Усічений глікопротеїн E вірусу вітряної віспи є ідеальним імуногеном для розробки вакцини проти Escherichia Coli

Вірус вітряної віспи (VZV) є дуже інфекційним збудником, що викликає як вітряну віспу, так і оперізувальний герпес. Незважаючи на високу ефективність, залишаються проблеми з безпекою та доступністю ліцензованих вакцин. Тут ми намагалися отримати імуноген VZV gE, використовуючи систему експресії E. coli. Ми виявили, що розчинна експресія та вихід білка gE можуть бути посилені за допомогою скорочення С-кінцевого білка, що полегшує надійний і масштабований процес очищення для виробництва вакцини. Усічений свинцевий gE (aa 31–358), надалі званий tgE, був гомогенним мономером у розчині та демонстрував чудову антигенність. Нарешті, ми оцінили та порівняли імуногенність tgE з комерційною горілкою LAV та вакциною Shingrix. Ми виявили, що tgE з ад'ювантом алюмінію був імуногенним порівняно з горілчаним LAV. При застосуванні ад’юванту AS01B імунізація двома дозами tgE продемонструвала порівнянну або кращу ефективність у відповідях антитіл і клітинно-опосередкованому імунітеті, ніж вакцина Shingrix у тій самій дозі, особливо з точки зору частки IFN- -, що експресує CD4+ Т-клітини. На завершення, цей метод E. coli-опосередкованої експресії tgE пропонує економічно ефективну та масштабовану стратегію для створення ідеального імуногену gE VZV для розробки вакцин як проти вітряної віспи, так і проти оперізуючого лишаю.

cistanche tubulosa - покращує імунну систему

вірус вітряної віспи, глікопротеїн Е, кишкова паличка, вакцина

ВСТУП

Вірус вітряної віспи (VZV) є патогенним альфа-герпесвірусом людини, який індукує дві основні категорії захворювань: первинну інфекцію вітряною віспою, висококонтагіозну хворобу, що характеризується висипом на шкірі, схожим на пухирі, та легкими системними симптомами, такими як лихоманка та нездужання. переважно у дітей; і оперізувальний герпес (HZ), латентна реактивація вірусу у відповідь на ослаблену клітинну імунну систему, спричинену старінням, що викликає болісний локалізований везикулярний висип (HZ) з кількома іншими ускладненнями або без них (Cohen, 2013; Heininger and Seward, 2006; Зербоні та ін., 2014). Вітряну віспу та гепатит можна запобігти за допомогою живих аттенуйованих вірусних вакцин (LAV). Перший LAV для профілактики вітряної віспи був розроблений Takahashi та ін. (1974) на основі штаму вірусу vOka і пізніше був ліцензований як Varivax для звичайного використання в Сполучених Штатах. Після цього було розроблено та ліцензовано Zostavax для профілактики HZ (Tseng та ін., 2011). На жаль, протягом 10 років з моменту початку щеплення препаратом Varivax майже 1/3 випадків HZ було підтверджено пов’язаними зі штамом vOka (Galea та ін., 2008), що свідчить про те, що vOka може інфікувати та встановлювати латентність, як дикий -тип вірусу, а потім реактивувати, щоб викликати HZ. Крім того, ефективність Zostavax обернено пропорційна віку пацієнта на момент введення, причому збільшення віку асоціюється з нижчою ефективністю (Oxman et al., 2005). Попередні дослідження показали, що глікопротеїн E (gE) VZV є найбільш поширеним вірусним глікопротеїном на оболонці віріону та на поверхні інфікованої клітини. GE також є одним із найважливіших захисних антигенів VZV, здатних індукувати клітинний і гуморальний імунітет під час природної вітряної віспи, а також після вакцинації проти vOka (Arvin, 1992; Oliver et al., 2016). Нещодавно було схвалено рекомбінантну субодиничну вакцину HZ Shingrix (HZ/su) для профілактики HZ та пов’язаної з нею постгерпетичної невралгії (PHN) у дорослих віком понад 50 років (Shah et al., 2019; Syed, 2018). У клінічних випробуваннях Shingrix індукував ефективний клітинно-опосередкований імунітет (CMI), специфічний для VZV, із загальною ефективністю вакцини 97,2% серед учасників старше або дорівнює 50 років і 91,3% рівня захисту в учасників більше або дорівнює до 70 років. У сукупності ці результати вказують на значно знижений ризик гепатиту гепатиту у вакцинованих осіб незалежно від віку, а отже, на більш ефективний варіант вакцини порівняно із ZOSTAVAX (Lal та ін., 2015; Shah та ін., 2019).

