблице) (производства «Круцелл» и «Аэрас») показала в КИ фазы 1 безопасность и широкий иммунный ответ по типу ТМ, за исключением одного, но важного маркера - интерлейкина-17 (ИЛ-17). В настоящий момент проходят КИ фазы 2. Примечательно, что этот же антиген Ag85a, экспрессированный в другом вирусном векторе (Анкара) в составе MVA85A, индуцирует ИЛ-17. Основываясь на этих данных, «Аэрас» решила профинансировать еще один проект - использование Ad35/Aeras 402 и затем MVA85A как бустера.A similar adeno-recombinant (Adeno-35) TB vaccine Ad35 / Aeras 402 (No. 6 in the table) (manufactured by Krucell and Aeras) showed safety and a broad immune response according to the type of TM in
Использование адъювантов - один из путей повышения иммуногенности и таким образом эффективности вакцин. Целый ряд кандидатов ТБ-вакцин использует для этих целей коммерчески производимое вещество на основе ДНК-олигонуклеотидов класса CpG - IC31® («Интерсел», Австрия), являющееся агонистом TLR9-рецепторов. Датский Институт Сыворотки (Statens Serum Institut) совместно с «Аэрас» испытывает различные сочетания рекомбинантных (в экспрессионной системе Е. coli) микобактериальных антигенов и этого адъюванта.The use of adjuvants is one of the ways to increase the immunogenicity and thus the effectiveness of vaccines. A number of candidates for TB vaccines use for this purpose a commercially available substance based on DNA oligonucleotides of the class CpG - IC31® (Intersel, Austria), which is an agonist of TLR9 receptors. The Danish Institute of Serum (Statens Serum Institut), together with Aeros, is testing various combinations of recombinant (in the expression system of E. coli) mycobacterial antigens and this adjuvant.
Первым кандидатом был Hybrid-1 (ESAT6/Ag85B+IC31), который в целом показал хорошие результаты в КИ, однако не выявил ожидаемого ответа на ключевой антиген ESAT-6 (№5 в таблице). Кроме того, в ходе исследований стало очевидно, что наличие ESAT-6 в вакцинном препарате ставит под сомнение результаты теста IGRA (interferon-gamma release assay), используемого в оценке эффективности.The first candidate was Hybrid-1 (ESAT6 / Ag85B + IC31), which generally showed good results in CI, but did not reveal the expected response to key ESAT-6 antigen (No. 5 in the table). In addition, studies have shown that the presence of ESAT-6 in a vaccine formulation casts doubt on the results of the IGRA (interferon-gamma release assay) test used in evaluating efficacy.
Для преодоления этого недостатка ESAT-6 был заменен на функционально сходный антиген ТВ-10.4 в новой экспериментальной ТБ-вакцине Hybrid 4/Aeras-404 (или HyVac4/Aeras404), разработанной совместно с «Санофи Пастер», Канада (№3 в таблице). Одно КИ фазы 1 с этим кандидатом было терминировано без объяснения причин, но в настоящее время проходит еще одна попытка проведения КИ совмещенной фазы 1/2.To overcome this drawback, ESAT-6 was replaced by functionally similar TB-10.4 antigen in the new experimental
Последний на сегодняшний день кандидат из этой серии - Hybrid 56/Aeras-456 (или H56/IC31), в дополнение к первоначальному варианту (ESAT6/Ag85B + адъювант IC31) включает третий антиген (латентно-ассоциированный) Rv2660c (№4 в таблице). Результаты доклинических исследований (ДКИ) на низших приматах показали эффективность этого препарата как в предотвращении первичного инфицирования, так и в блокировке реактивации латентной инфекции. Клинические исследования фазы 1/2 проходят в настоящее время.The last candidate from this series to date is Hybrid 56 / Aeras-456 (or H56 / IC31), in addition to the original version (ESAT6 / Ag85B + adjuvant IC31) includes the third antigen (latent-associated) Rv2660c (No. 4 in the table) . The results of preclinical studies (DCI) on lower primates showed the effectiveness of this drug in both preventing primary infection and blocking the reactivation of latent infection. Clinical studies of
Другой адъювант, хотя также относящийся к агонистам TLR, использует в своей разработке «ГлаксоСмитКляйн» -AS02 (MPL™ + QS-21) (агонист TLR4), в сочетании с двумя микобактериальными антигенами Rv1196, Rv0125, являющимися выраженными иммунодоминантами (№8 в таблице). Кандидат М72 успешно завершил КИ фазы 1 и следом за MVA85A вступил в фазу IIb -исследование эффективности.Another adjuvant, although also a TLR agonist, uses GlaxoSmithKlein-AS02 (MPL ™ + QS-21) (TLR4 agonist) in its development, in combination with two mycobacterial antigens Rv1196, Rv0125, which are expressed immunodominant (No. 8 in the table ) Candidate M72 successfully completed a
Аналогичный адъювант (агонист TLR4), но полученный синтетическим путем (GLA-SE) использован IDRI (Исследовательский институт инфекционных болезней, США) совместно с «Аэрас» сразу с четырьмя латентно-ассоциированными микобактериальными антигенами: Rv2608, Rv3619, Rv3620, Rv1913 (№2 в таблице) Кандидат ID-93 показал высокую эффективность в ДКИ, включая протективность против резистентных штаммов МТБ у низших приматов.A similar adjuvant (TLR4 agonist), but synthesized (GLA-SE) was used by IDRI (Research Institute of Infectious Diseases, USA) in conjunction with Aeros immediately with four latently associated mycobacterial antigens: Rv2608, Rv3619, Rv3620, Rv1913 (No. 2 table) Candidate ID-93 has been shown to be highly effective in DCI, including protection against resistant strains of MTB in lower primates.
Наиболее релевантными по отношению к исследуемой теме, из числа выявленных патентных документов, являются следующие решения.The following solutions are the most relevant in relation to the subject under study, from among the identified patent documents.
Изобретение по заявке US 2011/0020384 А1 касается использования разных антигенов ESAT-6, ESAT-6-Ag85B, ТВ10.4, CFP10, RD1-ORF5, RD1-ORF2, Rvl036, МРВ64, МРТ64, Ag85A, Ag85B (MPT59), MPB59, Ag85C, 19 kDa lipoprotein, MPT32 Mycobacterium tuberculosis для разработки поливалентной противотуберкулезной вакцины.The invention according to the application US 2011/0020384 A1 relates to the use of different antigens ESAT-6, ESAT-6-Ag85B, TB10.4, CFP10, RD1-ORF5, RD1-ORF2, Rvl036, MPB64, MPT64, Ag85A, Ag85B (MPT59), MPB59 , Ag85C, 19 kDa lipoprotein, MPT32 Mycobacterium tuberculosis for the development of a multivalent anti-TB vaccine.
Изобретение US 7968105 В2 касается иммуногенной композиции или лекарственного средства, состоящих из одного антигена ESAT-6, Ag85A, Ag85B, ТВ 10.4 Mycobacterium tuberculosis; сочетания различных химерных (слитых) белков на основе этих антигенов; использование гибридных белков в разных сочетаниях с вакциной BCG.The invention of US 7968105 B2 relates to an immunogenic composition or drug consisting of one antigen ESAT-6, Ag85A, Ag85B, TB 10.4 Mycobacterium tuberculosis; combinations of various chimeric (fused) proteins based on these antigens; the use of fusion proteins in different combinations with BCG vaccine.
Изобретение по заявке US 2011/0027349 В2 касается иммуногенной композиции, включающей один из антигенов Ag85A, Ag85B, МРТ-64, Pst-S1, Ара, GroES, GroEL, Dnak, CFP-10, Rv083 1c, Rv1324 Mycobacterium tuberculosis или их различных сочетания; использование полипептидов как компонентов для проведения вакцинации по схеме прайм-буст (prime-boost) в сочетании с вакциной BCG; использование различных адъювантов.The invention according to the application US 2011/0027349 B2 relates to an immunogenic composition comprising one of the antigens Ag85A, Ag85B, MPT-64, Pst-S1, Ara, GroES, GroEL, Dnak, CFP-10, Rv083 1c, Rv1324 Mycobacterium tuberculosis, or various combinations thereof ; the use of polypeptides as components for vaccination according to the prime boost scheme in combination with the BCG vaccine; the use of various adjuvants.
Изобретение, описанное в международной патентной публикации WO 2009/143413, касается иммуногенных композиций, содержащих слитые белки, в том числе белки комплекса mtb Mycobacterium tuberculosis, конъюгированные с полисахаридом, таким как декстран, причем заявленные композиции дают усиленный Т-клеточный ответ.The invention described in international patent publication WO 2009/143413 relates to immunogenic compositions containing fusion proteins, including proteins of the mtb complex Mycobacterium tuberculosis conjugated to a polysaccharide such as dextran, the claimed compositions giving an enhanced T-cell response.
Изобретение по заявке US 2010/0015171 А1 касается иммуногенной композиции, включающей антигены семейства Ag85 и ТВ 10.4 Mycobacterium tuberculosis; различные сочетания этих антигенов; использование различных адъювантов (DDA, поликатионные пептиды, олигонуклеотиды, IC31® адъювант) для введения антигенов.The invention according to the application US 2010/0015171 A1 relates to an immunogenic composition comprising antigens of the Ag85 family and TB 10.4 Mycobacterium tuberculosis; various combinations of these antigens; the use of various adjuvants (DDA, polycationic peptides, oligonucleotides, IC31® adjuvant) for the introduction of antigens.
Изобретение RU 2520737 С1 относится к биохимии и биотехнологии и представляет собой рекомбинантную плазмиду pESAT6-DBD, состоящую из искусственного бактериального оперона химерного белка, включающего промоторную область раннего промотора бактериофага Т5, гена химерного белка, состоящего из последовательности белкового антигена ESAT-6 из Mycobacterium tuberculosis, слитого с последовательностью декстрансвязывающего домена (DBD) декстрансукразы Leuconostoc citreum КМ20 и терминатора транскрипции; бактериального оперона бета-лактамазы и бактериального участка инициации репликации типа ColE1. Изобретение также включает штамм Escherichia coli -продуцент химерного белка ESAT6-DBD, а также способ иммобилизации, концентрирования и очистки полученного белка на декстране. Кроме того, изобретение относится к самому рекомбинантному белку ESAT6-DBD и иммуногенной композиции, содержащей его, направленной на индукцию иммунитета против туберкулезной инфекции. Изобретение позволяет получать штамм-продуцент, обеспечивающий высокий уровень продукции устойчивых иммуногенных белков, которые могут быть получены, иммобилизованы и очищены в одну стадию, а также получать эффективные иммуногенные композиции против туберкулеза.The invention RU 2520737 C1 relates to biochemistry and biotechnology and is a recombinant plasmid pESAT6-DBD, consisting of an artificial bacterial operon of a chimeric protein, including the promoter region of the early promoter of the bacteriophage T5, a gene of the chimeric protein, consisting of the sequence of the ESAT-6 protein antigen from Mycobacterium tuberosis fused to the sequence dextran binding domain (DBD) dextransurase Leuconostoc citreum KM20 and transcription terminator; a bacterial operon of beta-lactamase; and a bacterial replication initiation site of ColE1 type. The invention also includes a strain of Escherichia coli, a producer of the chimeric protein ESAT6-DBD, as well as a method for immobilizing, concentrating and purifying the obtained protein on dextran. In addition, the invention relates to the recombinant ESAT6-DBD protein itself and an immunogenic composition containing it, aimed at inducing immunity against tuberculosis infection. The invention allows to obtain a producer strain that provides a high level of production of stable immunogenic proteins that can be obtained, immobilized and purified in one stage, as well as to obtain effective immunogenic compositions against tuberculosis.
Изобретение RU 2539026 С1 относится к генной инженерии, биохимии, биотехнологии и иммунологии и представляет собой рекомбинантную плазмиду pESAT6-CFP10-DBD, рекомбинантный штамм Escherichia coli M15 [pREP4, pESAT6-CFP10-DBD], способ получения, иммобилизации, концентрирования и очистки рекомбинантного белка ESAT6-CFP10-DBD на декстране, рекомбинантный белок ESAT6-CFP10-DBD с молекулярной массой 26,4 кДа, иммуногенную композицию, содержащую белок ESAT6-CFP10-DBD, иммобилизованный на декстране, специфически активирующую Т-лимфоциты, синтезирующие ИФН-гамма при стимуляции антигенами микобактерий. Изобретение позволяет получить высокий уровень экспрессии белка, который эффективно индуцирует иммунный ответ на антиген микобактерий.The invention RU 2539026 C1 relates to genetic engineering, biochemistry, biotechnology and immunology and is a recombinant plasmid pESAT6-CFP10-DBD, a recombinant strain of Escherichia coli M15 [pREP4, pESAT6-CFP10-DBD], a method for the preparation, immobilization, concentration and purification of a recombinant protein Dextran ESAT6-CFP10-DBD, 26.4 kDa recombinant ESAT6-CFP10-DBD protein, ESAT6-CFP10-DBD immunogenic composition immobilized on dextran, specifically activating T lymphocytes that synthesize IFN-gamma upon stimulation Mycobacterium antigens. EFFECT: invention allows to obtain a high level of protein expression, which effectively induces an immune response to mycobacterial antigen.
Ближайшим аналогом изобретения является вакцина рекомбинантная противотуберкулезная (RU 2665817 С1), содержащая первый антиген, представляющий собой очищенный рекомбинантный белок Ag85A микобактерий туберкулеза М. tuberculosis, второй антиген, представляющий собой гибридный рекомбинатный белок ESAT6-CFP10 микобактерий туберкулеза М. tuberculosis, включающий в себя очищенный микобактериальный белок ESAT-6, слитый с очищенным микобактериальным белком CFP10, и адъювант, включающий в себя первый водорастворимый высокомолекулярный полисахарид декстрана для иммобилизации белков Ag85A и ESAT6-CFP10 указанных антигенов, неметилированный CpG олигонуклеотид с фосфотиоатной связью, являющийся лигандом рецептора системы врожденного иммунитета TLR9, и второй водорастворимый высокомолекулярный полисахарид декстрана, отличный от первого водорастворимого высокомолекулярного полисахарида декстрана, для иммобилизации упомянутого CpG олигонуклеотида.The closest analogue of the invention is a recombinant anti-tuberculosis vaccine (RU 2665817 C1) containing the first antigen, which is a purified recombinant protein Ag85A of M. tuberculosis Mycobacterium tuberculosis, the second antigen, which is a hybrid recombinant protein ESAT6-CFP10 of M. tuberculosis Mycobacterium tuberculosis, including purified tuberculosis M. tuberculosis ESAT-6 mycobacterial protein, fused to purified CFP10 mycobacterial protein, and an adjuvant that includes the first water-soluble high molecular weight polysaccharide dextran for immobilization of the Ag85A and ESAT6-CFP10 proteins of the indicated antigens, unmethylated CpG oligonucleotide with a phospho-receptor of the
Вакцина ГамТБвак, находящаяся на II фазе клинических испытаний, позиционируется как профилактический препарат, ее предполагается использовать в качестве «препарата ревакцинации» («буст») для применения у БЦЖ-вакцинированных взрослых. Проведенные доклинические испытания и клиническое исследование I фазы вакцины ГамТБвак показали ее безопасность и иммунологический потенциал [39].The GamTBvak vaccine, which is in phase II of clinical trials, is positioned as a prophylactic drug, it is supposed to be used as a “booster vaccine” (“boost”) for use in BCG-vaccinated adults. Conducted preclinical trials and a clinical trial of phase I vaccine GamTBvak showed its safety and immunological potential [39].
Поскольку, количество инфицированных людей-носителей латентной формы ТБ велико, одной из наиболее актуальных задач является разработка вакцины, способной не только обеспечивать защиту от активно форм заболевания, но также контролировать процесс реактивации микобактерий уже зараженных пациентов и, таким образом, поддерживать в организме хозяина дормантное состояние клеток патогена, и таким образом существенно ограничить естественный резервуар туберкулеза, а кроме того, способствовать сокращению сроков лечения при совместном использовании с антибиотикотерапией.Since the number of infected people with latent TB is high, one of the most urgent tasks is to develop a vaccine that can not only protect against active forms of the disease, but also control the reactivation of mycobacteria in already infected patients and, thus, maintain a dormant state in the host’s body the condition of the pathogen cells, and thus significantly limit the natural reservoir of tuberculosis, and in addition, help reduce treatment time when used together with antibiotic therapy.
Поэтому задачей изобретения была разработка субъединичной вакцины (ЛТБвак), содержащей в составе рекомбинантные антигены МТБ, экспрессирующиеся на разных стадиях инфекции.Therefore, the object of the invention was the development of a subunit vaccine (LTPvac) containing recombinant MTB antigens expressed at different stages of infection.
Помимо профилактической модели, она испытывается в качестве лечебной вакцины. Вакцина включает три антигена, экспрессирующиеся на ранней стадии инфекции (Ag85a, CFP10, ESAT6), и один антиген, экспрессирующиеся в латентной фазе инфекции (Rv2660c).In addition to the preventative model, it is being tested as a therapeutic vaccine. The vaccine includes three antigens expressed at an early stage of infection (Ag85a, CFP10, ESAT6), and one antigen expressed in the latent phase of the infection (Rv2660c).
Данный выбор белков обусловлен необходимостью иммунопрофилактики туберкулеза, позволяющей контролировать все стадии инфекционного процесса.This choice of proteins is due to the need for immunization of tuberculosis, which allows you to control all stages of the infectious process.
