ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАКТОБАЦИЛЛ В КАЧЕСТВЕ АДЪЮВАНТОВ ПРИ ИНТРАНАЗАЛЬНОЙ ИММУНИЗАЦИИ ХИМЕРНОЙ ПНЕВМОКОККОВОЙ ВАКЦИНОЙ

Одной из наиболее актуальных задач медико-биологической науки является создание вакцинных препаратов против патогенных стрептококков – самых распространенных бактериальных возбудителей заболеваний человека, экономический ущерб от которых уступает лишь потерям от гриппозной инфекции. Входными воротами стрептококковой инфекции являются слизистые оболочки респираторного и мочеполового тракта.

Парентеральный способ введения вакцин не всегда позволяет добиваться одинаково эффективной стимуляции местного иммунитета на слизистых оболочках, а вакцины, вводимые через слизистые оболочки, способны эффективно стимулировать иммунную защиту в области введения, а также обеспечить развитие системного иммунного ответа.

Введение через слизистые оболочки вакцинных препаратов белковой природы требует использования специальных эффективных и безопасных адъювантов, поскольку рекомбинантные белки обычно проявляют недостаточную иммуногенность при таком способе введения. В работе в качестве вакцинных адъювантов при мукозальной иммунизации лабораторных животных пневмококковыми химерными рекомбинантными белками PSPF и PSP были апробированы два штамма пробиотиков – Lactobacillus rhamnosus CRL1505 и L32. Рекомбинантные химерные белки PSPF и PSP несут в своей структуре несколько иммуногенных эпитопов PspA, Spr1875, PsaA и предназначены для вакцинации против инфекции Streptococcus pneumoniae. Белки, отличие которых связано с присутствием в структуре PSPF участка молекулы флагеллина – FliC, по-разному стимулировали иммунный ответ при совместном введении с двумя штаммами пробиотиков. Установлено, что оба исследованных штамма L. rhamnosus были способны оказывать адъювантный эффект при интраназальном введении вакцинных белков, проявлявшийся в усилении секреторного и гуморального иммунного ответа на совместно введенный рекомбинантный химерный белок PSPF. Выраженной стимуляции продукции специфических IgA носовых смывов и IgG сыворотки крови на PSP под влиянием L. rhamnosus L32 не происходило. Адъювантный эффект от вводимых лактобациллярных препаратов существенно снижался после температурной инактивации бактерий, однако препарат клеточных стенок L. rhamnosus CRL1505 проявлял выраженную активность. Стимуляция иммунного ответа адъювантами приводила к усилению протективного эффекта вакцины в экспериментах на лабораторных животных, инфицированных S. pneumoniae.

Установлено, что некоторые штаммы лактобацилл, в частности Lactobacillus rhamnosus CRL1505 и L32, могут быть использованы в качестве адъювантов в составе мукозальных вакцин, однако эта способность зависит от свойств вакцинного препарата и формы введения пробиотиков.

1. Аверина О.В., Ермоленко Е.И., Ратушный А.Ю., Тарасова Е.А., Борщев Ю.Ю., Леонтьева Г.Ф., Крамская Т.А., Котылева М.П., Даниленко В.Н., Суворов А.Н. Влияние пробиотиков на продукцию цитокинов в системах in vitro и in vivo // Медицинская иммунология, 2015. Т. 17, № 5. C. 443-454. [Averina O.V., Ermolenko E.I., Ratushniy A.Yu., Tarasova E.A., Borschev Yu.Yu., Leontieva G.F., Kramskaya T.A., Kotyleva M.P., Danilenko V.N., Suvorov A.N. Influence of probiotics on cytokine production in the in vitro and in vivo systems. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2015, Vol. 17, no. 5, pp. 443-454. (In Russ.)] http://dx.doi.org/10.15789/1563-0625-2015-5-443-454

2. Европейское региональное бюро ВОЗ // Еженедельный эпидемиологический бюллетень, 87-й год. № 14, 2012. Т. 87. C.129-144. [European Region WHO Bureau. Ezhenedel`nyy epidemiologicheskiy byulleten` = Weekly Epidemiological Record (WER), 87 year, 2012, Vol. 87, no. 14, pp. 129-144. (In Russ.)]