цистанхе рослина, що підвищує імунну систему

Shingrix розроблено на основі рекомбінантного антигену gE, який експресується в клітинах яєчників китайського хом’яка (CHO) та ад’ювантної системи на основі ліпосом (AS01B), що містить 3-Odesacyl-4′-монофосфорилліпід A (MPL) і Quillaja saponaria Моліна, фракція 21 (QS21) (Dendouga та ін., 2012). Однак рекомбінантні клітини CHO потребують тривалого циклу виробництва та пов’язані зі складним процесом очищення, що призводить до високої вартості виробництва та обмеженої пропозиції. Таким чином, Shingrix не є ідеальним рішенням для вакцинації для широкого використання, особливо в країнах, що розвиваються (Kim et al., 2012). Мікробні експресійні системи пропонують ряд переваг перед системами експресії ссавців, включаючи швидкий ріст, легкість культивування та нижчі витрати виробництва (Overton, 2014), і, таким чином, широко використовуються в експресії та виробництві багатьох біофармацевтичних препаратів (Adkins and Wagstaff, 1998; Monie). та ін., 2008; Ву та ін., 2012). Однак для успішної експресії рекомбінантних еукаріотичних білків у прокаріотичних системах необхідно подолати кілька труднощів під час виробництва, таких як неправильне згортання та відсутність посттрансляційної модифікації (Singh and Panda, 2005). Незважаючи на ці труднощі, системи мікробної експресії можуть запропонувати ідеальну систему для широкого, економічно ефективного виробництва вакцин, і, отже, це гарантує дослідження антигенів із системи експресії E. coli для розробки вакцини VZV. У попередній роботі ми продемонстрували успішну експресію рекомбінантного білка gE (rgE) у клітинах комах і отримали очищені білки для імунізації мишей і виробництва mAb (Liu et al., 2015). Спираючись на цю роботу, ми тут досліджуємо, чи може білок gE експресуватися в E. coli. Ми досліджували розчинну експресію антигенів-кандидатів gE без злиття з укороченням на С-кінці (надалі усічений gE (tgE) або tgE) у E. coli та охарактеризували очищені білки tgE. Ми показуємо, що очищений tgE є антигенним, подібним до нативного gE, і здатний індукувати високі титри антитіл з vOka-нейтралізуючою активністю у мишей. Порівнюючи імуногенність антигену tgE, створеного в нашому дослідженні, з LAV і Shingrix, ми виявили, що наш антиген не тільки демонструє ефективну гуморальну відповідь, але також індукує антиген-специфічний CMI. Загалом, наша стратегія E. coli щодо виробництва білка tgE може прокласти шлях до альтернативного промислово виробленого імуногену як для вакцинації проти вітряної віспи, так і проти гепатиту.

Цистанче корисний для чоловіків - зміцнює імунну систему

Натисніть тут, щоб переглянути продукти Cistanche Enhance Imunity

【Запитуйте більше】 Електронна пошта:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

РЕЗУЛЬТАТИ

Експресія та очищення рекомбінантного tgE в E. coli

Послідовності ДНК, що кодують позаклітинний домен VZV gE, готували як конструкції з різними N- або C-кінцевими скороченнями та клонували у вектор pTO-T7 для експресії білка в E. coli. Позаклітинний домен повної довжини gE мав тенденцію утворювати тільця включення в E. coli під час експресії, і це можна було покращити за допомогою скорочення на С-кінці. З різних усічених білків найкраща розчинність була досягнута з конструкцією gE (aa 31–358) (рис. 1A), яка надалі згадується як усічений gE або tgE. Кандидат tgE був успішно експресований як розчинний рекомбінантний білок і очищений із супернатанту бактеріальних лізатів за допомогою триступеневої хроматографії в лабораторному масштабі для подальшої оцінки та розробки як потенційної вакцини. Для захоплення використовували сильну аніонообмінну хроматографію з наступними етапами керамічної гідроксиапатиту та гідрофобної хроматографії (рис. 1B). Послідовні етапи процесу очищення спостерігали збільшення чистоти tgE на SDS-PAGE (рис. 1C). tgE мігрував у вигляді смуги приблизно 40 кД і показав хорошу реактивність зі специфічним антитілом 1B11 (рис. 1D). Загальний вихід становив приблизно 500 мкг очищеного tgE на грам бактерій.