В качестве основных антигенных компонентов в состав вакцины входят иммунодоминантные рекомбинантные белки ESAT-6 (Rv3875, Early secreted antigenic target 6 kDa protein) и CFP10 (Rv3874, Culture filtrate protein 10). Они представляют собой секретируемые антигены, обнаруженные в фильтрате ранней культуры микобактерий. Их включение обусловлено вызываемой ими сильной иммунной реакцией на всех стадиях инфицирования, и подтвержденной иммуногенностью при вакцинации в испытаниях на животных моделях и человеке.The main antigenic components of the vaccine are immunodominant recombinant proteins ESAT-6 (Rv3875, Early secreted
Гены, кодирующие эти белки, располагаются в уникальных регионах геномов вирулентных штаммов М. tuberculosis, и не встречаются ни у одного из восьми применяемых вакцинных БЦЖ субштаммов. Они включены с состав системы секреции ESX-1 и, по всей видимости, частично обуславливают вирулентность микобактерий, позволяя патогену обходить иммунный ответ хозяина. Показано, что рекомбинантные антигены, попадая в организм, способны индуцировать синтез IFN-γ при туберкулезной инфекции, активировать специфический иммунный ответ организма при контакте с М. tuberculosis и формировать протективный иммунитет до непосредственного контакта с возбудителями туберкулеза - микобактериями.The genes encoding these proteins are located in unique regions of the genomes of virulent strains of M. tuberculosis, and are not found in any of the eight used BCG vaccine sub-strains. They are included in the composition of the ESX-1 secretion system and, apparently, partially determine the virulence of mycobacteria, allowing the pathogen to bypass the host's immune response. Recombinant antigens entering the body have been shown to be able to induce IFN-γ synthesis in case of tuberculosis infection, activate the specific immune response of the organism upon contact with M. tuberculosis, and form protective immunity until it is in direct contact with tuberculosis pathogens - mycobacteria.
Помимо этого, в состав вакцины включен антиген Ag85a (Rv3804c), играющий важную роль в формировании противотуберкулезного иммунитета. Этот белок способен стимулировать специфическую выработку IFN-γ при туберкулезной инфекции, содержит эпитопы для распознавания Т-клетками популяции CD4+ и CD8+. Кроме того, Ag85a индуцирует выработку специфических антител, которые обнаруживаются как в сыворотках больных с положительными туберкулиновыми пробами, так и с активной формой ТБ. Таким образом, антиген стимулирует формирование сбалансированного иммунного ответа, с преобладанием Th1-типа, что необходимо для развития протективного иммунитета.In addition, the vaccine includes the Ag85a antigen (Rv3804c), which plays an important role in the formation of anti-tuberculosis immunity. This protein is capable of stimulating the specific production of IFN-γ in tuberculosis infection; it contains epitopes for recognition by the T-cells of the CD4 + and CD8 + populations. In addition, Ag85a induces the production of specific antibodies, which are found both in the sera of patients with positive tuberculin samples and in the active form of TB. Thus, the antigen stimulates the formation of a balanced immune response, with the predominance of the Th1 type, which is necessary for the development of protective immunity.
Поскольку, разрабатываемая вакцина направлена, в том числе, на предотвращение реактивации латентных форм и возникновения вторичного туберкулеза, в антигенный состав ЛТБвак был включен рекомбинантный белок Rv2660c, относящийся к белкам DosR регулона М. tuberculosis. Известно, что дормантное состояние микобактерий характеризуется низким уровнем метаболической активности клеток, а также повышенной экспрессией белков, относящихся к DosR регулону. Именно гены DosR были идентифицированы как ключевые регуляторы перехода в дормантное состояние in vitro, и необходимы для поддержания этого состояния in vivo. Предполагается, что включение подобных антигенов в состав разрабатываемых вакцин способно повысить эффективность контроля реактивации микобактериальной инфекции и снижению бактериальной нагрузки.Since the vaccine under development is aimed, inter alia, at preventing the reactivation of latent forms and the occurrence of secondary tuberculosis, the recombinant Rv2660c protein belonging to the DosR proteins of the M. tuberculosis regulon was included in the antigenic composition of LTPvac. It is known that the dormant state of mycobacteria is characterized by a low level of metabolic activity of cells, as well as increased expression of proteins related to the DosR regulon. It was the DosR genes that were identified as key regulators of the transition to the dormant state in vitro, and are necessary to maintain this state in vivo. It is assumed that the inclusion of such antigens in the composition of the developed vaccines can increase the effectiveness of the control of the reactivation of mycobacterial infection and reduce the bacterial load.
Таким образом, вакцинный препарат сформулирован следующим образом.Thus, the vaccine preparation is formulated as follows.
Рекомбинантная противотуберкулезная вакцина содержит эффективное количество рекомбинантного белка ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c, который представляет собой слитые микобактериальные белки ESAT-6, CFP10, Ag85a, Rv2660c с гистидиновым тагом длиной 8 остатков и адъювант, представленный CPG-олигонуклеотидом и мурамилдипептидом, где рекомбинантный белок и адъювант иммобилизованны на частицах носителя из сополимера молочной и гликолевой кислот PLGA. Носитель PLGA представляет собой сополимер молочной и гликолевой кислот с молекулярной массой 66000-108000 Да, с соотношением мономерных звеньев 75:25. При этом средний размер частиц PLGA с иммобилизованным белком находится в пределах 100-200 нм. Адъювант в заявленной вакцине представляет собой комбинацию CPG-олигонуклеотида и мурамилдипептида, где мурамилдипептид представляет собой, D-L изомер, N-ацетилмурамил-L-аланил-D-изоглутамин, а CPG-олигонуклеотид представлен CpG-ODN класса А.The recombinant TB vaccine contains an effective amount of the recombinant protein ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c, which is a fused mycobacterial protein ESAT-6, CFP10, Ag85a, Rv2660c with a histidine tag of 8 residues and the adjuvant represented by the recombinant protein and an adjuvant immobilized on carrier particles from a lactic and glycolic acid copolymer of PLGA. The PLGA carrier is a copolymer of lactic and glycolic acids with a molecular weight of 66,000-108,000 Yes, with a ratio of monomer units of 75:25. In this case, the average particle size of PLGA with immobilized protein is in the range of 100-200 nm. The adjuvant in the claimed vaccine is a combination of a CPG oligonucleotide and a muramyl dipeptide, where the muramyl dipeptide is a D-L isomer, an N-acetylmuramyl-L-alanyl-D-isoglutamine, and a CPG oligonucleotide is a class A CpG-ODN.
Выбор данной формуляции обусловлен тем, что каждый компонент выполняет определенную роль важную для формирования эффективного протективного иммунитета.The choice of this formulation is due to the fact that each component plays a role important for the formation of effective protective immunity.
Технический результат от применения предлагаемой рекомбинантной противотуберкулезной вакцины заключается в том, что рекомбинантный антиген ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c в сочетании с адъювантом, представленным CPG-олигонуклеотидом и мурамилдипептидом, обладает повышенным иммуногенным действием, в первую очередь за счет увеличения массы антигена и его стерических размеров, что вызывает более активное поглощение таких белков распознающими клетками иммунной системы. Использование цельнослитого гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c обеспечивает однородный устойчивый высокий уровень клеточного и гуморального иммунного ответа. При этом обеспечивается синергический эффект эпитопов гибридного белка по сравнению с индивидуальными антигенами, входящими в его состав. Содержание в вакцине трех антигенов, экспрессирующихся на ранней стадии инфекции (Ag85a, CFP10, ESAT-6), и один антиген, экспрессирующийся в латентной фазе инфекции (Rv2660c) позволяет контролировать все стадии инфекционного процесса.The technical result from the use of the proposed recombinant anti-tuberculosis vaccine is that the recombinant antigen ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c in combination with the adjuvant represented by CPG-oligonucleotide and muramyl dipeptide has an increased immunogenic effect, primarily due to its increased mass of antigen sizes, which causes a more active absorption of such proteins by the recognizing cells of the immune system. The use of the ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c whole-protein fusion protein provides a uniform steady high level of cellular and humoral immune response. This provides a synergistic effect of the epitopes of the hybrid protein in comparison with the individual antigens that make up its composition. The content of the vaccine of three antigens expressed at an early stage of infection (Ag85a, CFP10, ESAT-6), and one antigen expressed in the latent phase of the infection (Rv2660c) allows you to control all stages of the infection process.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
Фиг. 1 - Схематическое отображение расположения ключевых элементов экспрессионного вектора. Обозначения: lad, rop, ori, KanR, fi ori, T7, DsbA -служебные регионы плазмиды pET-42b(+); ESAT-CFP, AG85, 2660 с - кодирующие области целевых антигенов ESAT-6, CFP10, Ag85a, Rv2660c, соответственно; 8His - олигогистидиновый таг.FIG. 1 - Schematic representation of the location of key elements of the expression vector. Designations: lad, rop, ori, KanR, fi ori, T7, DsbA — service regions of the plasmid pET-42b (+); ESAT-CFP, AG85, 2660 s - coding regions of the target antigens ESAT-6, CFP10, Ag85a, Rv2660c, respectively; 8His is an oligohistidine tag.
Фиг. 2 - Кривые роста Е. coli штамма Clear coli BL21(DE3) на различных питательных средах.FIG. 2 - Growth curves of E. coli strain Clear coli BL21 (DE3) on various nutrient media.
Фиг. 3 - Анализ экспрессии белков в клетках Е. coli (электрофорез в 12% ПААГ).FIG. 3 - Analysis of protein expression in E. coli cells (electrophoresis in 12% PAAG).
(1) ESAT6-CFP10-Ag85a-2660c (8His) (до индукции) (2) ESAT6-CFP10-Ag85a-2660 с (8His) (после индукции) (3) ESAT6-CFP10-Ag85a-2660c (8His) (лизатный супернатант) (4) ESAT6-CFP10-Ag85a-2660c (8His) (нерастворимый осадок) (5) Маркер молекулярных весов (14.4, 21.5, 31,45, 66.2, 97.4 кДа).(1) ESAT6-CFP10-Ag85a-2660c (8His) (before induction) (2) ESAT6-CFP10-Ag85a-2660 s (8His) (after induction) (3) ESAT6-CFP10-Ag85a-2660c (8His) (lysate supernatant) (4) ESAT6-CFP10-Ag85a-2660c (8His) (insoluble precipitate) (5) Molecular weight marker (14.4, 21.5, 31.45, 66.2, 97.4 kDa).
Фиг. 4 - Хроматограмма рекомбинантного гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c на колонке с сорбентом Ni Sepharose High Performance.FIG. 4 - Chromatogram of a recombinant hybrid protein ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c on a column with a sorbent Ni Sepharose High Performance.
Фиг. 5 - Электрофоретическое разделение в ПААГ по Лэммли белковых фракций, полученных в процессе выделения и очистки рекомбинантного гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c. (1) белки супернатанта после лизиса биомассы, не связавшиеся с сорбентом Ni-NTA; (2-12) белок ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c (68,2 кДа), элюированный градиентом раствора имидазола 10 - 500 мМ, рН 8,8; (13) Маркер молекулярных весов (14.4, 21.5, 31,45,66.2, 97.4 кДа).FIG. 5 - Electrophoretic separation in PAGE by Laemmli of protein fractions obtained in the process of isolation and purification of the recombinant fusion protein ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c. (1) supernatant proteins after biomass lysis, not bound to the Ni-NTA sorbent; (2-12) protein ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c (68.2 kDa), eluted with a gradient of an imidazole solution of 10-500 mM, pH 8.8; (13) Molecular weight marker (14.4, 21.5, 31.45.66.2, 97.4 kDa).
Фиг. 6 - Электрофоретическое разделение в ПААГ по Лэммли объединенного препарата гибридного белка после диализа. (1) белок ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c (68,2 кДа), после диализа против 20 мМ Трис рН 8.8, 5 мМ β-меркаптоэтанол; (2) Маркер молекулярных весов (14.4,21.5, 31, 45,66.2, 97.4 кДа).FIG. 6 - Electrophoretic separation in PAGE on Laemmli combined preparation of a hybrid protein after dialysis. (1) ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c protein (68.2 kDa), after dialysis against 20 mM Tris pH 8.8, 5 mM β-mercaptoethanol; (2) Molecular weight marker (14.4,21.5, 31, 45.66.2, 97.4 kDa).
Фиг. 7 - Изучение пролиферации популяций Т-лимфоцитов CD4+, CD8+ у мышей при различных формуляциях вакцины. Показана доля пролиферирующих эффекторных (CD4+) и цитотоксических (CD8+) от всех Т-лимфоцитов в ответ на введение компонентов вакцинного антигена по отдельности и гибридного белка. Данные представлены в виде накопительных (суммирующих) диаграмм.FIG. 7 - Study of the proliferation of CD4 +, CD8 + T-lymphocyte populations in mice with various vaccine formulations. The proportion of proliferating effector (CD4 +) and cytotoxic (CD8 +) from all T-lymphocytes in response to the introduction of the components of the vaccine antigen separately and the hybrid protein is shown. The data are presented in the form of cumulative (summing) diagrams.
Фиг. 8 - Продукция ИНФ-γ спленоцитами мышей при стимуляции вакцинными антигенами. Обозначения: А-В - результаты IGRA-теста при стимуляции отдельными компонентами гибридного белка-антигена, Г - результаты IGRA-теста при стимуляции гибридным белком. Показаны средние значения по группам.FIG. 8 - Production of INF-γ by splenocytes of mice upon stimulation with vaccine antigens. Designations: AB — results of an IGRA test when stimulated by individual components of a hybrid protein-antigen; D — results of an IGRA test when stimulated by a hybrid protein. Shows the average values for the groups.
Фиг. 9 - Накопительный эффект при продукции ИНФ-γ спленоцитами при стимуляции всеми вакцинными антигенами.FIG. 9 - The cumulative effect of the production of INF-γ by splenocytes upon stimulation with all vaccine antigens.
Фиг. 10 - Уровни в сыворотке крови испытуемых животных антител класса G к пептидам, входящим в состав специфического антигена. Показан гуморальный иммунный ответ к каждому из пептидов (А-Г). Данные представлены в виде всех значений на фоне среднего значения+/- стандартной ошибки среднего (mean+/-SEM).FIG. 10 - Serum levels of test animals of class G antibodies to peptides that are part of a specific antigen. A humoral immune response to each of the peptides (A-G) is shown. Data are presented as all values against the background of the mean +/- standard error of the mean (mean +/- SEM).
Фиг. 11 - Уровни в сыворотке крови испытуемых животных антител класса G к гибридному-белку вакцины ЛТБвак. Данные представлены в виде всех значений на фоне среднего значения +/- стандартной ошибки среднего (mean +/- SEM).FIG. 11 - Serum levels of test animals of class G antibodies to the LTPvak vaccine fusion protein. Data are presented as all values against the background of the mean +/- standard error of the mean (mean +/- SEM).
Фиг. 12 - Результаты высевов органов-мишеней (селезенка - верхняя панель, легкое - средняя панель, динамика изменения веса животных - нижняя панель) на присутствие в них М. tuberculosis.FIG. 12 - Results of seeding of target organs (spleen - upper panel, lung - middle panel, dynamics of animal weight change - lower panel) for the presence of M. tuberculosis in them.
Фиг. 13 - Результаты высевов органов-мишеней (селезенка, легкое) на присутствие в них М. tuberculosis на 15 неделю у животных исследуемых групп. Данные представлены в виде диаграммы размаха с указанием медианы, нижнего и верхнего квартилей.FIG. 13 - The results of seeding of target organs (spleen, lung) on the presence of M. tuberculosis in them for 15 weeks in animals of the studied groups. The data are presented in the form of a span chart indicating the median, lower and upper quartiles.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Разработана субъединичная полиантигенная генно-инженерная вакцина для профилактики и вспомогательного лечения туберкулеза (включая латентную форму) с рабочим названием «ЛТБвак», компонентами которого являются рекомбинантные белки микобактерий, экспрессирующиеся как на ранней (активной) - Ag85a, ESAT-6, CFP10, так и на латентной (Rv2660c) стадиях инфекции, объединенные ковалентными связями в общий («фьюжн») рекомбинантный белок ESAT6-CFP10- Ag85a-Rv2660c; носитель (поли(молочная-ко-гликолевая кислота), PLGA); и комплексный молекулярный адъювант, представленный CpG-олигонуклеотидами (CpGODN), являющимися лигандами различных типов рецепторов системы врожденного иммунитета (toll-like receptors -TLR9), а также мурамилпептид (MDP), являющийся неспецифическим лигандом рецепторов NOD2.A subunit polyantigenic genetic engineering vaccine has been developed for the prophylaxis and adjunctive treatment of tuberculosis (including the latent form) with the working name "LTBvak", the components of which are recombinant mycobacterial proteins expressed both in the early (active) Ag85a, ESAT-6, CFP10, and at the latent (Rv2660c) stages of infection, combined by covalent bonds into a common (“fusion”) recombinant protein ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c; carrier (poly (lactic-co-glycolic acid), PLGA); and a complex molecular adjuvant represented by CpG oligonucleotides (CpGODNs), which are ligands of various types of receptors of the innate immunity system (toll-like receptors-TLR9), as well as muramyl peptide (MDP), which is a non-specific ligand of NOD2 receptors.
Процесс получения рекомбинантных секреторных микобактериальных белков, предназначенных для использования в качестве специфических стимуляторов иммунного ответа при применении как компонента субъединичной противотуберкулезной вакцины, состоит из следующих этапов:The process of obtaining recombinant secretory mycobacterial proteins intended for use as specific stimulants of the immune response when used as a component of a subunit tuberculosis vaccine consists of the following steps:
- создание генетического вектора для экспрессии микобактериальных белков в слитой (фьюжн) форме;- creation of a genetic vector for the expression of mycobacterial proteins in a fused (fusion) form;
- получение культуры-продуцента растворимого рекомбинантного микобактериального белка на основе клеток Е. coli штамма Clear coli BL21(DE3);- obtaining a culture producer of a soluble recombinant mycobacterial protein based on E. coli cells of Clear coli strain BL21 (DE3);
- масштабирование культуры-продуцента и получение клеточной биомассы в ферментере;- scaling of the producer culture and obtaining cell biomass in the fermenter;
- получение субстанции рекомбинантных секреторных микобактериальных антигенов в виде фьюжн-белка состава ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c.- obtaining a substance of recombinant secretory mycobacterial antigens in the form of a fusion protein of the composition ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c.