3. Крамская Т.А., Леонтьева Г.Ф., Грабовская К.Б., Королева И.В., Гупалова Т.В., Кулешевич Е.В., Суворов А.Н. Исследование защитных механизмов действия препарата поливалентной рекомбинантной вакцины на основе консервативных белков для профилактики инфекций, вызываемых стрептококками группы В // Медицинский алфавит, 2014. № 3. С. 95-98 (Больница). [Kramskaya T.A., Leontieva G.F., Grabovskaya K.B., Koroleva I.V., Gupalova T.V., Kuleshevitch E.V., Suvorov A.N. Evaluation of defense mechanisms of polyvalent recombinant vaccine based on conservative proteins for Streptococcus Group B diseases protection. Meditsinskiy alfavit = Medical Alfabeth, 2014, no. 3, pp. 95-98 (Hospital). (In Russ.)]

4. Baron S.D., Singh R., Metzger D.W. Inactivated Francisella tularensis live vaccine strain protects against respiratory tularemia by intranasal vaccination in an immunoglobulin A-dependent fashion. Infect. Immun., 2007, Vol. 75, pp. 2152-2162.

5. Belyakov I.M., Derby M.A., Ahlers J.D., Kelsall B.L., Earl P., Moss B., Strober W., Berzofsky J.A. Mucosal immunization with HIV-1 peptide vaccine induces mucosal and systemic cytotoxic T lymphocytes and protective immunity in mice against intrarectal recombinant HIV-vaccine challenge Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, Vol. 95, pp. 1709-1714.

6. Bergmann-Leitner E.S., Leitner W.W. Adjuvants in the driver’s seat: How magnitude, type, fine specificity and longevity of immune responses are driven by distinct classes of immune potentiators. Vaccines (Basel), 2014, no. 2, pp. 252-296.

7. Gallichan W.S., Rosenthal K.L. Long-lived cytotoxic T lymphocyte memory in mucosal tissues aſter mucosal but not systemic immunization. J. Exp Med., 1996, Vol. 184, pp. 1879-1890.

8. Holmgren J., Czerkinsky C. Mucosal immunity and vaccines. Nat. Med., 2005, no. 4, pp. 45-53.

9. Savelkoul H.F., Ferro V.A., Strioga M.M., Schijns V.E. Choice and design of adjuvants for parenteral and mucosal vaccines. Vaccines (Basel), 2015, Vol. 3, no. 1, pp. 148-171.

10. Jain, S., Yadav, H., Sinhá, P.R. Stimulation of innate immunity by oral administration of dahi containing probiotic Lactobacillus casei in mice. J. Méd. Food, 2008, Vol. 11, pp. 652-656.

11. Kinnear C.L., Strugnell R.A. Vaccination method affects immune response and bacterial growth but not protection in the Salmonella Typhimurium animal model of typhoid. PLoS One, 2015, Vol.10, no. 10, p. e0141356.

12. Kitazawa H., Alvarez S., Suvorov A., Melnikov V., Villena J., Sánchez B. Recent advances and future perspective in microbiota and probiotics. Biomed. Res. Int., 2015, Vol. 2015, Art. 275631.

13. Li F.V., Moon J.J., Abraham W., Suh H., Elkhader J., Seidman M.A., Yen M., Im E.-J., Foley M.H., Barouch D.H., Irvine D.J. Generation of effector memory T cell–based mucosal and systemic immunity with pulmonary nanoparticle vaccination. Sci. Transl. Med., 2013, Vol. 5, no. 204.

14. Lycke N. Recent progress in mucosal vaccine development: potential and limitations. Nat. Rev. Immunol., 2012, Vol. 12, pp. 592-605.

15. Mizel S.B., Bates J.T. Flagellin as an adjuvant: cellular mechanisms and potential. J. Immunol, 2010, Vol. 185, no. 10, pp. 5677-5682.

16. Mora J.R., Bono M.R., Manjunath N., Weninger W., Cavanagh L.L., Rosemblatt M., Von Andrian U.H. Selective imprinting of gut-homing T cells by Peyer’s patch dendritic cells. Nature, 2003, Vol. 424, pp. 88-93.

17. Nizard M., Diniz M.O., Rousse H., Tran T., Ferreira L.C.S., Badoua C., