mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-2019-5-987-996mimmun-1626Research ArticleИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫIMMUNOLOGICAL METHODSПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА АНТИИДИОТИПИЧЕСКИХ МОНОКЛОНАЛЬНЫХ АНТИТЕЛ МЫШИ, РАСПОЗНАЮЩИХ ПЕРВИЧНЫЕ ПОЛИКЛОНАЛЬНЫЕ АНТИТЕЛА КРОЛИКА К ПРОИЗВОДНЫМ МОРФИНАPREPARATION AND PROPERTIES OF MURINE ANTI-IDIOTYPIC MONOCLONAL ANTIBODIES RECOGNIZING PRIMARY RABBIT POLYCLONAL ANTIBODIES AGAINST MORPHINE DERIVATIVESТрофимовА. В.TrofimovA. V.

Трофимов Александр Викторович, руководитель группы лаборатории биохимии белка 

197110, Россия, Санкт-Петербург, ул. Пудожская, 7.

Тел.: 8 (904) 632-07-27.

Trofimov Alexander V., Head of a Research Group, Laboratory of Protein Biochemistry

197110, Russian Federation, St. Petersburg, Pudozhskaya str., 7.

Phone: 7 (904) 632-07-27.

a.v.trofimov@hpb.spb.ruИщенкоА. М.IschenkoA. M.

к.б.н., заведующий лабораторией биохимии белка

PhD (Biology), Head, Laboratory of Protein Biochemistry

ischenko@hpb-spb.comРакА. Я.RakA. Ya.

младший научный сотрудник лаборатории биохимии белка; аспирант

Junior Research Associate, Laboratory of Protein Biochemistry; Postgraduate Student

rak@hpb-spb.comСергееваВ. Е.SergeevaV. E.

научный сотрудник лаборатории биохимии белка

Research Associate, Laboratory of Protein Biochemistry

St. Petersburg

sergeeva@hpb-spb.comСимбирцевА. С.SimbirtsevA. S.

д.м.н., профессор, член-корр. РАН, научный руководитель

Санкт-Петербург 

PhD, MD (Medicine), Professor, Corresponding Member, Russian Academy of Sciences, Research Director

simbirtsev@hpb-spb.comГамалеяН. Б.GamaleyaN. B.

д.м.н., профессор, заведующая лабораторией иммунохимии

Москва 

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Immunochemistry Laboratory

Moscow

natgam@mail.ruБерзинаА. Г.BerzinaA. G.

к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории иммунохимии

Москва 

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Immunochemistry Laboratory

Moscow

berzina07@mail.ruСтанковаН. В.StankovaN. V.

к.б.н., заведующая лабораторией спортивной медицины и экстремальных состояний

Санкт-Петербург

PhD (Biology), Head, Laboratory of Sports Medicine and Extreme Conditions

St. Petersburg

sinayva@yandex.ruУльяноваЛ. И.UlyanovaL. I.

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории иммунохимии

Москва 

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Immunochemistry Laboratory

ulyanova@serbsky.ruКлимоваТ. А.KlimovaT. A.

к.б.н., специалист лаборатории иммунохимии

Москва 

PhD (Biology), Specialist, Immunochemistry Laboratory

klimova@serbsky.ruФГУП «Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов» ФМБА РоссииРоссияState Research Institute of Highly Pure Biopreparations, Federal Medical-Biological AgencyRussian FederationФГУП «Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов» ФМБА России; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»РоссияState Research Institute of Highly Pure Biopreparations, Federal Medical-Biological Agency; St. Petersburg State UniversityRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского» Министерства здравоохранения РФРоссияV. Serbsky National Medical Research Centre for Psychiatry and NarcologyRussian FederationФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий» ФМБА РоссииРоссияNational Center of Biomedical Technologies, Federal Medical-Biological AgencyRussian Federation201911032019215987996Copyright © Трофимов А.В., Ищенко А.М., Рак А.Я., Сергеева В.Е., Симбирцев А.С., Гамалея Н.Б., Берзина А.Г., Станкова Н.В., Ульянова Л.И., Климова Т.А., 20192019Трофимов А.В., Ищенко А.М., Рак А.Я., Сергеева В.Е., Симбирцев А.С., Гамалея Н.Б., Берзина А.Г., Станкова Н.В., Ульянова Л.И., Климова Т.А.Trofimov A.V., Ischenko A.M., Rak A.Y., Sergeeva V.E., Simbirtsev A.S., Gamaleya N.B., Berzina A.G., Stankova N.V., Ulyanova L.I., Klimova T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2019-21-5-15