ПРИМЕР 1.EXAMPLE 1
Получение рекомбинантного слитого белка Ag85a-ESAT6-CFP10-Rv2660c.Preparation of Recombinant Ag85a-ESAT6-CFP10-Rv2660c Fusion Protein
1.1. Создание генетического вектора для экспрессии генов, кодирующих микобактериальные белки1.1. Creating a genetic vector for the expression of genes encoding mycobacterial proteins
Общепризнанной проблемой рекомбинантных технологий производства белков является получение достаточно значительного количества растворимого и функционально полноценного продукта. Не смотря на то, что Escherichia coli остается самым распространенным организмом-продуцентом рекомбинантных антигенов, этому продуценту присуще отсутствие распространенных в других организмах, белков-помощников - внутриклеточных шаперонов. Следствием этого часто является неверное сворачивание полипептидной цепи с образованием нерастворимых агрегатов (телец включений), либо растворимых форм, лишенных функциональной активности.The generally recognized problem of recombinant protein production technologies is to obtain a sufficiently significant amount of a soluble and functionally complete product. Despite the fact that Escherichia coli remains the most common producer of recombinant antigens, this producer is characterized by the absence of helper proteins common in other organisms - intracellular chaperones. The consequence of this is often the incorrect folding of the polypeptide chain with the formation of insoluble aggregates (inclusion bodies), or soluble forms lacking functional activity.
Нерастворимость и отсутствие функциональной активности рекомбинантного продукта может также быть вызвано несоответствиями в использовании кодонов Е. coli и природным продуцентом.The insolubility and lack of functional activity of the recombinant product may also be caused by inconsistencies in the use of E. coli codons and the natural producer.
Известно, что клонирование генов fbpA, esxA, esxB, rv2660 в составе экспрессионных векторов Е. coli приводит к продукции больших количеств белковых антигенов Ag85a, ESAT6-CFP10 и Rv2660c в составе телец включений.It is known that cloning of the fbpA, esxA, esxB, rv2660 genes as part of E. coli expression vectors leads to the production of large amounts of protein antigens Ag85a, ESAT6-CFP10 and Rv2660c as part of inclusion bodies.
Гены, кодирующие микобактериальные антигены, были синтезированы ЗАО «Евроген» (Россия). Для получения растворимых-нативных форм антигенов клонировали кодирующие их гены в составе вектора pET-42b(+) (Novagen of Merck Millipore, США). Был создан экспрессионный вектор, где в одной рамке считывания находились целевые микобактериальные антигены, соединенные спейсерами, и 8-His-tag, необходимый для аффинной хроматографической очистки получившегося белка (Фиг. 1).Genes encoding mycobacterial antigens were synthesized by CJSC Evrogen (Russia). To obtain soluble native forms of antigens, the genes encoding them were cloned into the vector pET-42b (+) (Novagen of Merck Millipore, USA). An expression vector was created where the target mycobacterial antigens connected by spacers and the 8-His-tag, necessary for affinity chromatographic purification of the resulting protein, were located in one reading frame (Fig. 1).
Первичные последовательности полученных генетических конструкций и кодируемые ими полипептидные последовательности приведены в Приложении А.The primary sequences of the resulting genetic constructs and the polypeptide sequences encoded by them are shown in Appendix A.
1.2. Получение культур-продуцентов растворимых рекомбинантных микобактериальных белков на основе клеток Е. coli штамма Clear coli BL21(DE3).1.2. Preparation of culture-producers of soluble recombinant mycobacterial proteins based on E. coli cells of Clear coli strain BL21 (DE3).
Наработку рекомбинантных микобактериальных антигенов производили в специфической суспензионной прокариотической культуре Е. coli штамма Clear coli BL21(DE3). Данная культура клеток позволяет наращивать биомассы с низкой пирогенной активностью. Этот эффект объясняется геномными делениями (ΔgutQ ΔkdsD ΔlpxL ΔlpxM ΔpagP ΔlpxP ΔeptA) и одной компенсаторной мутацией (msbA148), блокирующими синтез нативных молекул липополисахаридов, являющихся основным фактором пирогенности.Recombinant mycobacterial antigens were produced in a specific suspension prokaryotic culture of E. coli strain clear coli BL21 (DE3). This cell culture allows you to build biomass with low pyrogenic activity. This effect is explained by genomic divisions (ΔgutQ ΔkdsD ΔlpxL ΔlpxM ΔpagP ΔlpxP ΔeptA) and one compensatory mutation (msbA148), which block the synthesis of native lipopolysaccharide molecules, which are the main pyrogenicity factor.
Продуцент рекомбинантного микобактериального гибридного антигена получали методом химической трансформации созданной генетической конструкцией.The producer of the recombinant mycobacterial hybrid antigen was obtained by chemical transformation using the generated genetic construct.
После получения колоний продуцентов рекомбинантного микобактериального антигена на твердых питательных средах исследовалась пригодность условий процесса для культивирования в конических колбах Эрленмейера при термостатировании и перемешивании.After obtaining colonies of producers of the recombinant mycobacterial antigen on solid nutrient media, the suitability of the process conditions for cultivation in Erlenmeyer conical flasks with temperature control and stirring was studied.
Были протестированы три самые популярные модификации питательной среды LB: LB-Miller, LB-Lennox, LB-Luria, в ходе эксперимента установили (Фиг. 2.), что оптимальной средой для роста продуцента будет питательная среда LB в исполнении Miller.The three most popular modifications of LB nutrient medium were tested: LB-Miller, LB-Lennox, LB-Luria, during the experiment it was established (Fig. 2.) that the optimal medium for producer growth would be Miller LB nutrient medium.
При выборе отношения объемов жидкой культуры к объему колбы учитывали два фактора - с одной стороны уменьшение объема культуры приводит к улучшению ее аэрации, с другой стороны снижает выход биомассы в граммах. В ходе эксперимента (таблица 2) было установлено, что оптимальное отношение объема жидкой культуры к объему колбы 1 к 5 при скорости перемешивания 250 об/мин.When choosing the ratio of the volumes of liquid culture to the volume of the flask, two factors were taken into account - on the one hand, a decrease in the volume of the culture leads to an improvement in its aeration, on the other hand, it reduces the biomass yield in grams. During the experiment (table 2) it was found that the optimal ratio of the volume of liquid culture to the volume of the
При исследовании зависимости роста культуры Е. Coli штамма Clear coli BL21(DE3) от температуры окружающей среды было обнаружено, что культивирование при температуре ниже 29°С и выше 39°С значительно ухудшало динамику роста бактерий.When studying the dependence of the growth of the culture of E. Coli strain Clear coli BL21 (DE3) on ambient temperature, it was found that cultivation at temperatures below 29 ° C and above 39 ° C significantly worsened the dynamics of bacterial growth.
Принимая во внимание вышеописанное, оптимальными параметрами культивирования клеток-продуцентов, считали следующие:Taking into account the above, the following were considered optimal parameters for the cultivation of producer cells:
- питательная среда LB-Miller;- nutrient medium LB-Miller;
- отношение объема жидкой культуры к объему колбы 1 к 5;- the ratio of the volume of liquid culture to the volume of the
- температура культивирования 37°С;- cultivation temperature 37 ° C;
- скорость перемешивания при инкубации - 250 об/мин.- the stirring speed during incubation is 250 rpm.
Следующим этапом исследования явился подбор условий индукции экспрессии генов, кодирующих рекомбинантные антигены. Необходимо было установить действующую концентрацию индуктора, время его добавления, общую продолжительность индукции. Результаты подбора условий индукции генов рекомбинантных микобактериальных антигенов представлены в таблице 3.The next stage of the study was the selection of conditions for the induction of expression of genes encoding recombinant antigens. It was necessary to establish the current concentration of the inductor, the time of its addition, the total duration of induction. The results of the selection of conditions for the induction of genes of recombinant mycobacterial antigens are presented in table 3.
Так же в ходе экспериментов было показано, что при культивировании культуры продуцентов при температуре 37°С и выше - небольшая часть продуцируемых рекомбинантных белков оказывалась в нерастворимой фракции клеточного лизата, тогда как понижение температуры до 30°С к появлению всех рекомбинантных белков в растворимой фракцию.It was also shown during experiments that when cultivating the culture of producers at a temperature of 37 ° C and above, a small part of the produced recombinant proteins appeared in the insoluble fraction of the cell lysate, while lowering the temperature to 30 ° C resulted in the appearance of all recombinant proteins in the soluble fraction.
Кроме того, оказалось, что рекомбинантные белки достигают своей максимальной нативной концентрации в клетках в результате воздействия индуктором в период от 4х часов до 6 часов, после шести часов индукции рекомбинантные белки начинали накапливаться в форме нерастворимых агрегатов.In addition, it turned out that recombinant proteins reach their maximum native concentration in cells as a result of exposure to an inducer from 4 hours to 6 hours, after six hours of induction, recombinant proteins began to accumulate in the form of insoluble aggregates.
В результате экспериментов было показано, что наибольшая продукция рекомбинантных продуктов в клетках достигается при соблюдении следующих условий:As a result of experiments, it was shown that the largest production of recombinant products in cells is achieved under the following conditions:
- добавление ИПТГ необходимо производить при оптической плотности- the addition of IPTG must be done at optical density
- культуры 0,5-0,75 о.е. (измерение при длине волны 600 нм);- culture 0.5-0.75 p.u. (measurement at a wavelength of 600 nm);
- конечная концентрация ИПТГ в среде 0,4 мМ- final concentration of IPTG in the medium of 0.4 mm
- температура культивирования среды после добавления индуктора 30°С- the temperature of the culture medium after adding the inductor 30 ° C
- время культивирования после добавления индуктора не должно превышать 6 часов.- the cultivation time after adding the inductor should not exceed 6 hours.
Подобранные условия роста и индукции культур-продуцентов позволили достичь продукции интеиновых химер антигенов в количествах порядка 10 мг/г биомассы клеток; получать биомассу клеток 2 г/л среды; при этом производимые химеры были растворимы и не попадали в состав телец включений.Selected conditions for the growth and induction of producer cultures allowed us to achieve the production of intein chimeras of antigens in quantities of about 10 mg / g of cell biomass; receive biomass of cells 2 g / l of the medium; at the same time, the produced chimeras were soluble and did not fall into the composition of the inclusion bodies.
1.3. Концентрирование клеток продуцента, их лизис и фракционирование белков по растворимости1.3. Concentration of producer cells, their lysis and protein fractionation by solubility
Разработка методики выделения и очистки гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c из индуцированных клеток штаммов-продуцентов включала следующие стадии: осаждение клеток из культуральной среды центрифугированием, лизис и разрушение клеток посредством обработки ультразвуком и в лабораторном клеточном сепараторе, разделение дифференциальным центрифугированием белков легко растворимой фракции и нерастворимых белков, очистка рекомбинантных белков с помощью аффинной металл-хелатной хроматографии, стерилизующая фильтрация. Разработанная методика позволяет очищать рекомбинантные белки из биомассы штаммов-продуцентов с возможностью последующего масштабирования этого процесса до промышленных объемов.The development of a method for isolation and purification of the ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c hybrid protein from induced cells of producer strains included the following stages: deposition of cells from the culture medium by centrifugation, lysis and destruction of cells by sonication and in a laboratory cell separator, separation by differential centrifugation of proteins is readily soluble fractions and insoluble proteins, purification of recombinant proteins using affinity metal-chelate chromatography, sterilizing filtration. The developed technique allows purification of recombinant proteins from the biomass of producer strains with the possibility of subsequent scaling of this process to industrial volumes.
Далее приведено подробное поэтапное описание всех стадий очистки рекомбинантного белка.The following is a detailed stepwise description of all stages of purification of a recombinant protein.
Концентрирование клеток производили посредством их сбора центрифугированием с последующим ресуспендированием в лизирующем буфере. Опытным путем было установлено, что центрифугирование суспензии клеток при 6000 g в течение 20 мин при температуре 4°С оптимально концентрирует исходный клеточный материал, сохраняя способность осадка к ресуспендированию.The cells were concentrated by collecting them by centrifugation followed by resuspension in lysis buffer. It was experimentally established that centrifugation of a cell suspension at 6000 g for 20 min at a temperature of 4 ° C optimally concentrates the original cellular material, while maintaining the ability of the sediment to resuspend.
После ресуспендирования клетки необходимо полностью разрушить и добиться полного высвобождения рекомбинантных белков в условиях промышленных объемов производства. Способ должен быть не только эффективным, но и технологичным.After resuspension of the cells, it is necessary to completely destroy and achieve complete release of recombinant proteins in the conditions of industrial production volumes. The method should be not only effective, but also technological.
Способ разрушения клеток, предлагаемый в лабораторном варианте очистки рекомбинантного гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c, заключается в обработке клеток лизирующим буфером с лизоцимом, разрушающим клеточную стенку Е. coli, и ультразвуком. Лизирующий буфер позволял поддерживать стабильную слабощелочную среду, поскольку при разрушении клеток в раствор выходит их содержимое, снижающее рН. Для лизиса продуцентов использовали лизирующий буфер следующего состава: 20 мМ Трис рН 8.8, 0,1% Тритон Х-100, 5 мМ ЭДТА, 200 мкМ ФМСФ (фенил-метил-сульфонил-флуорид). В зависимости от количества биомассы, исходя из соотношения 1 г клеток в 20 мл лизирующего буфера.The method of cell destruction, proposed in the laboratory version of the purification of the recombinant fusion protein ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c, consists in treating the cells with a lytic buffer with lysozyme that destroys the cell wall of E. coli and ultrasound. Lysing buffer made it possible to maintain a stable slightly alkaline environment, since when the cells are destroyed, their contents enter the solution, which reduces the pH. For lysis of the producers, a lysis buffer of the following composition was used: 20 mM Tris pH 8.8, 0.1% Triton X-100, 5 mM EDTA, 200 μM PMSF (phenylmethyl sulfonyl fluoride). Depending on the amount of biomass, based on the ratio of 1 g of cells in 20 ml of lysis buffer.
Нуклеиновые кислоты клеток, высвобождающиеся при лизисе, делают суспензию более вязкой, поэтому пробы обрабатывали ультразвуком на ультразвуковом дезинтеграторе в следующем режиме: 5 с. озвучивание - 5 с., пауза на протяжении 30 минут при амплитуде 40%. Этот способ лизиса может быть использован в дальнейшем при масштабировании процесса и промышленной очистке белков.Nucleic acids of cells released during lysis make the suspension more viscous, therefore, the samples were treated with ultrasound on an ultrasonic disintegrator in the following mode: 5 s. scoring - 5 s., pause for 30 minutes at an amplitude of 40%. This method of lysis can be used in the future when scaling the process and industrial purification of proteins.
Суспензию клеток в лизирующем буфере пропускали через лабораторный клеточный сепаратор при давлении 1500 Psi, после чего центрифугировали лизат в течение 20 мин при 15000 g при температуре (9±1)°С. Полученный осадок после центрифугирования трижды промывали лизирующим буфером, каждый раз осадок телец включений разбивали ультразвуком и осаждали центрифугированием в течение 20 мин при 15000 g при температуре (9±1)°С. Полученный осадок растворяли в растворе следующего состава: 8 М Мочевина, 20 мМ Трис рН 8.8, 5 мМ β-меркаптоэтанол, 0,1% Тритон Х-100, 10 мМ Имидазол и пропускали под давлением через фильтрующую насадку с фильтром из ПВДФ и порами диаметром 0,22 мкм для стерилизации раствора (Фиг. 2).The cell suspension in lysis buffer was passed through a laboratory cell separator at a pressure of 1500 Psi, after which the lysate was centrifuged for 20 min at 15000 g at a temperature of (9 ± 1) ° С. The obtained precipitate after centrifugation was washed three times with lysis buffer, each time the precipitate of inclusion bodies was broken by ultrasound and precipitated by centrifugation for 20 min at 15000 g at a temperature of (9 ± 1) ° С. The resulting precipitate was dissolved in a solution of the following composition: 8 M Urea, 20 mm Tris pH 8.8, 5 mm β-mercaptoethanol, 0.1% Triton X-100, 10 mm Imidazole and passed under pressure through a filter nozzle with a PVDF filter and pores with a diameter 0.22 μm for sterilization of the solution (Fig. 2).
1.4. Металл-хелатная аффинная хроматография1.4. Metal Chelate Affinity Chromatography
В аминокислотную последовательность полипептида гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c была включена последовательность 8His (аффинная к двухвалентным металлам), поэтому, для очистки гибридного белка возможно применение металл-хелатной аффинной хроматографии (МХАХ).The 8His sequence (affinity for divalent metals) was included in the amino acid sequence of the ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c fusion protein polypeptide; therefore, metal chelate affinity chromatography (MXAX) may be used to purify the fusion protein.
В металл-хелатной аффинной хроматографии используется свойство белковых доменов с определенными аминокислотными последовательностями связываться с ионами металлов, таких как Cu2+, Zn2+, Ni2+, Со2+, Fe2+. Специфическое связывание осуществляется за счет наличия на поверхности белка свободных электронодонорных групп. В условиях металл-хелатной хроматографии (нейтральные значения рН и высокие концентрации соли) в качестве потенциальных лигандов в белке могут выступать имидазольная группа гистидина (pK ~ 6,7), тиольная группа цистеина (pK ~ 8,5) и индольная группа триптофана (pK ~ 9,41). В определенных условиях в подобных взаимодействиях могут принимать участие С-концевые аминокислоты (pK ~ 7,7), а также остатки аспарагиновой и глутаминовой кислот (pK ~ 3,9). По прочности образуемых комплексов эти аминокислоты располагаются в ряду: His, Cys>Asp, Glu>> другие аминокислоты. Наличие остатков гистидина на поверхности белковой молекулы является необходимым и достаточным условием для ее сорбции на хелатирующем сорбенте: сорбция требует наличия как минимум двух близко расположенных остатков гистидина, которые могут быть сближены как в первичной, так и в третичной структуре белка.In metal chelate affinity chromatography, the property of protein domains with specific amino acid sequences to bind to metal ions such as Cu 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Fe 2+ is used . Specific binding is due to the presence of free electron-donating groups on the surface of the protein. Under metal chelate chromatography (neutral pH and high salt concentrations), the imidazole group of histidine (pK ~ 6.7), the thiol group of cysteine (pK ~ 8.5), and the indole group of tryptophan (pK ~ 9.41). Under certain conditions, C-terminal amino acids (pK ~ 7.7), as well as residues of aspartic and glutamic acids (pK ~ 3.9), can take part in such interactions. According to the strength of the complexes formed, these amino acids are located in the series: His, Cys> Asp, Glu >> other amino acids. The presence of histidine residues on the surface of a protein molecule is a necessary and sufficient condition for its sorption on a chelating sorbent: sorption requires the presence of at least two closely spaced histidine residues, which can be brought together in both the primary and tertiary structure of the protein.
Сорбенты для МХАХ заряжены ионами двухвалентных металлов, обычно Ni2+. Ионы двухвалентных металлов специфично связываются с белками, содержащими полигистидиновый таг (обычно 6His-таг), как растворимыми, так и изначально нерастворимыми, но растворенными в денатурирующих условиях. Успешная очистка с помощью металл-хелатной хроматографии дает высокий выход активного белка, возможен рефолдинг белка, иммобилизованного на аффинном сорбенте. Тем не менее, в связи с тем, что многие белки имеют в своей природной последовательности остатки гистидина и/или цистеина, они могут связываться с металл-хелатным сорбентом так же, как и белок, имеющий His-таг. В таких случаях часто необходимо подбирать условия сорбции белка, промывки и элюции для того, чтобы элюировать целевой белок как можно более чистым. В частности, увеличение концентрации имидазола при сорбции целевых белков позволяет уменьшить количество адсорбированных примесей. Поэтому при выделении рекомбинантного гибридного белка была использована буферная система имидазол-HCl с концентрацией имидазола 20 мМ, рН 8,0. Связывание белка на металл-хелатном сорбенте обычно происходит в интервале рН 5,5-8,5 (зависит от сорбента), но оно сильнее при щелочном рН, что обусловливает наш выбор рН. В буферные растворы для МХАХ добавляют NaCl до концентрации 0,15-0,5 М для того, чтобы увеличить ионную силу раствора белка и минимизировать неспецифические ионные взаимодействия с аффинной матрицей. Присутствие детергентов и денатурирующих агентов обычно не влияет на сорбцию белков.Sorbents for MXAX are charged with divalent metal ions, usually Ni 2+ . Divalent metal ions specifically bind to proteins containing polyhistidine tag (usually 6His tag), both soluble and initially insoluble, but dissolved under denaturing conditions. Successful purification using metal chelate chromatography gives a high yield of active protein; it is possible to refolde a protein immobilized on an affinity sorbent. However, due to the fact that many proteins have histidine and / or cysteine residues in their natural sequence, they can bind to a metal chelate sorbent in the same way as a protein with His tag. In such cases, it is often necessary to select the conditions for protein sorption, washing and elution in order to elute the target protein as clean as possible. In particular, an increase in the concentration of imidazole during sorption of the target proteins can reduce the amount of adsorbed impurities. Therefore, when isolating a recombinant fusion protein, the imidazole-HCl buffer system with an imidazole concentration of 20 mM, pH 8.0, was used. Protein binding on a metal-chelate sorbent usually occurs in the pH range 5.5–8.5 (depending on the sorbent), but it is stronger at alkaline pH, which determines our choice of pH. NaCl to a concentration of 0.15-0.5 M is added to the buffer solutions for MXAX in order to increase the ionic strength of the protein solution and minimize non-specific ionic interactions with the affinity matrix. The presence of detergents and denaturing agents usually does not affect protein sorption.
Для удерживания иона металла на поверхности аффинного сорбента широко распространены следующие хелатирующие группы: иминодиацетат (IDA от англ. iminodiacetate), нитрилоуксусная кислота (NTA от англ. nitrilotriaceticacid), карбоксиметиласпартат (CM-Asp от англ. carboxymethylaspartate), трис(карбоксиметил)этилендиамин (TED от англ. Tris(carboxymethyl) ethylendiamin). Данные группы образуют различные по числу и качеству координационные связи с ионами двухвалентных металлов. Ионы имеют различные размеры, и от этого зависит возможность образования связей для каждой отдельной хелатирующей группы. Так, IDA образует две связи с ионом двухвалентного металла, NTA - 3, CM-Asp - 4, TED - 5. В нашей работе для металл-хелатной хроматографии использован Ni-содержащий сорбент WorkBeads 40 Ni с хелатирующей группой иминодиацетата (IDA).The following chelating groups are widely used to hold the metal ion on the surface of the affinity sorbent: iminodiacetate (IDA from the English iminodiacetate), nitriloacetic acid (NTA from the English. Nitrilotriaceticacid), carboxymethylaspartate (CM-Asp from the English carboxymethyl-ethylenediamine), TED from English Tris (carboxymethyl) ethylendiamin). These groups form coordination bonds with ions of divalent metals of various numbers and quality. Ions have different sizes, and the possibility of forming bonds for each individual chelating group depends on this. So, IDA forms two bonds with a divalent metal ion, NTA - 3, CM-Asp - 4, TED - 5. In our work, we used Ni-containing
Элюировать белок с металл-хелатного сорбента можно по-разному:There are several ways to elute a protein from a metal-chelate sorbent:
- имидазолом, гистидином или другими веществами, которые имеют сродство к хелатированным ионам металла.- imidazole, histidine or other substances that have an affinity for chelated metal ions.
- понизив рН (линейно или ступеньками). Большинство белков элюируются в интервале рН от 6 до 4.- lowering the pH (linearly or in steps). Most proteins elute in the pH range from 6 to 4.
- хелатирующими агентами, такими как этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) и этиленгликольтетрауксусная кислота (ЭГТА). Эти вещества связывают ионы металла и вызывают тем самым элюцию белков. В этом случае разделения белков по сродству к ионам двухвалентных металлов не произойдет.- chelating agents such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and ethylene glycoltetraacetic acid (EGTA). These substances bind metal ions and thereby cause protein elution. In this case, protein separation by affinity for divalent metal ions will not occur.
Первый способ элюции наиболее специфичен и поэтому предпочтительнее других.The first elution method is the most specific and therefore preferred over others.
Для очистки гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c подготавливалась хроматографическая колонка из расчета 1 мл хроматографического сорбента Ni Sepharose High Performance (GE, США) на каждые 20 мл клеточного лизата, сорбент упаковывался в цилиндрические колонки диаметром 1,5-5 см, объемом 35-100 мл под давлением 30 psi, после чего уравновешивается 15 объемами Буферного раствора состава: 8 М Мочевина, 20 мМ Трис рН 8.8, 5 мМ β-меркаптоэтанол, 0,2 мМ ФМСФ, 0,1% Тритон Х-100, на скорости 1-4 мл/мин.To purify the hybrid protein ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c, a chromatographic column was prepared at the rate of 1 ml of a chromatographic sorbent Ni Sepharose High Performance (GE, USA) for every 20 ml of cell lysate, the sorbent was packed in cylindrical columns with a diameter of 1.5-5 cm, volume 35-100 ml under a pressure of 30 psi, after which it is balanced by 15 volumes of a Buffer solution of the composition: 8 M Urea, 20 mm Tris pH 8.8, 5 mm β-mercaptoethanol, 0.2 mm PMSF, 0.1% Triton X-100, per speeds of 1-4 ml / min.
Раствор осадка в буферном растворе с мочевиной, полученный на этапе лизиса клеток-продуцента наносили на предварительно уравновешенную колонку с Ni-Sepharose High Performance (GE, США) на скорости 1 мл/мин.The precipitate solution in the urea buffer solution obtained at the stage of producer cell lysis was applied to a pre-balanced column with Ni-Sepharose High Performance (GE, USA) at a speed of 1 ml / min.
Колонку промывали 10-15 объемами колонки Буферным раствором состава: 8 М Мочевина, 20 мМ Трис рН 8.8, 5 мМ β-меркаптоэтанол, 0,2 мМ ФМСФ, 0,1% Тритон Х-100, на скорости 2- 4 мл/мин с ограничением давления 15 psi, контролируя при этом оптическую плотность (OD) 220 нм, 260 нм, 280 нм, 320 нм, промывку колонки завершали при снижении OD по вышеуказанным длинам волн к базовой линии. На стадии нагрузки на колонку рекомбинантный гибридный белок связывался с сорбентом (неподвижной фазой колонки), а не связавшиеся примеси вымывались с подвижной фазой. Наличие примесей обнаруживали по первому пику на хроматограмме (Фиг. 3).The column was washed with 10-15 column volumes with Buffer solution of the composition: 8 M Urea, 20 mM Tris pH 8.8, 5 mM β-mercaptoethanol, 0.2 mM PMSF, 0.1% Triton X-100, at a rate of 2-4 ml / min with a pressure limit of 15 psi, while controlling the optical density (OD) of 220 nm, 260 nm, 280 nm, 320 nm, column washing was completed with decreasing OD at the above wavelengths to the baseline. At the stage of column loading, the recombinant fusion protein was bound to the sorbent (the stationary phase of the column), and unbound impurities were washed out with the mobile phase. The presence of impurities was detected by the first peak in the chromatogram (Fig. 3).
После промывки колонки от неспецифически связавшихся примесей переводят хроматографию в неденатурирующие условия: запускают градиент в Буферный раствор состава: 20 мМ Трис рН 8.8, 5 мМ β-меркаптоэтанол, 0,1% Тритон Х-100, 10 мМ Имидазол, градиент составляет 15 объемов колонки на скорости потока 1 мл/ мин.After washing the column from non-specifically bound impurities, the chromatography is transferred to non-denaturing conditions: a gradient is launched into the Buffer solution of the composition: 20 mM Tris pH 8.8, 5 mM β-mercaptoethanol, 0.1% Triton X-100, 10 mM Imidazole, the gradient is 15 column volumes at a flow rate of 1 ml / min.
Элюцию проводят Буферным раствором состава: 20 мМ Трис рН 8.8, 5 мМ β-меркаптоэтанол, 0,1% Тритон Х-100, 500 мМ Имидазол, на скорости потока 1 мл/мин, собирали элюат и проводили последующий электрофоретический анализ белкового состава фракций элюата (Фиг. 4).The elution is carried out with a Buffer solution of the composition: 20 mM Tris pH 8.8, 5 mM β-mercaptoethanol, 0.1% Triton X-100, 500 mM Imidazole, at a flow rate of 1 ml / min, the eluate was collected and subsequent electrophoretic analysis of the protein composition of the eluate fractions was carried out (Fig. 4).
Фракции, содержащие гибридный белок рекомбинантных микобактериальных антигенов, объединяли и трижды диализовали против 500-кратного избытка раствора 20 мМ Трис рН 8.8, 5 мМ β-меркаптоэтанол тремя сериями по 4-12 часов для удаления имидазола и мочевины (Фиг. 5).Fractions containing the hybrid protein of recombinant mycobacterial antigens were combined and dialyzed three times against a 500-fold excess of a solution of 20 mM Tris pH 8.8, 5 mM β-mercaptoethanol in three series of 4-12 hours to remove imidazole and urea (Fig. 5).
Выход белка ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c в процессе очистки по разработанной технологии составил 1,5 мг из 1 г биомассы клеток продуцента.The yield of ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c protein during the purification process according to the developed technology amounted to 1.5 mg from 1 g of producer cell biomass.
1.5. Стерилизующая фильтрация При стерилизации путем фильтрации происходит удаление любых частиц (включая микроорганизмы), размеры которых превышают пороговое значение пропускания фильтра. В результате конечный продукт не содержит жизнеспособных патогенных или других микроорганизмов. Фильтрация проводилась продавливанием через мембранный фильтр из полиэфирсульфона с диаметром пор 0,22 мкм (одноразовая стерильная система для стерилизующий фильтрации под вакуумом фирмы «Corning», США) в стерильном боксе. По измерению оптической плотности растворов белков при 280 нм была проведена оценка количественных потерь при фильтрации. Она составила 10-20%.1.5. Sterilizing filtration During sterilization by filtration, any particles (including microorganisms) are removed whose size exceeds the threshold filter transmission. As a result, the final product does not contain viable pathogenic or other microorganisms. Filtration was carried out by forcing through a membrane filter made of polyethersulfone with a pore diameter of 0.22 μm (disposable sterile system for sterilizing vacuum filtration from Corning, USA) in a sterile box. By measuring the optical density of protein solutions at 280 nm, quantitative filtering losses were evaluated. It amounted to 10-20%.
Полученный после диализа препарат фильтровали через фильтр ПВДФ с диаметром пор 0,22 мкм, оценивали концентрацию белковой составляющей, и гомогенность препарата, проводят исследование содержания эндотоксинов (LAL-тест) и разливают в герметично закрывающиеся полипропиленовые пробирки.The preparation obtained after dialysis was filtered through a PVDF filter with a pore diameter of 0.22 μm, the concentration of the protein component and the homogeneity of the preparation were evaluated, the endotoxin content (LAL test) was studied, and it was poured into hermetically sealed polypropylene tubes.
ПРИМЕР 2.EXAMPLE 2
Упаковка антигенов и молекулярных адъювантов в наноразмерные частицы поли(молочной-ко-гликолевой) кислоты (PLGA)Packaging antigens and molecular adjuvants in nanosized particles of poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA)
Одним из наиболее часто используемых носителей для вакцин является биоразлагемый полимер PLGA, состоящий из сополимеризованных остатков молочной и гликолевой кислот. PLGA широко используют при создании материалов для имплантатов, протезов, хирургических инструментов. При попадании в организм частиц поли(лактид-со-гликолида) происходит гидролиз сополимера молочной и гликолевой кислот с образованием биологически совместимых и участвующих в обмене веществ молекул молочной и гликолевой кислот, которые, в конечном счете, выводятся из организма посредством цикла Кребса. Кроме химической структуры полимера при создании конкретной вакцины следует учитывать, что на взаимодействие наночастиц с иммунной системой влияют их физические параметры: размер, поверхностный заряд, гидрофобность/гидрофильность. В результате, меняя материал частиц и модифицируя их поверхность можно добиться необходимого влияния на иммунный ответ. Было показано, что микрочастицы с инкапсулированным поверхностным антигеном вируса гепатита В (HBsAg) диаметром 2-8 мкм садятся на поверхность макрофагов и вызывают длительную и сильную выработку антител. Кроме того, они стимулируют выработку интерлейкина-4 - цитокина, характерного для гуморального Th2-иммунного ответа - и синтез молекул МНС II. С другой стороны, наночастицы размером 100-600 нм эффективно поглощаются макрофагами и приводят к меньшей выработке антител, в то же время стимулируя синтез МНС I и характерного для клеточного Th1-ответа ИНФ-γ.One of the most commonly used vaccine carriers is the biodegradable PLGA polymer, which consists of copolymerized residues of lactic and glycolic acids. PLGA is widely used in the creation of materials for implants, prostheses, and surgical instruments. When poly (lactide-co-glycolide) particles enter the body, hydrolysis of the copolymer of lactic and glycolic acids occurs with the formation of lactic and glycolic acid molecules that are biologically compatible and involved in the metabolism, which are ultimately eliminated from the body through the Krebs cycle. In addition to the chemical structure of the polymer, when creating a specific vaccine, it should be borne in mind that the interaction of nanoparticles with the immune system is affected by their physical parameters: size, surface charge, hydrophobicity / hydrophilicity. As a result, by changing the material of the particles and modifying their surface, the necessary effect on the immune response can be achieved. It has been shown that microparticles with an encapsulated hepatitis B virus surface antigen (HBsAg) with a diameter of 2-8 μm sit on the surface of macrophages and cause a long and strong production of antibodies. In addition, they stimulate the production of interleukin-4, a cytokine characteristic of the humoral Th2 immune response, and the synthesis of MHC II molecules. On the other hand, nanoparticles 100-600 nm in size are efficiently absorbed by macrophages and lead to less antibody production, while at the same time stimulating the synthesis of MHC I and the INF-γ characteristic of the cellular Th1 response.
В этой связи для формуляции ГЛФ вакцины ЛТБвак именно PLGA был выбран в качестве носителя. Эксперименты по окончательной отработке технологического процесса получения микрочастиц PLGA с упакованными в них компонентами вакцины для профилактики туберкулеза включали проведение иммобилизации антигенных компонентов лекарственного средства в микрочастицах PLGA в трех разных вариантах смешения. Проверяли размер частиц PLGA, концентрацию антигена, инкорпорированного в наноразмерные частицы, измеряли количества агонистов паттерн-распознающих рецепторов в наноразмерных частицах.In this regard, to formulate the GLF of the LTB vaccine, it was PLGA that was chosen as the carrier. The experiments on the final development of the technological process for producing PLGA microparticles with vaccine components for the prevention of tuberculosis packed into them included the immobilization of antigenic components of the drug in PLGA microparticles in three different mixing variants. The particle size of PLGA, the concentration of antigen incorporated into nanosized particles were checked, and the numbers of agonists of pattern recognition receptors in nanosized particles were measured.