Характеристика усіченого gE

Високоефективна ексклюзійна хроматографія (HPSEC) і аналітичне ультрацентрифугування (AUC) були використані для аналізу гомогенності та коефіцієнтів седиментації очищених білків. Білок rgE, очищений із системи клітин комах (Liu et al., 2015), використовувався як контроль. У HPSEC tgE мав гострий пік при переважному часі утримування 16,1 хв (рис. 2A), що відображає високу однорідність очищених білків tgE. В експериментах AUC переважаючий пік седиментації спостерігався при ~2,3 S (рис. 2B), що дорівнює ~39,4 кД, що вказує на те, що tgE представлений як мономер у розчині. Диференціальну скануючу калориметрію (ДСК) використовували для перевірки термічної стабільності білка tgE шляхом моніторингу теплоємності під час процесу термічного розгортання. Профілі DSC показали лише один термічний перехід під час розгортання білка при значенні температури переходу (Tm) 63,80 градуса для tgE, що можна порівняти з температурою rgE (63,64 градуса) (Малюнок 2C). Щоб дослідити конформаційну цілісність очищених білків tgE, ми проаналізували антигенність tgE за допомогою аналізу ELISA, при цьому очищені білки rgE, експресовані в клітинах комах, слугували контролем. Дев’ять mAb, які могли розпізнавати конформаційні епітопи (mAb 1B11, 4G4, 14G1) або лінійні епітопи (4A2, 11B11, 11B12, 6H6, 10H6, 11E3), використовувалися в тесті ELISA (рис. 3). Ми виявили подібні середні значення ефективної концентрації (EC50, нг мл-1) для білків tgE та rgE для більшості антитіл, за винятком 1B11, який мав майже 10-рази нижчу реактивність, що свідчить про їх подібну антигенність. Ці результати свідчать про те, що ключові епітопи на rgE добре збережені в білку tgE.

Рисунок 1 (Кольоровий онлайн) Експресія та очищення білків. Схематичне зображення дизайну конструкції tgE. Клітини E. coli трансформували рекомбінантними плазмідами, що несуть усічений ген gE (aa 31–358). B, Схематичне зображення процесу очищення tgE. tgE очищали з лізованого супернатанту за допомогою тристадійної хроматографії. C, SDS-PAGE профіль tgE під час процесу очищення. Молекулярна маса tgE становить приблизно 40 кДа. M: маркер молекулярної маси. Доріжка 1: супернатант, відділений від клітинного лізату; доріжка 2: фракція, що містить tgE, з хроматографа Q-FF; доріжка 3: фракція, що містить tgE, з хроматографа CHT; доріжка 4: фракція з бутилового хроматографа, що містить білок tgE високої чистоти. D, Імуноблотінг очищеного tgE.

Аналіз імунних відповідей, індукованих tgE у мишей

Щоб порівняти імуногенність tgE з rgE, ми розробили білки з двома ад’ювантами, які зазвичай використовуються для дослідницької роботи: ад’ювантом на основі алюмінію Al-001 та ад’ювантом Фрейнда. Мишей імунізували тричі на тижнях 0, 2 і 4 дозуванням 1 мкг як для tgE, так і для rgE з ад’ювантом. Титри gE-специфічних антитіл і відповіді Т-клітин на 5-му тижні після першої імунізації використовували для визначення імуногенності різних композицій ад’ювантів. Миші, імунізовані tgE-вакциною, складеною з Al-001, продемонстрували подібні профілі антитіл до мишей у групі rgE, і ад’ювант Фройнда продемонстрував кращий ефект стимуляції, коли його вводили з tgE, ніж з rgE (рис. 4A). Титри нейтралізації не показали відмінностей у мишей, імунізованих вакциною tgE або rgE, з нейтралізуючими титрами ~103 для tgE, складеного з різними ад’ювантами (рис. 4B). Однак під час аналізу CD4+ T-клітин із спленоцитів за допомогою внутрішньоклітинного фарбування цитокінів (ICS) вакцини tgE і rgE викликали подібні рівні gE-специфічного IFN- у порівнянні з групою фізіологічного розчину (рис. 4C, ~{ {22}}.1% для груп вакцин або групи фізіологічного розчину) і лише помірне моделювання gE-специфічного IL{{20}} (Малюнок 4D, ~0,2% для груп вакцин проти ~0,1 % для групи фізіологічного розчину). У сукупності ці результати показують, що tgE/Al-001 і tgE/ад’ювант Фрейнда викликають gE-специфічні імунні відповіді, які можна порівняти з тими, що викликаються rgE, з особливо сильною гуморальною відповіддю.