Антиидиотипические антитела (Ab2), согласно сетевой теории Ерне, представляют собой иммуноглобулины второго поколения, которые вырабатываются на идиотип антитела к определенному антигену. Несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию свойств этих белков, их роль в регуляции иммунной системы организма до конца не известна. Она может заключаться в поддержании или блокировании минимального иммунного ответа на антиген. Исследование Ab2 имеет большую практическую и научную значимость. Особые свойства Ab2, а именно способность частично воспроизводить структуру первичного антигена и при иммунизации индуцировать появление третичных антител, которые, подобно антителам первого поколения, связываются с антигеном, нашли применение в создании на их основе вакцин, в частности для лечения опухолей. В свете наличия ряда ограничений на проведение исследований, связанных с психоактивными веществами, перспективной представляется также разработка на основе Ab2 вакцин против наркотической зависимости. В литературе описаны антиидиотипические антитела, полученные с этой целью, обладающие кокаин-подобной структурой. В данной работе были получены мышиные моноклональные антиидиотипические антитела (mAb2), имитирующие структуру различных производных морфина. В качестве первичных антител для иммунизации были использованы выделенные методом аффинной хроматографии кроличьи поликлональные антитела к 6-гемисукцинильному производному морфина, конъюгированному с бычьим сывороточным альбумином. В результате слияния лимфоцитов иммунизированных мышей с клетками миеломы мыши линии Sp2/0 по методике Мильштейна–Кёлера были получены четыре гибридомных клона. После наработки в животных продуцируемые клетками гибридом mAb2 были аффинно очищены. Нами исследованы физико-химическике и антигенные свойства выделенных антител. Показано, что полученные mAb2 отличаются по иммунологической специфичности, в различной степени конкурируя с производными морфина за связывание с антителами первого поколения. Проверена возможность использования полученных mAb2 в качестве аналогов антигенов при постановке твердофазного иммуноферментного анализа с целью определения титра первичных антител к морфину в сыворотках крови лабораторных животных, иммунизированных производными морфина. На основе полученных антиидиотипических антител предполагается разработка тест-систем по определению антител, специфичных к опиатам, в сыворотке крови людей при проведении специфической вакцинации с лечебной или профилактической целью без применения в анализе наркотических препаратов как антигенов, иммобилизованных на твердой фазе.

Anti-idiotypic antibodies (Ab2), according to the network theory of Jerne, are second-generation immunoglobulins that are produced against the idiotype of an antibody to a specific antigen. Despite the large number of works devoted to the study of the properties of these proteins, their role in the regulation of the immune system is not fully known. It may consist in maintaining or blocking a minimal immune response to the antigen. The study of Ab2 is of great practical and scientific importance. The special properties of Ab2, namely, the ability to partially reproduce the structure of the primary antigen and, upon immunization, induce the appearance of tertiary antibodies, which, like first-generation antibodies, can bind to the antigen, have found application in the development of Ab2-based vaccines, in particular, for the treatment of tumors. In view of the presence of a number of limitations on research related to psychoactive substances, the development of Ab2- based vaccines against drug addiction also seems promising. To example, anti-idiotypic antibodies obtained for this purpose possessing a cocaine-like structure are described in the literature. In this work, murine monoclonal anti-idiotypic antibodies (mAb2) mimicking the structure of various morphine derivatives were obtained. Rabbit polyclonal antibodies to the 6-hemisuccinyl derivative of morphine conjugated with bovine serum albumin isolated by affinity chromatography were used as primary antibodies for immunization. Four hybridoma clones were obtained as a result of the fusion of immunized mice lymphocytes with mouse Sp2/0 mouse myeloma cells by the Milstein-Köhler method. After growth in animals, mAb2 produced by hybridoma cells were affinity purified. We investigated the physicochemical and antigenic properties of the isolated antibodies. It was shown that the obtained mAb2 differ in immunological specificity, competing in different degree with morphine derivatives for binding to first-generation antibodies. We tested the possibility of using the obtained mAb2 as antigen analogues in the solid-phase enzyme-linked immunosorbent assay to determine the titer of primary antibodies against morphine in the blood serum of laboratory animals immunized with morphine derivatives. Based on the obtained anti-idiotypic antibodies, it is proposed to develop test systems to determine the serum opiate-specific antibodies in people after specific vaccination for therapeutic or prophylactic purposes to avoid the use of drugs as antigens immobilized on the solid phase in the analysis.