Особенности разработанных технологических процессов описаны ниже.Features of the developed technological processes are described below.
Антигены и агонисты растворяли в фосфатном буферном растворе до конечных концентраций:Antigens and agonists were dissolved in phosphate buffered saline to final concentrations:
белковой фармацевтической субстанции антигена 3,2 мг/мл; 3.2 mg / ml protein pharmaceutical antigen substance;
олигонуклеотид CpG 2 мг/мл;
МДП 2,5 мг/мл (водная фаза -W1) MDP 2.5 mg / ml (aqueous phase -W1)
После чего готовили 2% раствор PLGA (75:25) в этилацетате (масляная фаза - О) и готовили 10% раствор ПВС в воде mQ (водная фаза - W2). Для приготовления первичной эмульсии (W1/О) к раствору PLGA вносили 50 мкл (I формуляция), 500 мкл (II формуляция), или 1000 мкл (III формуляция) раствора антигена и агонистов. Затем эмульгировали с использованием ультразвуковой установки (Branson Sonifer) в течение 30 секунд. Для получения двойной эмульсии (W1/O/W2) к первичной эмульсии вносили раствор 10% поливинилового спирта. Затем повторно озвучивали с использованием ультразвуковой установки (Branson Sonifer) в течение 60 секунд. Полученную двойную эмульсию переносили в стерильные стаканы, закрывали фольгой и помещали на магнитную мешалку на ночь при комнатной температуре, при постоянном помешивании.After that, a 2% solution of PLGA (75:25) in ethyl acetate (oil phase — O) was prepared and a 10% solution of PVA in mQ water (aqueous phase — W2) was prepared. To prepare the primary emulsion (W1 / O), 50 μl (I formulation), 500 μl (II formulation), or 1000 μl (III formulation) of antigen and agonist solution were added to the PLGA solution. Then emulsified using an ultrasonic unit (Branson Sonifer) for 30 seconds. To obtain a double emulsion (W1 / O / W2), a solution of 10% polyvinyl alcohol was added to the primary emulsion. Then re-voiced using an ultrasonic setup (Branson Sonifer) for 60 seconds. The resulting double emulsion was transferred into sterile glasses, covered with foil and placed on a magnetic stirrer overnight at room temperature, with constant stirring.
Для осаждения макрочастиц, полученную формуляцию центрифугировали при 2000 g, 30 мин, 4°С. Для избавления от ПВС надосадок 5 раз промывали водой, каждый раз частицы осаждали центрифугированием при 10000 об/мин, 4°С, в течение 60 минут.To precipitate the particles, the resulting formulation was centrifuged at 2000 g, 30 min, 4 ° C. To get rid of PVA, the supernatant was washed 5 times with water, each time the particles were precipitated by centrifugation at 10,000 rpm, 4 ° C, for 60 minutes.
Измерение размера частиц поли(молочной-ко-гликолевой) кислотыParticle Size Measurement of Poly (Lactic-Co-Glycolic) Acid
Размер частиц определяли при помощи наносайзера Zetasizer Nano ZS (Malvern). Для прибора Zetasizer Nano ZS PLGA частицы разводили до концентрации 100 мкг/мл в воде milliQ. Затем 1 мл частиц перенести в кювету для измерения. Кювету помещали в прибор. Измерение и обсчет результатов производили с использование программного обеспечения Zetasizer Software (таблица 4).Particle size was determined using a Zetasizer Nano ZS nanosizer (Malvern). For the Zetasizer Nano ZS PLGA, particles were diluted to a concentration of 100 μg / ml in milliQ water. Then transfer 1 ml of particles to a cuvette for measurement. The cuvette was placed in the device. Measurement and calculation of the results was performed using the software Zetasizer Software (table 4).
Средний размер частиц PLGA с инкапсулированными антигенами составляет 126 нм и находится в пределах допустимых значений (100 нм - 200 нм), необходимых для доставки антигенов внутрь фагоцитов.The average particle size of PLGA with encapsulated antigens is 126 nm and is within acceptable values (100 nm - 200 nm) necessary for the delivery of antigens into phagocytes.
Измерение количества антигена, инкорпорированного в наноразмерные частицыMeasurement of the amount of antigen incorporated into nanoscale particles
Концентрацию антигена на 1 мг наноразмерных частиц PLGA (таблица 5) определяли высокочувствительным и высокоспецифичнымThe antigen concentration per 1 mg of nanoscale particles of PLGA (table 5) was determined as highly sensitive and highly specific
иммунодиагностическим методом гетерогенного твердофазногоimmunodiagnostic method of heterogeneous solid-phase
иммуноферментного анализа (ГФ XIII, ОФС.1.7.2.0033.15). Для построения калибровочной кривой были приготовлены стандартные растворы гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c в концентрациях от 0,19 мкг/мл до 50 мкг/мл. Проводили иммуноферментное определение содержания гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660cB серии разведений стандартного образца. Все измерения проводились в трех технических повторностях. Измерение оптической плотности проводят с помощью планшетного спектрофотометра в двухволновом режиме: основной фильтр - 450 нм, референс-фильтр - в диапазоне 620-655 нм.enzyme immunoassay (GF XIII, OFS.1.7.2.0033.15). To construct a calibration curve, standard solutions of the ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c fusion protein were prepared in concentrations from 0.19 μg / ml to 50 μg / ml. An enzyme immunoassay was carried out to determine the content of the hybrid protein ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660cB of a series of dilutions of a standard sample. All measurements were carried out in three technical replicates. The optical density is measured using a tablet spectrophotometer in two-wave mode: the main filter is 450 nm, the reference filter is in the range of 620-655 nm.
Измерение количества агонистов паттерн-распознающих рецепторов, инкорпорированных в наноразмерные частицыMeasurement of the number of agonists of pattern recognition receptors incorporated into nanoscale particles
Концентрация агонистов паттерн-распознающих рецепторов (ПРР), интернализованных в наноразмерные частицы определяли с' использованием репортерных клеточных линий HEK293-NOD2 и HEK293-TLR9, которые экспрессируют на своей поверхности индивидуальные ПРР - NOD2 и TLR9, соответственно. Данные клеточные линии несут ген NF-kB/AP-1 - зависимой щелочной фосфатазы (репортерный ген). Для количественного определения инкорпорированных агонистов строили калибровочную кривую, используя соответствующие агонисты (МДП или CpG, соответственно), в исходной концентрации от 1 мг/мл до 1 мкг/мл, а также готовятся разведения исследуемых образцов (после лизиса в 0,1н NaOH) от 1 мг/мл до 100 мкг/мл, с двукратным шагом. Образцы и контроли вносили по 10 мкл, в лунки 96 -луночного планшета с 24 часовой культурой клеток HEK293-NOD2 или HEK293-hTLR4-CD14. На следующий день после внесения образцов производили измерение уровня ферментативной активности репортерного гена щелочной фосфатазы колориметрическим методом, определяя скорость расщепления бесцветного субстрата нитрофенилфосфата динатриевой соли в окрашенный в желтый цвет -пара-нитрофенол. Для этого свежеприготовленный раствор субстрата в SEAP-буфере (0,5М NaHCO3, 0,5 мМ MgCl2, рН 9,8), разносили по 150 мкл в каждую лунку нового 96 луночного планшета. Затем из лунок планшета, в котором инкубировались клетки с исследуемыми образцами паттерн-распознающих рецепторов, отбирали по 50 мкл культуральной среды и переносили в лунки планшета с буфером для измерения SEAP. Сразу, после переноса среды со всех образцов, измерили оптической плотности раствора при длине волны 405 нм (OD1). Далее планшет инкубировали при +37°С в термостате, в течение 10-60 минут (время зависит от скорости окраски раствора). После чего, замеряли оптическую плотность (OD2). Уровень активности щелочной фосфатазы рассчитывали по формуле где ЕА - единицы активности щелочной фосфотазы, OD0 - оптическая плотность первого измерения, OD1 - оптическая плотность последнего измерения, Т0 - время первого измерения, Т1 - время последнего измерения.The concentration of pattern recognition receptor agonists (PRPs) internalized into nanosized particles was determined using the HEK293-NOD2 and HEK293-TLR9 reporter cell lines that express the individual PRPs NOD2 and TLR9 on their surface, respectively. These cell lines carry the gene NF-kB / AP-1 - dependent alkaline phosphatase (reporter gene). To quantify the incorporated agonists, a calibration curve was constructed using the corresponding agonists (MDP or CpG, respectively) at the initial concentration of 1 mg / ml to 1 μg / ml, and dilutions of the test samples (after lysis in 0.1 N NaOH) from 1 mg / ml to 100 μg / ml, in two steps. Samples and controls were added in 10 μl, to the wells of a 96-well plate with a 24-hour cell culture of HEK293-NOD2 or HEK293-hTLR4-CD14. The day after the introduction of the samples, the level of the enzymatic activity of the alkaline phosphatase reporter gene was measured by the colorimetric method, determining the rate of cleavage of the colorless substrate of disodium nitrophenyl phosphate into yellow-colored para-nitrophenol. For this, a freshly prepared solution of the substrate in SEAP buffer (0.5 M NaHCO3, 0.5 mM MgCl2, pH 9.8) was dispensed with 150 μl into each well of a new 96 well plate. Then, 50 μl of culture medium were taken from the wells of the plate in which the cells with the test samples of pattern-recognizing receptors were incubated, and transferred to the wells of the tablet with SEAP measurement buffer. Immediately after transferring the medium from all samples, the optical density of the solution was measured at a wavelength of 405 nm (OD1). Next, the tablet was incubated at + 37 ° C in a thermostat, for 10-60 minutes (time depends on the color of the solution). After that, optical density (OD2) was measured. The level of activity of alkaline phosphatase was calculated by the formula where EA is the unit of activity of alkaline phosphatase, OD0 is the optical density of the first measurement, OD1 is the optical density of the last measurement, T0 is the time of the first measurement, T1 is the time of the last measurement.
Результат количества молекулярного адъюванта, включаемого в состав частиц PLGA, представлен в таблице 6.The result of the amount of molecular adjuvant included in the composition of the PLGA particles is presented in table 6.
ПРИМЕР 3.EXAMPLE 3
Изучение специфической фармакологической активности in vivo вакцины ЛТБвакThe study of the specific pharmacological activity of the in vivo vaccine LTPvak
Самкам и самцам мышей (гибриды F1 BALB/c х C57BL/6), предварительно иммунизированным живой вакциной БЦЖ в дозе 5×106 КОЕ/животное (на день 0 исследования), в разных дозах (5,0 и 0,5 мкг/дозу по содержанию вакцинного микобактериального антигена) вводился тестируемый препарат - вакцина ЛТБвак. Первая иммунизация была проведена подкожно на третьей неделе, объем введения - 0,2 мл/ животное (при сохранении количества вводимого препарата ЛТБвак 5 мкг и 0,5 мкг), вторая иммунизация - интраназально на пятой неделе исследования, объем введения - 0,02 мл/животное (аналогично с сохранением количества ЛТБвак 5 мкг и 0,5 мкг). Препаратом сравнения выступал Адъювант, входящий в состав вакцины, вводимый в эквивалентных объемах и дозах. В качестве контрольных препаратов был использован физраствор (0,9% раствор NaCl) и препарат вакцины БЦЖ.Female and male mice (F1 BALB / c x C57BL / 6 hybrids) pre-immunized with live BCG vaccine at a dose of 5 × 10 6 CFU / animal (on
При изучении специфической фармакологической активности in vivo и механизма действия вакцины ЛТБвак использовались следующие составы:The following formulations were used to study the specific pharmacological activity in vivo and the mechanism of action of the LTPvak vaccine:
Во всех экспериментах, за исключением экспериментов по изучению специфической фармакологической активности лекарственного средства, все тестируемые препараты и препараты сравнения готовили непосредственно перед введением путем растворения в воде или физрастворе из расчета 0,5 мл растворителя на дозу введения. При этом препараты ЛТБвак (5 мкг), ЛТБвак (0,5 мкг), Адъювант растворяли в физрастворе, а препарат Антиген - в воде.In all experiments, with the exception of experiments to study the specific pharmacological activity of the drug, all tested drugs and comparison drugs were prepared immediately before administration by dissolving in water or saline based on 0.5 ml of solvent per dose of administration. In this case, the preparations LTPvak (5 μg), LTPvak (0.5 μg), Adjuvant were dissolved in saline, and the Antigen preparation was dissolved in water.
В экспериментах по изучению специфической фармакологической активности лекарственного средства препараты ЛТБвак (5 мкг) и ЛТБвак (0,5 мкг) растворяли в физрастворе в объемах, зависящих от способа иммунизации животных: 0,2 мл или 0,02 мл, с сохранением количества вводимого препарата.In experiments to study the specific pharmacological activity of the drug, LTPvak (5 μg) and LTPvak (0.5 μg) were dissolved in saline in volumes depending on the method of immunization of animals: 0.2 ml or 0.02 ml, while maintaining the amount of drug administered .
ПРИМЕР 4.EXAMPLE 4
Оценка активации клеточного иммунитета по уровню пролиферации Т-лимфоцитов иммунизированных мышей в ответ на стимуляцию специфическим вакцинным антигеном.Evaluation of activation of cellular immunity by the proliferation level of T-lymphocytes of immunized mice in response to stimulation with a specific vaccine antigen.
Исследовали содержание общих популяций иммунокомпетентных лимфоцитов и их основных субпопуляций при стимуляции микобактериальными антигенами, входящими в состав вакцины ЛТБвак.We studied the contents of general populations of immunocompetent lymphocytes and their main subpopulations upon stimulation with the mycobacterial antigens that make up the LTPvak vaccine.
Исследование пролиферирующих эффекторных (CD4+) и цитотоксических (CD8+) Т-клеток у мышей, получивших различные дозы вакцины, не показало достоверных отличий при сравнении с контрольными группами (группы 1-3) (Фиг. 7, таблица 7).The study of proliferating effector (CD4 +) and cytotoxic (CD8 +) T cells in mice that received different doses of the vaccine showed no significant differences when compared with control groups (groups 1-3) (Fig. 7, table 7).
При исследовании отдельно популяции CD4+ наименее выраженным был эффект у группы 5 (ЛТБвак, содержание гибридного белка 0,5 мкг/дозу), где доля пролиферирующих CD4+ лимфоцитов составила 0,16% от общей популяции Т-лимфоцитов, в то время, как для остальных исследуемых групп это значение составило 0,50-0,76%. При этом, основной вклад в пролиферативную активность популяций во всех группах вносила стимуляция полноценным гибридным антигеном, и практически отсутствовало влияние индивидуальных антигенов ESAT-6, CFP10 и Rv2660c (Фиг. 7, верхняя часть, таблица 7).In the study of a separate CD4 + population, the effect was least pronounced in group 5 (LTPvak, a hybrid protein content of 0.5 μg / dose), where the proportion of proliferating CD4 + lymphocytes was 0.16% of the total T-lymphocyte population, while for the rest the studied groups, this value was 0.50-0.76%. Moreover, the main contribution to the proliferative activity of populations in all groups was made by stimulation with a full fledged hybrid antigen, and there was practically no influence of the individual antigens ESAT-6, CFP10 and Rv2660c (Fig. 7, upper part, table 7).
Для популяции цитотоксических CD8+ Т-лимфоцитов эффект стимуляции вакцинными антигенами был более выраженным (но также статистически недостоверным в сравнениях с контрольными группами). Пролиферативная активность CD8+ Т-клеток наблюдалась в ответ на стимуляцию как гибридным белком, так и всеми вошедшими в исследование его компонентами во всех исследуемых группах. Особенно данный эффект выражен для исследуемых групп 4-5 (иммунизированных ЛТБвак в дозах, соответствующих 5 и 0,5 мкг белка, соответственно), где доля субпопуляции CD8+ достигала 1,5% от всех Т-лимфоцитов (Фиг. 7, нижняя часть, таблица 7).For a population of cytotoxic CD8 + T-lymphocytes, the effect of stimulation with vaccine antigens was more pronounced (but also statistically unreliable in comparisons with control groups). The proliferative activity of CD8 + T cells was observed in response to stimulation by both the hybrid protein and all its components in the study in all the studied groups. This effect is especially pronounced for the studied groups 4-5 (immunized with LTPvac at doses corresponding to 5 and 0.5 μg of protein, respectively), where the proportion of the CD8 + subpopulation reached 1.5% of all T-lymphocytes (Fig. 7, lower part, table 7).
Таким образом, на основе результатов, полученных методом оценки лимфопролиферации, можно заключить, что введение препарата ЛТБвак в дозе, эквивалентной 5 мкг вакцинного белка вызывает максимальный иммуногенный эффект.Thus, based on the results obtained by the method of assessing lymphoproliferation, it can be concluded that the administration of the LTPvak drug at a dose equivalent to 5 μg of the vaccine protein causes the maximum immunogenic effect.
ПРИМЕР 5.EXAMPLE 5
Оценка активации клеточного иммунитета по уровню продукции ИНФ-у лимфоцитами (спленоцитами) иммунизированных мышей в ответ на стимуляцию специфическим вакцинным антигеном.Evaluation of activation of cellular immunity by the level of production of INF-y by lymphocytes (splenocytes) of immunized mice in response to stimulation with a specific vaccine antigen.