Оцінка tgE-кандидата вакцини проти вітряної віспи порівняно з LAV

Далі ми оцінили вироблення антитіл і стійкість білків tgE з ад’ювантом алюмінію у мишей BALB/c. Дві групи мишей (n=5 на групу) були імунізовані тричі на тижні 0, 2 і 4 різними дозами 0.5 мкг і 5 мкг tgE/Al{{ 8}} (Рис. 5A і B). Профілі відповіді антитіл показали, що первинна інокуляція білка tgE викликала високі титри антитіл із постійним підвищенням після двох повторних імунізацій на 2-му та 4-му тижнях і досягаючи максимального рівня на 6-му тижні, перш ніж повільно знизитися до понад 1{{ 20}}4 за період моніторингу. Різні групи дозування мали подібні профілі титру антитіл протягом періоду моніторингу з однаковими високими нейтралізуючими титрами на 6-му тижні. Імуногенність tgE оцінювали та порівнювали з горілкою. Напівефективну дозу (ED50) у мишей використовували як міру сероконверсії, причому нижча ED50 свідчить про кращу імуногенність. Мишей Balb/c розділили на групи та внутрішньочеревно імунізували tgE з ад’ювантом алюмінію (1, 0.5, 0.25, {{50}}.125, {{ 54}}.0625, або 0.{03125 мкг; n{{30}}) або вакцина vOka (1,000, 500, 250, 125 або 62,5 pfu; n=6) у серійних розведеннях. Сироватки були зібрані через 4 тижні та перевірені за допомогою ELISA. Сероконверсію аналізували згідно з методом Ріда та Мюнха (рис. 5C). У вікових групах миші мали рівень сероконверсії 83%, 100%, 100%, 100%, 50% і 17% для дозування 1, 0,5, 0,25, 0,125, 0,0625 і 0,03125 мкг відповідно. У групах, які приймали горілку, миші мали нижчі показники сероконверсії 67%, 50%, 33%, 17% і 0% для дозування 1, 000, 500, 250, 125 або 62,5 pfu відповідно. Значення ED50 становили 0,063 мкг для tgE та 449,425 pfu для vOka, що вказує на те, що імуногенність tgE при нижчій дозі 0,3 мкг була еквівалентною імуногенності, досягнутій одноразовою дозою вакцини проти вітряної віспи, що містить vOka (зазвичай понад 2,{{78} } pfu на дозу).

Рисунок 2 Характеристика білків tgE та rgE. A, профілі HPSEC очищеного tgE. Вказано час утримання gE. B, Аналіз швидкості седиментації очищеного білка tgE. Коефіцієнт седиментації та молекулярну масу tgE визначали методами c(s) та c(M) незалежно. У (A) і (B) tgE показано чорним кольором, а червоний — синім. C, Профілі диференціальної скануючої калориметрії очищеного білка tgE та rgE.

Рисунок 3 Реактивність tgE та rgE з mAbs. mAb були серійно розведені та реагували з покритими білками tgE або rgE в аналізі ELISA. Реакції були виявлені за допомогою HRP-мічених антимишачих антитіл. Повторні лунки вимірювали на одному планшеті для кожного розведення. Значення EC50 розраховували методом сигмоїдального тренду за допомогою програмного забезпечення GraphPad Prism.

Рисунок 4. Імуногенність tgE і rgE, досліджена на мишах BALB/c через 1 тиждень після імунізації трьома дозами. A, Вироблення антитіл у мишей для tgE і rgE, складених з різними ад’ювантами. B, Титри нейтралізуючих антитіл у мишей для tgE і rgE, складених з різними ад’ювантами. C і D, Оцінки gE-специфічних IFN- та IL-2 відповідей, індукованих вакцинами tgE або rgE.

Малюнок 5 Тести на імуногенність tgE-вакцини на основі алюмінію на мишах BALB/c. A і B, персистенція антитіл і відповідь нейтралізуючих антитіл tgE/Al-001. Титри контролювали протягом 16 тижнів. C, ED50 у мишей для tgE, що містить алюміній, і горілки.

Оцінка вакцини-кандидата tgE Zoster порівняно з Shingrix

Щоб порівняти імуногенність нашої tgE-вакцини з Shingrix, ліофілізований білок tgE був складений з ад’ювантом Shingrix, AS01B. Мишей C57BL/6 імунізували двома дозами tgE/AS01B або Shingrix внутрішньом’язово в великогомілковий м’яз на тижні 0 і 4. Рівні антитіл після першої імунізації свідчать про те, що імунізація Shingrix була достатньою для індукції високих рівнів анти-gE антитіл, значно вище, ніж у tgE/ AS01B; однак після другої імунізації не було значної різниці у виробленні антитіл між двома групами (рис. 6A). Що стосується рівнів нейтралізуючих антитіл, однодозова імунізація tgE/AS01B призвела до вироблення незначних кількостей нейтралізуючих антитіл, значно нижчих, ніж ті, які виробляє Shingrix. Однак, знову ж таки, після ревакцинації ми не побачили суттєвої різниці щодо вироблення нейтралізуючих антитіл між двома групами (Рисунок 6B). Щоб перевірити, як імунізація впливає на CMI, рівні gE-специфічного IFN- та IL-2 були виявлені після першої та другої імунізації за допомогою твердофазного імуноферментного аналізу (ELISPOT) і фарбування внутрішньоклітинних цитокінів. Імунізація tgE/AS01B спричинила слабку гуморальну імунну відповідь порівняно з одноразовою дозою Shingrix, але продемонструвала порівнянну ефективність щодо індукції спленоцитів, що продукують IFN- - та IL-2- (рис. 6C). Дійсно, після другої імунізації було виявлено значну кількість gE-специфічних цитокін-продукуючих клітин у групі tgE/AS01B порівняно з контрольною групою фізіологічного розчину, які також були порівнянними або кращими, ніж у групі Shingrix (рис. 6D). ). Подібні результати спостерігалися під час аналізу проточної цитометрії зі спостереженнями подібних пропорцій CD4+ T-клітин, що експресують IFN- - (рис. 6E), CD4+ T, що експресують IL-2- клітин (рис. 6F) і IFN- -CD8+ Т-клітин (рис. 6G) між мишами, імунізованим tgE/AS01B та Shingrix, незалежно від одноразової імунізації чи імунізації підсилювальною дозою. Ці результати демонструють, що білок tgE, отриманий з бактеріальної системи експресії, може індукувати як гуморальну, так і клітинну імунні відповіді, якщо його сформувати з відповідними ад’ювантами, і, отже, може розглядатися як антиген-кандидат для створення вакцини проти VZV.