антиидиотипические антителаантителаиммуноферментный анализмоноклональные антителаморфинполиклональные антителаantibodiesanti-idiotypic antibodiesELISAmonoclonal antibodiesmorphinepolyclonal antibodiesReferencesБерзина А.Г., Гамалея Н.Б., Сергеева В.Е., Трофимов А.В., Кротов Г.И., Ульянова Л.И. Получение поликлональных и моноклональных антител к двум производным морфина // Вопросы наркологии, 2016. № 11-12. С. 39-54.Berzina A.G., Gamaleya N.B., Sergeeva V.E., Trofimov A.V., Krotov G.I., Ulyanova L.I. Production of polyclonal and monoclonal antibodies against two morphine derivatives. Voprosy narkologii = Journal of Addiction Problems, 2016, no. 11-12, pp. 39-54. (In Russ.)Берзина А.Г., Ульянова Л.И., Гамалея Н.Б., Станкова Н.В., Капанадзе Г.Д. Изучение иммунного ответа у мини-свиней светлогорской популяции к двум производным морфина // Биомедицина, 2018. № 2. С. 15-21.Berzina A.G., Ulyanova L.I., Gamaleya N.B., Stankova N.V., Kapanadze G.D. The study of the immune response of mini-pigs of the Svetlogorsk population to two morphine derivatives. Biomeditsina = Biomedicine, 2018, no. 2, pp. 15-21. (In Russ.)Гамалея Н.Б., Берзина А.Г., Шестаков К.А., Капанадзе Г.Д., Ревякин А.О., Фокин Ю.В. Иммуноген для лечения и профилактики зависимости от опиатов. Патент на изобретение RU № 2548802, 2015.Gamaleya N.B., Berzina A.G., Shestakov K.A., Kapanadze G.D., Revyakin A.O., Fokin Yu.V. Immunogen for the treatment and prevention of opiate dependence. Patent RU 2548802, 2015.Гамалея Н.Б., Берзина А.Г., Ульянова Л.И. Методологические основы создания вакцины для иммунотерапии зависимости от опиатов // Вопросы наркологии, 2017. № 4-5. С. 32-56.Gamaleya N.B., Berzina A.G., Ulyanova L.I. Methological bases for creating a vaccine for immunotherapy of opioid use disorder. Voprosy narkologii = Journal of Addiction Problems, 2017, no. 4-5, pp. 32-56. (In Russ.)Кулаев Д.В., Насибов С.М., Маркин С.С., Бобков Ю.Г., Семенов М.П. Хроматографический способ выделения альфа-фетопротеина // Патент на изобретение RU № 2094078, 1997.Kulaev D.V., Nasibov S.M., Markin S.S., Bobkov Yu.G., Semenov M.P. Chromatografic method of alfa-fetoprotein isolation. Patent RU 2094078, 1997.Barucca A., Capitani M., Cesca M., Tomassoni D., Kazmi U., Concetti F., Vincenzetti L., Concetti A., Venanzi F.M. Recombinant DNA technology for melanoma immunotherapy: anti-Id DNA vaccines targeting high molecular weight melanoma-associated antigen. Mol. Biotechnol., 2014, Vol. 56, no. 11, pp. 1032-1039.Barucca A., Capitani M., Cesca M., Tomassoni D., Kazmi U., Concetti F., Vincenzetti L., Concetti A., Venanzi F.M. Recombinant DNA technology for melanoma immunotherapy: anti-Id DNA vaccines targeting