Через 10 недель после начала исследования (по прошествии 5 недель после второго введения вакцины ЛТБвак, необходимых для формирования иммунитета), по 5 животных в каждой группе были подвергнуты эвтаназии с последующим забором биоматериала (кровь, спленоциты и т.д.) для определения иммуногенности. Была проведена оценка продукции ИНФ-у лимфоцитами (спленоцитами) иммунизированных мышей в ответ на стимуляцию вакцинным гибридным антигеном ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c, входящими в состав вакцины (и его отдельными компонентами) в тесте IGRA. Для этого, в полученных супернатантах методом ИФА было проведено исследование уровня ИНФ-γ с использованием коммерческого набора IFN gamma Mouse ELISA Kit (eBioscience, США).10 weeks after the start of the study (5 weeks after the second injection of the LTP vaccine necessary for the formation of immunity), 5 animals in each group were euthanized, followed by sampling of biomaterial (blood, splenocytes, etc.) to determine immunogenicity. The production of INF-y by lymphocytes (splenocytes) of immunized mice was evaluated in response to stimulation with the ESAT6-CFP10-Ag85a-Rv2660c vaccine hybrid antigen, which are part of the vaccine (and its individual components) in the IGRA test. To do this, in the obtained supernatants by ELISA, a study of the level of INF-γ was carried out using a commercial IFN gamma Mouse ELISA Kit (eBioscience, USA).
Для сравнения результатов в группах исследования по значениям показателей использованы методы непараметрической статистики, так как объемы групп попадают под определение малых выборок. Для оценки достоверности различий применялся однофакторный дисперсионный анализ (one-way ANOVA) и расчет критерия Краскелла-Уоллеса с поправкой Данна для множественных сравнений нескольких и множественных сравнений с контрольной группой (группы 1-3, получавшие физраствор, БЦЖ или Адъювант соответственно, таблица 8). Различия считали значимыми при р<0,05.To compare the results in the study groups according to the values of indicators, non-parametric statistics methods were used, since the volumes of the groups fall under the definition of small samples. To assess the significance of the differences, one-way ANOVA and the Kruskell-Wallace criterion with Dunn correction were used for multiple comparisons of several and multiple comparisons with the control group (groups 1-3, who received saline, BCG or adjuvant, respectively, table 8) . Differences were considered significant at p <0.05.
Полученные количественные данные представлены в виде среднего с указанием +/- стандартного отклонения. На фиг. 8, 9 уровень значимости различий представлен в виде символов: «*» - р<0,05; «***» - р<0,001 разного цвета. Зеленым показаны достоверные отличия, красным - отсутствие достоверных отличий между группами.The obtained quantitative data are presented as an average indicating +/- standard deviation. In FIG. 8, 9, the significance level of the differences is presented in the form of symbols: “*” - p <0.05; "***" - p <0.001 of different colors. In green, significant differences are shown, in red, the absence of significant differences between groups.
Активация неспецифическим митогеном - фитогемагглютинином показала, что все экспериментальные группы сохраняют митогенетический потенциал и отвечают на воздействие активным выбросом в супернатант ИНФ-γ. Было показано, что гибридный антиген, и отдельные компоненты, входящие в его состав, способны активировать выработку цитокина и вносят вклад в формирование клеточного иммунитета при иммунизации ЛТБвак (Фиг. 8). Видно, что все группы иммунизированных животных показывают достоверное повышение секреции ИНФ-γ. Однако, в зависимости от групп результаты стимуляции продукции интерферона различались.Activation by a non-specific mitogen, phytohemagglutinin, showed that all experimental groups retain their mitogenetic potential and respond to exposure by active release of INF-γ into the supernatant. It was shown that the hybrid antigen, and the individual components included in its composition, are able to activate the production of cytokine and contribute to the formation of cellular immunity during immunization with LTPvac (Fig. 8). It is seen that all groups of immunized animals show a significant increase in the secretion of INF-γ. However, depending on the groups, the results of stimulation of interferon production varied.
Достоверное увеличение продукции ИНФ-γ спленоцитами в ответ на стимуляцию антигенами, относительно контрольных групп показано для практически всех исследуемых антигенов, входящих в состав тестируемых вакцинных препаратов, вне зависимости от получаемой дозы (Фиг. 8, 9, таблица 8). Исключение составляет стимуляция антигеном Rv2660c в группе 4.A significant increase in the production of INF-γ by splenocytes in response to stimulation with antigens relative to the control groups is shown for almost all of the studied antigens that are part of the tested vaccine preparations, regardless of the dose received (Fig. 8, 9, table 8). An exception is stimulation with the Rv2660c antigen in
При стимуляции спленоцитов мышей исследуемых групп гибридным белком, продемонстрирован существенный уровень продукции ИНФ-γ при полном отсутствии такового в двух контрольных группах (группы 1 и 2) и отсутствии или значительно сниженном уровне продукции в группе Адъюванта (группа 3) (Фиг. 8, Г). При этом, очевидно, что наибольший вклад в иммунный ответ вносят, по всей видимости, эпитопы белка CFP10 (Фиг. 8, Б), в то время как антигены ESAT6 и Rv2660c в меньшей степени влияют на формирование иммунного клеточного ответа при вакцинации (Фиг. 8, А, В). Для группы 4 (ЛТБвак 5 мкг/дозу, CpG + МДП) вклад в формирование клеточного иммунного ответа вносит также антиген ESAT6. Наибольшая концентрация ИНФ-γ отмечалась в группе 5 (ЛТБвак 0,5 мкг/дозу, CpG+МДП).When splenocytes of mice of the studied groups were stimulated with a hybrid protein, a significant level of INF-γ production was demonstrated with complete absence of such in two control groups (
При этом, если оценивать суммарный уровень ответа на стимуляцию вакцинными антигенами спленоцитов, статистически значимых различий между исследуемыми группами 4 и 5, получавшими препарат ЛТБвак в разных дозировках, не наблюдается (Фиг. 9, таблица 8). Стоит обратить внимание, что группы 4 и 5 показывают достоверные отличия в активации секреции ИНФ-γ по сравнению с адъювантом (в группах, получавших препарат, средние значения секреции ИНФ-γ в 17-25 раз выше, чем в группе «Адъювант», не говоря уже о двух остальных контрольных группах, в которых специфическая секреция ИНФ-γ была нулевой (Фиг. 9, таблица 8). Это говорит о том, что антигены в составе вакцины вносят статистически достоверный вклад в иммуногенность вакцинной композиции.Moreover, if we evaluate the total level of response to stimulation with vaccine antigens of splenocytes, there are no statistically significant differences between the
Поскольку профиль клеточного ответа при стимуляции вакцинными антигенами (как гибридным белком, так и индивидуальными антигенами, входящими в его состав) очень близок у двух исследуемых групп (группы 4 и 5), обе формуляции могут быть использованы при дальнейшей разработке вакцины.Since the profile of the cellular response during stimulation with vaccine antigens (both a hybrid protein and the individual antigens included in it) is very close in the two studied groups (
В совокупности приведенные данные показывают, что при иммунизации ЛТБвак происходит формирование клеточного ответа, в том числе за счет образования специфических субпопуляций CD4+ и CD8+, способных продуцировать значимый уровень ИНФ-γ - основного маркера протективного иммунитета против туберкулеза, установленного на сегодняшний день.Taken together, the data show that, when LTPvac is immunized, a cellular response is formed, including through the formation of specific subpopulations of CD4 + and CD8 + that can produce a significant level of INF-γ, the main marker of protective immunity against tuberculosis, established to date.
ПРИМЕР 6.EXAMPLE 6
Оценка активации гуморального иммунного ответа по увеличению титра антител класса G, специфичных к компонентам разрабатываемой вакцины ЛТБвакEvaluation of the activation of the humoral immune response by increasing the titer of class G antibodies specific for the components of the developed LTB vaccine
При изучении контрольных групп показано, что неспецифические антительные реакции в ответ на введение растворов и адъювантов, включенных в вакцину, отсутствуют (таблица 9, 10). Как видно на Фиг. 10, в сыворотках контрольных групп не происходит нарастания титра специфичных к гибридному антигену или его индивидуальным компонентам антител.When studying the control groups, it was shown that nonspecific antibody reactions in response to the introduction of solutions and adjuvants included in the vaccine are absent (table 9, 10). As seen in FIG. 10, in the sera of the control groups there is no increase in titer specific for the hybrid antigen or its individual antibody components.
Изучение динамики накопления в сыворотке крови животных антител класса G к пептидам, входящим в состав антигенного гибридного белка, показало, что три из четырех пептидов с высокой степенью достоверности индуцируют выработку антител - CFP10, Ag85A, Rv2660c (Фиг. 10, таблица 9, 10). Пептид ESAT6 не оказывал никакого влияния на гуморальный иммунный ответ - достоверного повышения уровня антител относительно контрольных групп не было выявлено ни для одного из вариантов иммунизации животных (Фиг. 10A).The study of the dynamics of the accumulation in the blood serum of animal antibodies of class G to peptides that are part of the antigenic hybrid protein showed that three of the four peptides with a high degree of confidence induce the production of antibodies - CFP10, Ag85A, Rv2660c (Fig. 10, table 9, 10) . The ESAT6 peptide had no effect on the humoral immune response — no significant increase in antibody level relative to control groups was detected for any of the animal immunization options (Fig. 10A).
Остальные компоненты гибридного белка CFP10, Ag85A и Rv2660c по результатам исследования могут быть признаны равнозначно и положительно влияющими на выработку гуморального иммунного ответа (р<0,01). Этот вывод подтверждается достоверно высокими уровнями IgG во всех трех группах иммунизированных животных с некоторым допущением в отношении Rv2660c в группе 4 (5 мкг/мл CpG+МДП) (Фиг. 10Г). Однако обращает на себя внимание в целом характерная для серодиагностики туберкулеза определенная гетерогенность результатов, когда, например, для CFP10 значения IgG в сыворотках крови трех из 10 мышей не отличаются от значений в контрольных группах, а у остальных они расположились в достаточно широком диапазоне MFI (Фиг. 10Б).The remaining components of the hybrid protein CFP10, Ag85A and Rv2660c according to the results of the study can be recognized as equally and positively affecting the production of a humoral immune response (p <0.01). This conclusion is confirmed by significantly high IgG levels in all three groups of immunized animals with some assumption regarding Rv2660c in group 4 (5 μg / ml CpG + MDP) (Fig. 10G). However, on the whole, a certain heterogeneity of the results is characteristic of the serodiagnosis of tuberculosis, when, for example, for CFP10, the IgG values in the blood serum of three out of 10 mice do not differ from the values in the control groups, while in the rest they are located in a rather wide range of MFI (Fig . 10B).
Для гибридного белка ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660 показано наличие достоверного гуморального ответа во всех исследуемых группах (Группы 4-5) по сравнению с контрольными группами (Группы 1-3) (Фиг. 11). Среднее значение MFI для исследуемых групп ЛТБвак 5 мкг и 0,5 мкг составляло около 16000 и 17500 единиц соответственно, что более чем в 10 раз превышает аналогичные значения во всех контрольных группах (таблица 9, 10). Стоит отметить, что для индивидуальных антигенов гуморальный ответ в целом был менее выражен, по сравнению с гибридным белком. При этом описанная выше для пептидных компонентов гибридного белка гетерогенность уровня гуморального ответа в данном случае значительно менее выражена - один случай на пятнадцать испытуемых животных. Для группы 5 (ЛТБвак 0,5 мкг/мл, CpG+МДП) значения можно описать как выраженные и компактно расположенные. Подобные отличия гетерогенности ответов могут быть связаны с частичным синергическим эффектом эпитопов гибридного белка по сравнению с индивидуальными антигенами, входящими в его состав. В данном случае эти результаты свидетельствуют в пользу применения в составе вакцины не индивидуальных антигенов, а цельнослитого гибридного белка, способного обеспечить однородный устойчивый высокий уровень иммунного ответа гуморального звена.For the hybrid protein ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660, the presence of a reliable humoral response was shown in all studied groups (Groups 4-5) compared with the control groups (Groups 1-3) (Fig. 11). The average MFI for the studied LTPvak groups of 5 μg and 0.5 μg was about 16,000 and 17,500 units, respectively, which is more than 10 times higher than the similar values in all control groups (table 9, 10). It is worth noting that, for individual antigens, the humoral response was generally less pronounced compared to the hybrid protein. Moreover, the heterogeneity of the level of the humoral response described above for the peptide components of the hybrid protein is much less pronounced in this case - one case per fifteen test animals. For group 5 (LTPvak 0.5 μg / ml, CpG + MDP), the values can be described as pronounced and compactly located. Such differences in the heterogeneity of responses can be associated with a partial synergistic effect of the epitopes of the hybrid protein in comparison with the individual antigens that make up its composition. In this case, these results are in favor of using not individual antigens as part of the vaccine, but a whole-fused hybrid protein that can provide a uniform, stable high level of the immune response of the humoral link.
ПРИМЕР 7.EXAMPLE 7
Оценка параметров протективности вакциныEvaluation of vaccine protective parameters
Аэрозольное распыление М. tuberculosis проводили на 10 неделе эксперимента в количестве 50-100 КОЕ.Aerosol spraying of M. tuberculosis was performed at 10 weeks of the experiment in an amount of 50-100 CFU.
Поскольку защитное действия вакцины обуславливается подавлением размножения М. tuberculosis в органах-мишенях, на 11 и 15 неделях была произведена вторая и третья эвтаназии животных (по 6 животных в каждой группе). У животных отобраны органы-мишени (селезенка и легкие) для проведения бактериологических высевов и оценки присутствия в них М. tuberculosis. Результаты высевов на 11 неделю проводили для контроля инфицирования животных.Since the protective effect of the vaccine is determined by the suppression of the multiplication of M. tuberculosis in target organs, the second and third animal euthanasia was performed at 11 and 15 weeks (6 animals in each group). Target organs (spleen and lungs) were selected from animals for bacteriological culture and assessment of the presence of M. tuberculosis in them. Seeding results for 11 weeks were performed to control infection of animals.
Было показано, что концентрация бактерий в легких на 11 неделю во всех группах одинакова, не отличается достоверно и составляет от 65 до 135 КОЕ/мл.It was shown that the concentration of bacteria in the lungs at 11 weeks in all groups is the same, does not differ significantly and ranges from 65 to 135 CFU / ml.
Высевы гомогенатов селезенок не показали присутствие бактерий, за исключением контрольной группы ОКО (Фиг. 12). Таким образом, можно утверждать, что инфицирование животных произошло во всех исследуемых группах, при этом его эффективность носила идентичный характер.Inoculation of spleen homogenates did not show the presence of bacteria, with the exception of the control group OKO (Fig. 12). Thus, it can be argued that the infection of animals occurred in all the studied groups, while its effectiveness was identical.
В высевах органов животных после третьей эвтаназии (15 неделя) бактерии обнаружены как в легких, так и в селезенке, при этом наблюдались достоверные отличия в концентрациях бактерий в экспериментальных группах: минимальное значение обсемененности обоих органов-мишеней наблюдалось в группах 4 и 5 (ЛТБвак 5 мкг/дозу, CpG+МДП и ЛТБвак 0,5 мкг/мл, CpG+МДП) и составило в среднем 729 и 15 КОЕ/мл для легкого и 1902,7, и 5958,3 КОЕ/мл для селезенки соответственно (Фиг. 13). Группа 3 (Адъювант ЛТБвак) не показала достоверных отличий от контрольной группы 1, что свидетельствует об эффективности именно формуляции вакцины, содержащей гибридный белок.In the seeding of animal organs after the third euthanasia (week 15), bacteria were found both in the lungs and in the spleen, and there were significant differences in the concentrations of bacteria in the experimental groups: the minimum seeding of both target organs was observed in
Таким образом, по результатам проведенных исследований показано, что при иммунизации вакциной ЛТБвак происходит достоверное снижение обсемененности органов-мишеней при инфицировании животных М. tuberculosis. Наблюдение за животными, гистологические и бактериологические исследования позволили оценить действие вакцины как протективное. При этом показано, что максимальное действие вакцины проявляется при концентрации белка 5 мкг/дозу (аналогично иммуногенному воздействию).Thus, according to the results of the studies, it was shown that when immunized with the LTP vaccine, there is a significant decrease in the contamination of target organs with infection of animals with M. tuberculosis. Observation of animals, histological and bacteriological studies allowed us to evaluate the effect of the vaccine as protective. It was shown that the maximum effect of the vaccine appears at a protein concentration of 5 μg / dose (similar to immunogenic effects).
Выводы изучении специфической фармакологической активности in vivo По итогам проведенного доклинического исследования показано, что вакцина ЛТБвак обладает выраженной специфической фармакологической активностью в виде иммуногенного и протективного воздействия на организм экспериментальных животных при двукратном введении с промежутком 8 недель. При этом выраженный эффект достигается в дозировке, эквивалентной 5 мкг вакцинного белка на дозу.Conclusions The study of specific pharmacological activity in vivo According to the results of a preclinical study, it was shown that the LTPvak vaccine has a pronounced specific pharmacological activity in the form of immunogenic and protective effects on the body of experimental animals with a double administration with an interval of 8 weeks. In this case, a pronounced effect is achieved in a dosage equivalent to 5 μg of vaccine protein per dose.