Рисунок 6. Імуногенність tgE у мишей C57BL/6. Було введено дози 5 мкг tgE, складені з 50 мкл ад’юванту AS01B. Це була 1/10 дози вакцини Shingrix. Імунізацію проводили на тижнях 0 і 4. A, Порівняння вироблення антитіл, індукованого вакциною tgE/AS01B, порівняно з вакциною Shingrix. Сироваткові титри визначали за допомогою аналізу ELISA з використанням пластин, покритих rgE. B. Порівняння відповіді нейтралізуючих антитіл на vOka після вакцинації вакциною tgE/AS01B або Shingrix. Нейтралізаційні титри антисироватки на 2-му тижні (ліва панель) і 6-му тижні (права панель) виражені як зворотне значення розведення сироватки, що призводить до 50% інгібування. C, Оцінка gE-специфічних відповідей IFN- та IL-2, індукованих вакциною tgE/AS01B або Shingrix на тижні 2. Кількість спленоцитів, що продукують IFN- - та IL-2-, розраховували за Аналіз ELISPOT після повторної стимуляції пулом пептидів gE. D, Оцінка gE-специфічних відповідей IFN- та IL-2, індукованих вакциною tgE/AS01B або Shingrix на 8-му тижні. Кількість спленоцитів, що продукують IFN- - та IL-2-, розраховували за Аналіз ELISPOT після повторної стимуляції пулом пептидів gE. E–G, проточна цитометрія для gE-специфічних цитокін-експресуючих клітин CD4+ і CD8+. Частка CD4+ T-клітин, що продукують IFN- -, CD4+ T-клітин, що продукують IL-2-, і CD8+ T, що продукують IFN- - клітин серед спленоцитів визначали.

ДИСКУСІЯ

GE VZV є основною мішенню гуморальної та клітинної імунної відповіді під час природної вітряної віспи та після вакцинації VZV Oka. Shingrix (GSK) — це рекомбінантна субодинична вакцина, що містить gE VZV, експресований у клітинах CHO, і ад’ювант на основі ліпосом AS01B. Інша робота спрямована на дослідження субодиничних вакцин проти гепатиту гепатиту з використанням протеїнів gE, отриманих із CHO або клітин комах, сформованих з новими ад’ювантами (Cao et al., 2021; Lee et al., 2020; Luan et al., 2022a, Luan et al., 2022b; Wang та ін., 2021; Wui та ін., 2019; Wui та ін., 2021). Тут ми дослідили та показали, що протеїн gE можна розчинно експресувати та очищати з E. coli, а потім сформулювати як субодиничну вакцину-кандидат з відповідним ад’ювантом, щоб викликати не лише стійкий нейтралізуючий титр, але й сильну відповідь CMI.

цистанхе рослина, що підвищує імунну систему

E. coli як система експресії пропонує кілька переваг: швидкий ріст клітин, недорогі умови культивування та ефективний і універсальний інструмент для виробництва рекомбінантних білків. Дослідження антигену, асоційованого з вірусом герпесу, досягли кількох успіхів, використовуючи систему експресії на основі E. coli. Нейтралізуючий лінійний епітоп gE (aa 121–135) був злитий із 149 aa білка ядра вірусу гепатиту B (HBc) для отримання химерних VLP, які можуть індукувати VZV-специфічні нейтралізуючі антитіла у мишей (Zhu et al., 2016). В іншому дослідженні гомологічний протеїн gE з вірусу вітряної віспи мавпи (SVV) експресували в E. coli з використанням злитої мітки GST для генерації антисироватки gE (Gray et al., 2001). Поки що не було повідомлень про білок gE VZV без мітки злиття, очищений від E. coli як кандидата на вакцину.