high molecular weight melanoma-associated antigen. Mol. Biotechnol., 2014, Vol. 56, no. 11, pp. 1032-1039.Basak S., Eck S., Gutzmer R., Smith A.J., Birebent B., Purev E., Staib L., Somasundaram R., Zaloudik J., Li W., Jacob L., Mitchell E., Speicher D., Herlyn D. Colorectal cancer vaccines: antiidiotypic antibody, recombinant protein, and viral vector. Ann. N.Y. Acad. Sci., 2000, Vol. 910, Iss. 1, pp. 237-252.Basak S., Eck S., Gutzmer R., Smith A.J., Birebent B., Purev E., Staib L., Somasundaram R., Zaloudik J., Li W., Jacob L., Mitchell E., Speicher D., Herlyn D. Colorectal cancer vaccines: antiidiotypic antibody, recombinant protein, and viral vector. Ann. N.Y. Acad. Sci., 2000, Vol. 910, Iss. 1, pp. 237-252.Bellati F., Napoletano C., Ruscito I., Antonilli M., Gasparri M.L., Zizzari I.G., Rahimi H., Rughetti A., Benedetti Panici P., Nuti M. Past, present and future strategies of immunotherapy in gunecological malignancies. Curr. Mol. Med., 2013, Vol. 13, no. 4, pp. 648-669.Bellati F., Napoletano C., Ruscito I., Antonilli M., Gasparri M.L., Zizzari I.G., Rahimi H., Rughetti A., Benedetti Panici P., Nuti M. Past, present and future strategies of immunotherapy in gunecological malignancies. Curr. Mol. Med., 2013, Vol. 13, no. 4, pp. 648-669.Jerne N.K., Cocteau J. Idiotypic networks and other preconceived ideas. Immunol. Rev., 1984, Vol. 79, no. 1, pp. 5-24.Jerne N.K., Cocteau J. Idiotypic networks and other preconceived ideas. Immunol. Rev., 1984, Vol. 79, no. 1, pp. 5-24.Hermanson G.T. Bioconjugate techniques. Academic Press, 2008, 1323 p.Hermanson G.T. Bioconjugate techniques. Academic Press, 2008, 1323 p.Schabacker D.S., Kirschbaum K.S., Serge M. Exploring the feasibility of an anti-idiotypic cocaine vaccine: analysis of the specificity of anticocaine antibodies (Ab1) capable of inducing Ab2β anti-idiotypic antibodies. Immunology, 2000, Vol. 100, no. 1, pp. 48-56.Schabacker D.S., Kirschbaum K.S., Serge M. Exploring the feasibility of an anti-idiotypic cocaine vaccine: analysis of the specificity of anticocaine antibodies (Ab1) capable of inducing Ab2β anti-idiotypic antibodies. Immunology, 2000, Vol. 100, no. 1, pp. 48-56.Pandey S. Hybridoma technology for production of monoclonal antibodies. Int. J. Pharm. Sci. Res., 2010, Vol. 1, no. 1, pp. 88-94.Pandey S. Hybridoma technology for production of monoclonal antibodies. Int. J. Pharm. Sci. Res., 2010, Vol. 1, no. 1, pp. 88-94.Walker J.M. Gradient SDS polyacrylamide gel electrophoresis. Methods Mol. Biol., 1984, Vol. 1, pp. 57-61.Walker J.M. Gradient SDS polyacrylamide gel electrophoresis. Methods Mol. Biol., 1984, Vol. 1, pp. 57-61.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.