При оценке клеточного иммунного ответа в IGRA-тесте (стимуляции спленоцитов мышей экспериментальных групп гибридным белком), продемонстрирован существенный уровень продукции ИНФ-γ в группах, получавших вакцину ЛТБвак в дозе 5 и 0,5 мкг, при полном отсутствии такового в двух контрольных группах, получавших БЦЖ или физраствор, и значительно сниженном уровне продукции в группе Адъюванта. Группы, получавшие вакцину, показывают достоверные отличия в секреции ИНФ-γ по сравнению со всеми тремя контрольными группами (в группах, получавших препарат, средние значения секреции ИНФ-γ в ответ на стимуляцию полным вакцинным белком ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c средние значения секреции составили 120,24 и 225,6 пг/мл ИНФ-γ для доз вакцины 5 и 0,5 мкг, что в 17-25 раз выше, чем в группе «Адъювант»; в двух остальных контрольных группах, получавших физраствор или БЦЖ, секреция ИНФ-γ была нулевой). При этом достоверной разницы в показателях между группами, получавшими тестируемый препарат ЛТБвак в разных дозах, выявлено не было.When assessing the cellular immune response in the IGRA test (stimulation of splenocytes of experimental mouse mice with a hybrid protein), a significant level of INF-γ production was demonstrated in groups receiving LTPvac vaccine at a dose of 5 and 0.5 μg, in the absence of such in two control groups, received BCG or saline, and a significantly reduced level of production in the adjuvant group. Vaccine-treated groups showed significant differences in INF-γ secretion compared with all three control groups (in the drug-treated groups, the average INF-γ secretion values in response to stimulation with the full vaccine protein ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660c average secretion values amounted to 120.24 and 225.6 pg / ml INF-γ for vaccine doses of 5 and 0.5 μg, which is 17-25 times higher than in the Adjuvant group; in the other two control groups receiving saline or BCG, INF-γ secretion was zero). At the same time, there was no significant difference in the indicators between the groups receiving the test drug LTPvak in different doses.
Оценка клеточного иммунитета методом определения лимфопролиферации лимфоцитов после стимуляции вакцинными антигенами, не выявила достоверной разницы между группами, получавшими ЛТБвак и контрольные препараты. При этом наибольшие показатели лимфопролиферации отмечены в группе, получавшей ЛТБвак в дозе 5 мкг.Assessment of cellular immunity by the method of determining lymphocyte proliferation of lymphocytes after stimulation with vaccine antigens did not reveal a significant difference between the groups receiving LTPvak and control drugs. In this case, the highest lymphoproliferation rates were observed in the group receiving LTPvak at a dose of 5 μg.
Оценка гуморального (антительного ответа) показала, что гибридный вакцинный белок ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660 достоверно формирует гуморальный ответ во группах, получавших препарат ЛТБвак в обоих дозировках по сравнению с контрольными группами. Среднее полученное значение титров антител для исследуемых групп ЛТБвак 5 мкг и 0,5 мкг составило около 16000 и 17500 условных единиц соответственно, что более чем в 10 раз превышает аналогичные значения во всех контрольных группах.Evaluation of the humoral (antibody response) showed that the ESAT6-CFP10-Ag85A-Rv2660 hybrid vaccine protein reliably forms a humoral response in the groups receiving LTPvac in both dosages compared to the control groups. The average obtained value of antibody titers for the studied LTPvak groups of 5 μg and 0.5 μg was about 16000 and 17500 conventional units, respectively, which is more than 10 times higher than the same values in all control groups.
Показано достоверное снижение бактериальной нагрузки на органы-мишени животных исследуемых групп (ЛТБвак в дозе 5 мкг и 0,5 мкг) относительно контрольных групп 1 и 3 (физраствор и Адъювант вакцины), что свидетельствует в пользу формирования протективного иммунитета у мывшей после иммунизации.A significant decrease in the bacterial load on the target organs of animals of the studied groups (LTPvak at a dose of 5 μg and 0.5 μg) relative to control
Подтверждена эффективность выбранного состава формуляции вакцины рекомбинантной субъединичной против туберкулеза ЛТБвак, а также схема введения вакцинного препарата. Показано, что при выбранном режиме иммунизации формуляция вакцины ЛТБвак с содержанием гибридного белка 5 мкг/дозу и адъюванта CpG+МДП, инкорпорированных в ПЛГА, является эффективной с точки зрения активации как клеточного (основного, с точки зрения формирования протективного иммунитета к туберкулезу, согласно современным представлениям), так и гуморального иммунитета у исследуемых животных.The efficacy of the selected formulation of the recombinant subunit vaccine against tuberculosis LTPvak was confirmed, as well as the administration schedule for the vaccine preparation. It was shown that, at the chosen immunization regimen, the formulation of the LTP vaccine with a hybrid protein content of 5 μg / dose and the adjuvant CpG + MDP incorporated in PGA is effective from the point of view of activation as a cellular (basic, from the point of view of formation of protective immunity to tuberculosis, according to modern ideas), and humoral immunity in the studied animals.
Полученные данные свидетельствуют о способности исследуемого лекарственного средства - вакцины субъединичной рекомбинантной ЛТБвак к формированию специфического протективного иммунитета клеточного типа (Th1) к патогенным микроорганизмам М. tuberculosis. Использование высокоиммуногенных антигенов (рекомбинантных белков микобактерий, характерных для активной фазы течения болезни - ESAT6, CFP10, Ag85A, а также латентной фазы заболевания - Rv2660c), инкорпорированных в биодеградируемый нетоксичном полимер из поли(молочной-ко-гликолевой) кислоты (PLGA), совместно с высокоэффективным комплексным молекулярным адъювантом (представленным лигандами рецепторов системы врожденного иммунитета TLR9-CpG ODN и NOD2 - Мурамилдипептид, MDP), стимулирующим поляризацию иммунного ответа, приводит к стимуляции пролиферации CD4+ и CD8+ Т-клеток, увеличению синтеза IFN-γ, что свидетельствует об активации клеточного звена иммунитета и определяет устойчивость организма к М. tuberculosis.The data obtained indicate the ability of the studied medicinal product, a vaccine of the subunit recombinant LTPB, to form a specific protective immunity of the cell type (Th1) to pathogenic microorganisms of M. tuberculosis. The use of highly immunogenic antigens (recombinant proteins of mycobacteria characteristic of the active phase of the disease - ESAT6, CFP10, Ag85A, as well as the latent phase of the disease - Rv2660c), incorporated into a biodegradable non-toxic polymer from poly (lactic-co-glycolic) acid (PLGA), together with a highly effective complex molecular adjuvant (represented by ligands of the TLR9-CpG ODN and NOD2 innate immunity system receptors - Muramyldipeptide, MDP), which stimulates the polarization of the immune response, leads to stimulation of proliferation of CD4 + and CD8 + T cells, an increase in IFN-γ synthesis, which indicates activation of IFN-γ cellular immunity and determines the body's resistance to M. tuberculosis.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВLIST OF USED SOURCES
1. Kaufmann, S. Н. Е., Weiner, J., von Reyn, С.F. Novel approaches to ТВ vaccine development. // International Journal of Infectious Disease. - 2016. - Vol. 56. - P. 263-267.1. Kaufmann, S. N. E., Weiner, J., von Reyn, C. F. Novel approaches to TV vaccine development. // International Journal of Infectious Disease. - 2016. - Vol. 56. - P. 263-267.
2. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2016 году. Государственный доклад. - М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2017. - 220 с.2. On the state of the sanitary-epidemiological well-being of the population in the Russian Federation in 2016. State report. - M .: Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being, 2017. - 220 p.
3. Global tuberculosis control: WHO report 2010. World Health organization. Switzerland, Geneva. [Электронныйресурс]. - URL:http://who.int3. Global tuberculosis control: WHO report 2010. World Health organization. Switzerland, Geneva. [Electronic resource]. - URL: http: //who.int
4. WHO, Global Tuberculosis Report 2016 (21th edition). // France: World Health Organisation. - 2016. - 214 p.4. WHO, Global Tuberculosis Report 2016 (21th edition). // France: World Health Organization. - 2016 .-- 214 p.
5. Glaziou, P., Falzon, D., Floyd, K., Raviglione, M. Global epidemiology of tuberculosis. // Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine. - 2013. - Vol. 34.-N. 1.-P. 3-16.5. Glaziou, P., Falzon, D., Floyd, K., Raviglione, M. Global epidemiology of tuberculosis. // Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine. - 2013 .-- Vol. 34.-N. 1.-P. 3-16.
6. Abu-Raddad, L. J., Sabatelli, L., Achterberg, J. Т., Sugimoto, J. D., Longini, I. M. Jr., Dye, C, Halloran, M. E. Epidemiological benefits of more-effective tuberculosis vaccines, drugs, and diagnostics. // Proceedings of the National Academy of Sciences. - USA. - 2009. - V. 106. - P. 13980. -13985.6. Abu-Raddad, LJ, Sabatelli, L., Achterberg, J. T., Sugimoto, JD, Longini, IM Jr., Dye, C, Halloran, ME Epidemiological benefits of more-effective tuberculosis vaccines, drugs, and diagnostics . // Proceedings of the National Academy of Sciences. - USA. - 2009. - V. 106. - P. 13980. -13985.
7. Helen, A., Fletcher, Lewis, Schrager. ТВ vaccine development and the End ТВ Strategy: importance and current status. // Transactions of The Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene. - 2016. - V. 110. - Issue 4, 1. - P. 212-218.7. Helen, A., Fletcher, Lewis, Schrager. TV vaccine development and the End TV Strategy: importance and current status. // Transactions of The Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene. - 2016. - V. 110. -
8. Luca, S., Mihaescu, T. History of BCG vaccine // Medica. - 2013. - Vol. 8. - P. 53-58.8. Luca, S., Mihaescu, T. History of BCG vaccine // Medica. - 2013 .-- Vol. 8. - P. 53-58.
9. Colditz, G. A., Brewer, T. F., Berkey, C. S., Wilson, M. E., Burdick, E., Fineberg, H. V., Mosteller, F. Efficacy of BCG vaccine in the prevention of tuberculosis. Meta-analysis of the published literature. // JAMA. - 1994. - V. 271. - P. 698-702.9. Colditz, G. A., Brewer, T. F., Berkey, C. S. S., Wilson, M. E., Burdick, E., Fineberg, H. V., Mosteller, F. Efficacy of BCG vaccine in the prevention of tuberculosis. Meta-analysis of the published literature. // JAMA. - 1994. - V. 271. - P. 698-702.
10. Hesseling, A. C, Marais, B. J., Gie, R. P., Schaaf, H. S, Fine, P. E., Godfrey-Faussett, P., Beyers, N. The risk of disseminated BacilleCalmette-Guerin (BCG) disease in HIV-infected children. // Vaccine. - 2007. - V. 25. - P. 14-18.10. Hesseling, A. C, Marais, BJ, Gie, RP, Schaaf, H. S, Fine, PE, Godfrey-Faussett, P., Beyers, N. The risk of disseminated Bacille Calmette-Guerin (BCG) disease in HIV -infected children. // Vaccine. - 2007. - V. 25. - P. 14-18.
11. Mangtani, P., Abubakar, I., Ariti, C, Beynon, R., Pimpin, L., Fine, P. E., Rodrigues, L. C, Smith, P. G., Lipman, M., Whiting, P. F., Sterne, J. A. Protection by BCG vaccine against tuberculosis: a systematic review of randomized controlled trials. // Clinical infectious diseases: an official publication of the Infectious Diseases Society of America. - 2014. - Vol. 58. - N. 4. - P. 470-480.11. Mangtani, P., Abubakar, I., Ariti, C, Beynon, R., Pimpin, L., Fine, PE, Rodrigues, L. C, Smith, PG, Lipman, M., Whiting, PF, Sterne , JA Protection by BCG vaccine against tuberculosis: a systematic review of randomized controlled trials. // Clinical infectious diseases: an official publication of the Infectious Diseases Society of America. - 2014 .-- Vol. 58. - N. 4. - P. 470-480.
12. Rowland, R., McShane, H. Tuberculosis vaccines in clinical trials. // Expert Review of Vaccines. - 2011. - Vol.10. - P. 645-658.12. Rowland, R., McShane, H. Tuberculosis vaccines in clinical trials. // Expert Review of Vaccines. - 2011 .-- Vol.10. - P. 645-658.
13. Rodrigues, L. C, Pereira, S. M., Cunha, S. S, Genser, В., Ichihara, M. Y., de Brito, S. C, Hijjar, M. A., Dourado, I., Cruz, A. A., Sant'Anna, C, Bierrenbach, A. L., Barreto, M. L. Effect of BCG revaccination on incidence of tuberculosis in school-aged children in Brazil: the BCG-REVAC cluster-randomised. // Lancet. - 2005. - Vol. 366. - N. 9493. - P. 1290-1295.13. Rodrigues, L. C, Pereira, SM, Cunha, S. S, Genser, B., Ichihara, MY, de Brito, S. C, Hijjar, MA, Dourado, I., Cruz, AA, Sant'Anna , C, Bierrenbach, AL, Barreto, ML Effect of BCG revaccination on incidence of tuberculosis in school-aged children in Brazil: the BCG-REVAC cluster-randomised. // Lancet. - 2005. - Vol. 366. - N. 9493. - P. 1290-1295.
14. Ritz, N., Curtis, N. Mapping the global use of different BCG vaccine strains. // Tuberculosis. - 2009. - Vol.89. - P. 248-251.14. Ritz, N., Curtis, N. Mapping the global use of different BCG vaccine strains. // Tuberculosis. - 2009 .-- Vol.89. - P. 248-251.
15. Brosch, R., Gordon, S. V., Gamier, Т., Eiglmeier, K., Frigui, W., Valenti, P., Dos Santos, S., Duthoy, S., Lacroix, C, Garcia-Pelayo, C, Inwald, J. K., Golby, P., Garcia, J. N., Hewinson, R. G., Behr, M. A., Quail, M. A., Churcher, C, Barrell, B. G., Parkhill, J., Cole, S. T. Genome plasticity of BCG and impact on vaccine efficacy. // PNAS. USA. - 2007. - V. 104. - P. 5596-5601.15. Brosch, R., Gordon, SV, Gamier, T., Eiglmeier, K., Frigui, W., Valenti, P., Dos Santos, S., Duthoy, S., Lacroix, C, Garcia-Pelayo, C, Inwald, JK, Golby, P., Garcia, JN, Hewinson, RG, Behr, MA, Quail, MA, Churcher, C, Barrell, BG, Parkhill, J., Cole, ST Genome plasticity of BCG and impact on vaccine efficacy. // PNAS. USA - 2007. - V. 104. - P. 5596-5601.
16. Andersen, P., Woodworm, J. S. Tuberculosis vaccines - rethinking the current paradigm. // Trends in Immunology. - 2014. - V. 35. - P. 387-395.16. Andersen, P., Woodworm, J. S. Tuberculosis vaccines - rethinking the current paradigm. // Trends in Immunology. - 2014. - V. 35. - P. 387-395.
17. Kaufmann S. H. Tuberculosis vaccines: time to think about the next generation. // Seminars in Immunoljgy. - 2013. - V. 25. - P. 172-181.17. Kaufmann S. H. Tuberculosis vaccines: time to think about the next generation. // Seminars in Immunoljgy. - 2013. - V. 25. - P. 172-181.
18. Andersen, P., Kaufmann, S. H. Novel vaccination strategies against tuberculosis. // Cold Spring Harbor perspectives in medicine. - 2014. - V. 4. - P. a01852318. Andersen, P., Kaufmann, S. H. Novel vaccination strategies against tuberculosis. // Cold Spring Harbor perspectives in medicine. - 2014. - V. 4. - P. a018523
19. Ottenhoff, Т. H. New pathways of protective and pathological host defense to mycobacteria. // Trends Microbiology. - 2012. - Vol.20. - P 419-428.19. Ottenhoff, T. H. New pathways of protective and pathological host defense to mycobacteria. // Trends Microbiology. - 2012 .-- Vol.20. - P 419-428.
20. Розов, С.M., Попова, Н.А., Дейнеко, Е.В. Иммунитет против Mycobacteriumtuberculosis: стратегии защиты. // Успехи современной биологии. - 2016. - Т. 136. - С. 156-172.20. Rozov, S.M., Popova, N.A., Deyneko, E.V. Immunity against Mycobacteriumtuberculosis: defense strategies. // Successes of modern biology. - 2016. - T. 136. - S. 156-172.
21. Розов, С.М., Дейнеко, Е.В. Mycobacteriumtuberculosis: стратегии нападения и защиты. // Успехи современной биологии. - 2016. - Т. 136. - №1. - С. 25-40.21. Rozov, S.M., Deyneko, E.V. Mycobacteriumtuberculosis: attack and defense strategies. // Successes of modern biology. - 2016. - T. 136. - No. 1. - S. 25-40.
22. Ernst, J. D. The immunological life cycle of tuberculosis. // Nature Reviews Immunology. - 2012. - V. 12. - P. 581-591.22. Ernst, J. D. The immunological life cycle of tuberculosis. // Nature Reviews Immunology. - 2012. - V. 12. - P. 581-591.
23. Serra-Vidal, M. M., Latorre, I., Franhen, K. L., Diaz, J., de Souza-Galvao, M. L., Casas, I., Maldonado, J., Mila, C, Solsona, J., Jimenez-Fuentes, M. A., Altet, N., Lacoma, A., Ruiz-Manzano, J., Ausina, V., Prat, C, Ottenhoff, Т. H., Dominguez, J. Immunogenicity of 60 novel latency-related antigens of Mycobacterium tuberculosis. // Frontiers in Microbiology. - 2014. - Vol.5. - P. 517-529.23. Serra-Vidal, MM, Latorre, I., Franhen, KL, Diaz, J., de Souza-Galvao, ML, Casas, I., Maldonado, J., Mila, C, Solsona, J., Jimenez- Fuentes, MA, Altet, N., Lacoma, A., Ruiz-Manzano, J., Ausina, V., Prat, C, Ottenhoff, T. H., Dominguez, J. Immunogenicity of 60 novel latency-related antigens of Mycobacterium tuberculosis. // Frontiers in Microbiology. - 2014 .-- Vol. 5. - P. 517-529.
24. Brennan, M. J., Thole, J. Tuberculosis vaccines: a strategic blueprint for the next decade. // Tuberculosis. - 2012. - V. 92. - Suppl. 1. - P. S6-S13.24. Brennan, M. J., Thole, J. Tuberculosis vaccines: a strategic blueprint for the next decade. // Tuberculosis. - 2012. - V. 92. - Suppl. 1. - P. S6-S13.