gE складається з трьох областей: 544-aa гідрофільного ектодомену з сигнальним пептидом (aa 1–30), 17-aa гідрофобної трансмембранної області та 62-aa цитоплазматичної хвостової області. Ми досліджували кілька молекул-кандидатів з різними усіченнями в N- або C-кінцевих областях ектодомену gE і виявили, що екзогенна експресія цих білків у E. coli була найкращою за допомогою усіченої частини (дані не показані). Інтактний gE ектодомен без мітки злиття має тенденцію утворювати тільця включення, коли експресується E. coli, і його важко очистити. Серед протестованих кандидатів на усічення протеїн gE (aa 31–358) показав високу розчинну експресію з мінімальними труднощами в його очищенні, а також високу чистоту та високу однорідність (рис. 1). Таким чином, цей конструкт усіченого вважався ідеальним кандидатом на вакцину антиген. Ця стратегія скорочення могла потенційно вплинути на властивості білка, зокрема на його антигенність. Раніше ми експресували рекомбінантний gE в клітинах комах і очищали цю конструкцію для імунізації мишей BALB/c, отримуючи 70 gE моноклональних антитіл для аналізу епітопів (Liu et al., 2015). Завдяки нашому аналізу ми визначили aa 1–194 як імунодомінантну область (дані не показані). Подібні результати були отримані в інших місцях, де gE-специфічні mAb вказують на ділянки 109–123 і 160–316 аа, які є областями, відповідальними за стабільне зв’язування антитіл серед варіантних ізолятів (Vafai, 1994). В іншому дослідженні з використанням рекомбінантних гібридних фрагментів gE-VLP автори ідентифікували залишки 1–134 як найбільш антигенну область білка gE і показали, що С-кінець gE (залишки 303–623), що містить кілька залишків цистеїну, не здатний продукувати частинки. у дріжджах (Fowler et al., 1995), що свідчить про те, що гетерологічна експресія gE повинна враховувати не лише антигенність, але й легкість експресії. Тут ми оптимізували довжину білка gE для його ефективної розчинної експресії з мінімальним зниженням антигенності. TgE продемонстрував подібну реактивність до більшості антитіл на малюнку 3, як і rgE, вироблений у клітинах комах, що свідчить про те, що ключові епітопи добре збережені в білку tgE, очищеному з E. coli. Однак одне дослідження показало, що імунодомінантні CD4+ Т-клітинні епітопи, розпізнані донорами вакцини Shingrix, були розсіяні по білку gE (Voic та ін., 2020). Імуногенність tgE у нашому дослідженні була ідентичною тій, яка була виявлена ​​для gE, отриманого з клітин CHO в Shingrix, коли антиген комбінували з ад’ювантом AS01B, з аналогічно ефективними гуморальними відповідями та відповідями CMI, як показано на малюнку 5. Ці результати вказують на те, що скорочений gE отриманий з прокаріотичної системи, був таким же хорошим, як інтактний gE ектодомен з еукаріотичної системи з точки зору антигенності.

cistanche tubulosa - покращує імунну систему

Існують значні відмінності між білками gE, отриманими з різних систем експресії. Найбільш помітні відмінності спостерігаються з посттрансляційними модифікаціями, зокрема глікозилюванням. О-зв'язані глікани з мембранних глікопротеїнів мають значення з точки зору розпізнавання Т-клітинами та антитілами вірусних глікопептидних епітопів, і це розпізнавання має потенціал високої біомедичної значущості в наших спробах забезпечити імунний захист проти вірусів за допомогою субодиничних вакцин. Видалення гліканів у gE, що виробляється в клітинах CHO-K1, призвело до 17% зниження реактивності з VZV-позитивними сироватками. Навпаки, О-глікозилювання може перешкоджати імунореактивності В-клітинних епітопів: деякі важливі епітопи блокуються додатковими О-зв’язаними гліканами (Nordén et al., 2019). У нашому дослідженні tgE, отриманий з кишкової палички, здається, поводиться так само добре, як rgE, отриманий з клітин комах, з точки зору його імунореактивності та імуногенності, що свідчить про те, що «голий» білок tgE є перспективним кандидатом на вакцину. Вакцини з tgE як антигеном, ймовірно, індукують не тільки високі титри IgG, що вказує на його потенціал як субодиничної вакцини проти вітряної віспи без потенційного ризику затримки вірусу, але й високий CMI, що також свідчить про його потенціал як вакцини проти лишай. Загалом, gE-антиген, отриманий із бактеріальної системи експресії в цьому дослідженні, пропонує набагато більш економічну стратегію для розробки вакцин VZV.

Список літератури

Adkins, JC, Wagstaff, AJ (1998). Рекомбінантна вакцина проти гепатиту В: огляд її імуногенності та захисної ефективності проти гепатиту В. Біопрепарати 10, 137–158.

Арвін, AM (1992). Клітинний імунітет до вірусу вітряної віспи. J Infect Dis 166, S35–S41.

Cao, H., Wang, Y., Luan, N., and Liu, C. (2021). Імуногенність глікопротеїну Е вірусу вітряної віспи, сформованого з ліпідними наночастинками та нуклеїновими імуностимуляторами у мишей. Вакцини 9, 310.

Чень, Л., Лю, Дж., Ван, В., Є, Дж., Вен, Л., Чжао, К., Чжу, Х., Ченг, Т., і Ся, Н. (2014). Розробка аналізу нейтралізації вірусу вітряної віспи з використанням імуноферментного точкового аналізу глікопротеїну К з антитілами. J Virol Methods 200, 10–14.

Коен, JI (2013). Клінічна практика: Оперізуючий лишай. N Engl J Med 369, 255–263. Dendouga, N., Fochesato, M., Lockman, L., Mossman, S., and Giannini, SL (2012). Клітинно-опосередкована імунна відповідь на глікопротеїнову Е-вакцину проти вірусу вітряної віспи з використанням як агоніста TLR, так і QS21 у мишей. Вакцина 30, 3126–3135.

Фаулер, В.Дж., Гарсіа-Валькарсель, М., Хілл-Перкінс, М.С., Мерфі, Г., Харпер, Д.Р., Джеффріс, Ді-Джей, Бернс, Н.Р., Адамс, С.Е., Кінгсман, А.Дж., і Лейтон, Г.Т. (1995). Ідентифікація імунодомінантних ділянок і лінійних В-клітинних епітопів білка оболонки gE вірусу вітряної віспи. Вірусологія 214, 531–540.

Галеа, С.А., Світ, А., Бенінгер, П., Стейнберг, С.П., ЛаРусса, П.С., Гершон, А.А., і Шаррар, Р.Г. (2008). Профіль безпеки вакцини проти вітряної віспи: 10--річний огляд. J Infect Dis 197, S165–S169.

Грей, В.Л., Мулліс, Л.Б., і Сойке, К.Ф. (2001). Експресія глікопротеїну E вірусу вітряної віспи мавп. Virus Res 79, 27–37.

Хайнінгер, У., Сьюард, Дж. Ф. (2006). Вітряна віспа. Lancet 368, 1365–1376.

Кім, JY, Кім, YG, і Лі, GM (2012). Клітини СНО в біотехнології виробництва рекомбінантних білків: сучасний стан та подальший потенціал. Appl Microbiol Biotechnol 93, 917–930.

Лал, Х., Каннінгем, А.Л., Годо, О., Шлібек, Р., Дієз-Домінго, Дж., Хван, С.Дж., Левін, М.Дж., МакЕлхані, Д.Є., Подер, А., Пуч-Барбера, Дж., та ін. (2015). Ефективність ад’ювантної субодиничної вакцини проти оперізуючого герпесу у людей похилого віку. N Engl J Med 372, 2087–2096.

Лі С.Дж., Парк Х.Дж., Ко Х.Л., Лі Дж.Е., Лі Х.Дж., Кім Х. та Нам Дж.Х. (2020). Оцінка субодиниці глікопротеїну Е та живих аттенуйованих вакцин проти вірусу вітряної віспи та оперізуючого віспи, складених з ад’ювантом на основі одноланцюгової РНК. Immun Inflamm Dis 8, 216–227.

Лю, Дж., Чжу, Р., Є, X., Ян, Л., Ван, Ю., Хуан, Ю., Ву, Дж., Ван, В., Є, Дж., Лі, Ю., та ін. (2015). Кількісний аналіз глікопротеїну Е VZV на основі моноклональних антитіл та його застосування для кількісного визначення антигену у вакцині VZV. Appl Microbiol Biotechnol 99, 4845–4853.

Луан, Н., Цао, Х., Ван, Ю., Лін, К., і Лю, К. (2022a). Іонізуючі ліпідні наночастинки посилили синергетичний ад’ювантний ефект CpG ODN і QS21 у вакцині з глікопротеїном Е субодиниці вірусу вітряної віспи. Фармацевтика 14, 973.

Луан, Н., Као, Х., Ван, Ю., Лін, К., і Лю, К. (2022b). Глікопротеїн Е вірусу вітряної віспи та оперізувального віспи з ад’ювантом LNP-CpG ODN індукував порівняльні рівні імунітету з Shingrix™ у мишей, які отримували VZV. Virol Sin 37, 731–739.

Моні А., Хунг К. Ф., Роден Р. та Ву Т. К. (2008). Церварикс: вакцина для профілактики ВПЛ 16, 18-асоційованого раку шийки матки. Біологія 2, 97–105.