25. Kaufmann, S. H. Future vaccination strategies against tuberculosis: thinking outside the box. // Immunity. - 2010. - V. 33. - P. 567-577.25. Kaufmann, S. H. Future vaccination strategies against tuberculosis: thinking outside the box. // Immunity. - 2010. - V. 33. - P. 567-577.
26. Horwitz, M. A., Harth, G., Dillon, B. J., Maslesa-Galic, S. Recombinant bacillus Calmette-Guerin (BCG) vaccines expressing the Mycobacterium tuberculosis 30-kDa major secretory protein induce greater protective immunity against ТВ than conventional BCG vaccines in a highly susceptible animal model. // Proceedings of the National Academy of Sciences. USA. - 2000. - V. 97. - P. 13853-13858.26. Horwitz, MA, Harth, G., Dillon, BJ, Maslesa-Galic, S. Recombinant bacillus Calmette-Guerin (BCG) vaccines expressing the Mycobacterium tuberculosis 30-kDa major secretory protein induce greater protective immunity against TV than conventional BCG vaccines in a highly susceptible animal model. // Proceedings of the National Academy of Sciences. USA - 2000. - V. 97. - P. 13853-13858.
27. Ottenhoff, Т. H. M., Kaufmannm, S. H. E. Vaccines against tuberculosis: where are we and where do we need to go? // PLoS Pathogens. - 2012. - Vol. 8. - P. e100260727. Ottenhoff, T. H. M., Kaufmannm, S. H. E. Vaccines against tuberculosis: where are we and where do we need to go? // PLoS Pathogens. - 2012. - Vol. 8. - P. e1002607
28. Zvi, A., Ariel, N., Fulkerson, J, et al. Whole genome identification of Mycobacterium tuberculosis vaccine candidates by comprehensive data mining and bioinformatics analisis. // BMS Medical Genomics. - 2008. - Vol. 1. - Article 18.28. Zvi, A., Ariel, N., Fulkerson, J, et al. Whole genome identification of Mycobacterium tuberculosis vaccine candidates by comprehensive data mining and bioinformatics analisis. // BMS Medical Genomics. - 2008. - Vol. 1. -
29. Wang, С.C, Zhu, В., Fan, X., Gicquel, В., Zhang, Y. Systems approach to tuberculosis vaccine development. // Respirology. - 2013. - Vol.18. - N. 3. - P. 412-420.29. Wang, C. C, Zhu, B., Fan, X., Gicquel, B., Zhang, Y. Systems approach to tuberculosis vaccine development. // Respirology. - 2013 .-- Vol. 18. - N. 3. - P. 412-420.
30. Reece, S. Т., Kaufmann, S. H. Floating between the poles of pathology and protection: can we pin down the granuloma in tuberculosis? // Current Opinion in Microbiology. - 2012. - Vol. 15. - P. 63-70.30. Reece, S. T., Kaufmann, S. H. Floating between the poles of pathology and protection: can we pin down the granuloma in tuberculosis? // Current Opinion in Microbiology. - 2012. - Vol. 15. - P. 63-70.
31. Guleria, I., Teitelbaum, R., McAdam, R. A., Kalpana, G., Jacobs, W.R. Jr., Bloom, B. R. Auxotrophic vaccines for tuberculosis. // Nature Medicine. - 1996. -V. 2. - P. 334-337.31. Guleria, I., Teitelbaum, R., McAdam, R. A., Kalpana, G., Jacobs, W.R. Jr., Bloom, B. R. Auxotrophic vaccines for tuberculosis. // Nature Medicine. - 1996. -V. 2. - P. 334-337.
32. Sambandamurthy, V. K., Derricks, C, Hsu, Т., Chen, В., Larsen, M. H., Jalapathy, К. V., Chen, M., Kim, J., Porcelli, S. A., Chan, J., Morris, S. L., Jacobs, W. R. Jr. Mycobacterium tuberculosis DeltaRDlDeltapanCD: a safe and limited replicating mutant strain that protects immunocompetent and immunocompromised mice against experimental tuberculosis. // Vaccine. - 2006. - Vol. 24. - P. 6309-6320.32. Sambandamurthy, VK, Derricks, C, Hsu, T., Chen, B., Larsen, MH, Jalapathy, K. V., Chen, M., Kim, J., Porcelli, SA, Chan, J., Morris, SL, Jacobs, WR Jr. Mycobacterium tuberculosis DeltaRDlDeltapanCD: a safe and limited replicating mutant strain that protects immunocompetent and immunocompromised mice against experimental tuberculosis. // Vaccine. - 2006. - Vol. 24. - P. 6309-6320.
33. Lee, J. S., Krause, R., Schreiber, J., Mollenkopf, H. J., Kowall, J., Stein, R., Jeon, B. Y., Kwak, J. Y., Song, M. K., Patron, J. P., Jorg, S., Roh, K., Cho, S. N., Kaufmann, S. H. Mutation in the transcriptional regulator PhoP contributes to aviralence of Mycobacterium tuberculosis H37Ra strain. // Cell Host Microbe. -2008. - V. 3. - P. 97-103.33. Lee, JS, Krause, R., Schreiber, J., Mollenkopf, HJ, Kowall, J., Stein, R., Jeon, BY, Kwak, JY, Song, MK, Patron, JP, Jorg, S. , Roh, K., Cho, SN, Kaufmann, SH Mutation in the transcriptional regulator PhoP contributes to aviralence of Mycobacterium tuberculosis H37Ra strain. // Cell Host Microbe. 2008. - V. 3. - P. 97-103.
34. Martin, C, Williams, A., Hernandez-Pando, R., Cardona, P. J., Gormley, E., Bordat, Y., Soto, C. Y., Clark, S. O., Hatch, G. J., Aguilar, D., Ausina, V., Gicquel, B. The live Mycobacterium tuberculosis phoPmutant strain is more attenuated than BCG and confers protective immunity against tuberculosis in mice and guinea pigs. // Vaccine. - 2006. - Vol. 24. - N. 17. - P. 3408-3419.34. Martin, C, Williams, A., Hernandez-Pando, R., Cardona, PJ, Gormley, E., Bordat, Y., Soto, CY, Clark, SO, Hatch, GJ, Aguilar, D., Ausina , V., Gicquel, B. The live Mycobacterium tuberculosis pho mutant strain is more attenuated than BCG and confers protective immunity against tuberculosis in mice and guinea pigs. // Vaccine. - 2006. - Vol. 24. - N. 17. - P. 3408-3419.
35. deBruyn, G., Garner, P. Mycobacterium vaccaeimmunotherapy for treating. // Cochrane Library. - 2010. - V. 1. - P. 1-17.35. deBruyn, G., Garner, P. Mycobacterium vaccaeimmunotherapy for treating. // Cochrane Library. - 2010. - V. 1. - P. 1-17.
36. WHO, Tuberculosis vaccine candidates-2011. // Stop ТВ Partnership Working Group on new ТВ vaccines. // World Health Organization. - 2012. - 114 p.36. WHO, Tuberculosis vaccine candidates-2011. // Stop TV Partnership Working Group on new TV vaccines. // World Health Organization. - 2012 .-- 114 p.
37. Brodin, P., Majlessi, L., Brosch, R., Smith, D., Bancroft, G., Clark, S., Williams, A., Leclerc, C, Cole, S. T. Enhanced protection against tuberculosis by vaccination with recombinant Mycobacterium microtivaccine that induces T cell immunity against region of difference 1 antigens. // The Journal of Infectious Diseases. - 2004. - V. 190. - P. 115-122.37. Brodin, P., Majlessi, L., Brosch, R., Smith, D., Bancroft, G., Clark, S., Williams, A., Leclerc, C, Cole, ST Enhanced protection against tuberculosis by vaccination with recombinant Mycobacterium microtivaccine that induces T cell immunity against region of
38. Sweeney, K. A., Dao,D. N, Goldberg, M. F., Hsu, Т., Venkataswamy, M. M., Henao-Tamayo, M., Ordway, D., Sellers, R. S., Jain, P., Chen, В., Chen, M., Kim, J., Lukose, R., Chan, J., Orme, I. M., Porcelli, S. A., Jacobs, W. R. Jr. A recombinant Mycobacterium smegmatisinduces potent bactericidal immunity against Mycobacterium tuberculosis. // Nature Medicine. - 2011. - Vol. 17. - P. -1268.38. Sweeney, K. A., Dao, D. N, Goldberg, MF, Hsu, T., Venkataswamy, MM, Henao-Tamayo, M., Ordway, D., Sellers, RS, Jain, P., Chen, B., Chen, M., Kim, J. , Lukose, R., Chan, J., Orme, IM, Porcelli, SA, Jacobs, WR Jr. A recombinant Mycobacterium smegmatisinduces potent bactericidal immunity against Mycobacterium tuberculosis. // Nature Medicine. - 2011. - Vol. 17. - P. -1268.
39. Клейменов, Д.А., Мазунина, E.П., Лунин, В.Г., Коптев, Е.Ю., Мануйлов, B.А., Гущин, В.А., Ткачук, А.П. Иммунологическая память, формируемая в ответ на вакцинацию противотуберкулезной рекомбинантной вакциной «ГамТБвак»: клинические исследования вакцины на здоровых добровольцах. // Вестник РГМУ. - 2017. - №5. - С.29-37.39. Kleimenov, D.A., Mazunina, E.P., Lunin, V.G., Koptev, E.Yu., Manuylov, B.A., Gushchin, V.A., Tkachuk, A.P. Immunological memory formed in response to vaccination with the GamTBvak anti-tuberculosis recombinant vaccine: clinical studies of the vaccine in healthy volunteers. // Herald of the RSMU. - 2017. - No. 5. - S. 29-37.
Примечание: Показано среднее долей пролиферирующих эффекторных (CD4+) и цитотоксических (CD8+) от всех Т-лимфоцитов в ответ на введение компонентов вакцинного антигена по отдельности и гибридного белка. Стандартное отклонение не приведено ввиду недостоверности отличий между группами.Note: The average fraction of proliferating effector (CD4 +) and cytotoxic (CD8 +) from all T-lymphocytes in response to the introduction of the components of the vaccine antigen separately and the hybrid protein is shown. The standard deviation is not given due to the unreliability of differences between groups.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136607A RU2724896C1 (en) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | Polyantigenic vaccine for preventing and adjunctive treatment of tuberculosis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136607A RU2724896C1 (en) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | Polyantigenic vaccine for preventing and adjunctive treatment of tuberculosis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2724896C1 true RU2724896C1 (en) | 2020-06-26 |
Family
ID=71136135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019136607A RU2724896C1 (en) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | Polyantigenic vaccine for preventing and adjunctive treatment of tuberculosis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724896C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807732C1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-11-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью" Федерального медико-биологического агентства | RECOMBINANT STRAIN MYCOBACTERIUM BOVIS rBCG-1 BASED ON VACCINE STRAIN MYCOBACTERIUM BOVIS BCG STRAIN RUSSIA 368 |
CN118085043A (en) * | 2024-04-17 | 2024-05-28 | 成都康华生物制品股份有限公司 | Mycobacterium tuberculosis multi-immunogen antigen, polynucleotide for encoding same and application thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008153541A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-12-18 | Infectious Disease Research Institute | Vaccine composition containing synthetic adjuvant |
WO2014009438A2 (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | Transgene Sa | Mycobacterial antigen vaccine |
RU2546875C1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза" Российской академии медицинских наук | METHOD FOR OBTAINING IMMUNOGENIC COMPOSITION BASED ON CFP10-DBD HYBRID PROTEIN AND DEXTRANE; pCFP10-DBD RECOMBINANT PLASMIDE; Escherichia coli [pREP4, pCFP10-DBD] STRAIN; CFP10-DBD CHIMERIC PROTEIN AND THEIR APPLICATION |
WO2016203025A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Curevac Ag | Vaccine composition |
RU2695462C2 (en) * | 2014-01-09 | 2019-07-23 | Трансген Са | Hybridisation of heterooligomer mycobacterial antigens |
-
2019
- 2019-11-14 RU RU2019136607A patent/RU2724896C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008153541A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-12-18 | Infectious Disease Research Institute | Vaccine composition containing synthetic adjuvant |
WO2014009438A2 (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | Transgene Sa | Mycobacterial antigen vaccine |
RU2546875C1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза" Российской академии медицинских наук | METHOD FOR OBTAINING IMMUNOGENIC COMPOSITION BASED ON CFP10-DBD HYBRID PROTEIN AND DEXTRANE; pCFP10-DBD RECOMBINANT PLASMIDE; Escherichia coli [pREP4, pCFP10-DBD] STRAIN; CFP10-DBD CHIMERIC PROTEIN AND THEIR APPLICATION |
RU2695462C2 (en) * | 2014-01-09 | 2019-07-23 | Трансген Са | Hybridisation of heterooligomer mycobacterial antigens |
WO2016203025A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Curevac Ag | Vaccine composition |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Kong H. et al. A novel vaccine p846 encoding Rv3615c, Mtb10. 4, and Rv2660c elicits robust immune response and alleviates lung injury induced by Mycobacterium infection // Human vaccines & immunotherapeutics. - 2014. - V. 10. - No. 2. - P. 378-390.. * |
Xu J. N. et al. Serodiagnosis efficacy and immunogenicity of the fusion protein of Mycobacterium tuberculosis composed of the 10-kilodalton culture filtrate protein, ESAT-6, and the extracellular domain fragment of PPE68 // Clin. Vaccine Immunol. - 2012. - V. 19. - No. 4. - P. 536-544. * |
Xu J. N. et al. Serodiagnosis efficacy and immunogenicity of the fusion protein of Mycobacterium tuberculosis composed of the 10-kilodalton culture filtrate protein, ESAT-6, and the extracellular domain fragment of PPE68 // Clin. Vaccine Immunol. - 2012. - V. 19. - No. 4. - P. 536-544.. Kong H. et al. A novel vaccine p846 encoding Rv3615c, Mtb10. 4, and Rv2660c elicits robust immune response and alleviates lung injury induced by Mycobacterium infection // Human vaccines & immunotherapeutics. - 2014. - V. 10. - No. 2. - P. 378-390.. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807732C1 (en) * | 2022-06-03 | 2023-11-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью" Федерального медико-биологического агентства | RECOMBINANT STRAIN MYCOBACTERIUM BOVIS rBCG-1 BASED ON VACCINE STRAIN MYCOBACTERIUM BOVIS BCG STRAIN RUSSIA 368 |
CN118085043A (en) * | 2024-04-17 | 2024-05-28 | 成都康华生物制品股份有限公司 | Mycobacterium tuberculosis multi-immunogen antigen, polynucleotide for encoding same and application thereof |
CN118085043B (en) * | 2024-04-17 | 2024-07-19 | 成都康华生物制品股份有限公司 | Mycobacterium tuberculosis multi-immunogen antigen, polynucleotide for encoding same and application thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gong et al. | The current status, challenges, and future developments of new tuberculosis vaccines | |
US8741313B2 (en) | Polypeptide vaccine and vaccination strategy against mycobacterium | |
Cayabyab et al. | Current and novel approaches to vaccine development against tuberculosis | |
Skeiky et al. | Non-clinical efficacy and safety of HyVac4: IC31 vaccine administered in a BCG prime–boost regimen | |
Li et al. | Immunogenicity and protective efficacy of a fusion protein vaccine consisting of antigen Ag85B and HspX against Mycobacterium tuberculosis infection in mice | |
CN103304670B (en) | Mycobacterium tuberculosis specific fusion protein vaccine AB and Synthesis and applications thereof | |
Ai et al. | Enhanced protection against pulmonary mycobacterial challenge by chitosan‐formulated polyepitope gene vaccine is associated with increased pulmonary secretory IgA and gamma‐interferon+ T cell responses | |
Bruffaerts et al. | DNA vaccines against tuberculosis | |
Gong et al. | Surface protein Adr2 of Rickettsia rickettsii induced protective immunity against Rocky Mountain spotted fever in C3H/HeN mice | |
Gupta et al. | TcG2/TcG4 DNA vaccine induces Th1 immunity against acute Trypanosoma cruzi infection: adjuvant and antigenic effects of heterologous T. rangeli booster immunization | |
Tyagi et al. | Development of vaccines against tuberculosis | |
Usman et al. | Vaccine research and development: tuberculosis as a global health threat | |
Husain et al. | Current perspective in tuberculosis vaccine development for high TB endemic regions | |
Kalra et al. | Supplementation with RD antigens enhances the protective efficacy of BCG in tuberculous mice | |
Giri et al. | Is intranasal vaccination a feasible solution for tuberculosis? | |
RU2724896C1 (en) | Polyantigenic vaccine for preventing and adjunctive treatment of tuberculosis | |
Elhay et al. | Immunological requirements for a subunit vaccine against tuberculosis | |
Romano et al. | DNA vaccines against mycobacterial diseases | |
Garcia-Contreras et al. | Inhaled vaccines for the prevention of tuberculosis | |
Yu et al. | A novel multi-component protein vaccine ECP001 containing a protein polypeptide antigen nPstS1 riching in T-cell epitopes showed good immunogenicity and protection in mice | |
RU2444570C1 (en) | Method of producing recombinant vaccine | |
CN116120411A (en) | Mycobacterium tuberculosis protein antigen mixture, multi-antigen fusion protein, encoding gene and application | |
EP2816106B1 (en) | Recombinant strain of mycobacterium bovis bacillus calmette-guerin (bcg) immunogenic composition and use | |
You et al. | Immune responses induced by heterologous boosting of recombinant bacillus Calmette-Guerin with Ag85B-ESAT6 fusion protein in levamisole-based adjuvant | |
US10370419B2 (en) | Tuberculosis vaccine compositions and related methods |