Норден, Р., Нільссон, Дж., Самуельссон, Е., Райзінгер, К., Зілбом, К., Блікст, О., Ларсон, Г., Олофссон, С., і Бергстрьом, Т. (2019). Рекомбінантний глікопротеїн Е вірусу вітряної віспи містить глікан-пептидні мотиви, які модулюють В-клітинні епітопи в окремі імунологічні сигнатури. Int J Mol Sci 20, 954.

Олівер, С.Л., Янг, Е., і Арвін, А.М. (2016). Глікопротеїни вірусу вітряної віспи: проникнення, реплікація та патогенез. Curr Clin Microbiol Rep 3, 204–215.

Овертон, TW (2014). Продукція рекомбінантного білка в бактеріях-господарях. Drug Discov Today 19, 590–601.

Оксман М.Н., Левін М.Дж., Джонсон Г.Р., Шмадер К.Е., Штраус С.Е., Гелб Л.Д., Арбайт Р.Д., Сімберкофф М.С., Гершон А.А., Девіс Л.Е. та ін. (2005). Вакцина для профілактики оперізувального герпесу та постгерпетичної невралгії у літніх людей. N Engl J Med 352, 2271–2284.

Шах, Р.А., Ліммер, А.Л., Нваннуну, К.Е., Пател, Р.Р., Муї, ООН, та Тайрінг, Словаччина (2019). Шингрікс при оперізуючому лишаї: огляд. Skin Therapy Lett 24, 5–7. Сінгх, С.М., і Панда, А.К. (2005). Солюбілізація та рефолдинг білків тілець бактерій. J Biosci Bioeng 99, 303–310.

Саєд, YY (2018). Рекомбінантна вакцина проти оперізуючого лишаю (Shingrix®): огляд оперізувального герпесу. Drugs Aging 35, 1031–1040.

Такахасі, М., Оцука, Т., Окуно, Ю., Асано, Ю., Язакі, Т., і Ізомура, С. (1974). Жива вакцина використовується для запобігання поширенню вітряної віспи серед дітей у лікарнях. Lancet 304, 1288–1290.

Tseng, HF, Smith, N., Harpaz, R., Bialek, SR, Sy, LS, and Jacobsen, SJ (2011). Вакцина проти оперізувального герпесу у людей похилого віку та ризик подальшого захворювання оперізуючим герпесом. JAMA 305, 160–166.

Вафаї, А. (1994). Сайти зв’язування антитіл на усічених формах gpI(gE) глікопротеїну вірусу вітряної віспи. Вакцина 12, 1265–1269.

Войк Х., де Фріз Р.Д., Сідні Дж., Рубіро П., Мур Е., Філліпс Е., Маллал С., Шван Б., Вайскопф Д., Сетт А., та ін. (2020). Ідентифікація та характеристика Т-клітинних епітопів CD4+ після вакцинації Shingrix. J Virol 94, e01641-20.

Wang, Y., Qi, J., Cao, H., and Liu, C. (2021). Імунні відповіді на глікопротеїн Е вірусу вітряної віспи, сформований з наночастинками полі(молочної-когліколевої кислоти) та ад’ювантами нуклеїнової кислоти у мишей. Virol Sin 36, 122–132.

Wu, T., Li, SW, Zhang, J., Ng, MH, Xia, NS, and Zhao, Q. (2012). Розробка вакцини проти гепатиту Е: 14--річна одіссея. Hum Vaccin Immunother 8, 823–827.

Вуй, С.Р., Кім, К.С., Рю, Джі, Ко, А., До, ХТТ, Лі, Ю.Дж., Кім, Х.Дж., Лім, С.Дж., Парк, С.А., Чо, Ю.Дж., та ін. (2019). Ефективна індукція клітинно-опосередкованого імунітету до глікопротеїну Е вірусу вітряної віспи, ліофілізованого катіонним ад’ювантом на основі ліпосом у мишей. Вакцина 37, 2131–2141.

Вуй, С.Р., Ко, А., Рю, Джі, Сім, Е., Лім, С.Дж., Парк, С.А., Кім, К.С., Кім, Х., Юн, Х., і Лі, Н.Г. (2021). Вплив агоніста TLR4/катіонного ліпосомального ад’юванта на ефективність глікопротеїну E вакцини проти вірусу вітряної віспи: презентація антигену, поглинання та доставка до лімфатичних вузлів. Фармацевтика 13, 390.

Зербоні, Л., Сен, Н., Олівер, С.Л., і Арвін, А.М. (2014). Молекулярні механізми патогенезу вірусу вітряної віспи. Nat Rev Microbiol 12, 197–210.

Чжу, Р., Лю, Дж., Чень, К., Є, X., Сю, Л., Ван, В., Чжао, К., Чжу, Х., Ченг, Т., і Ся, Н. (2016). Висококонсервативний епітоп-вакцина-кандидат проти вірусу вітряної віспи індукує нейтралізуючі антитіла у мишей. Вакцина 34, 1589–1596.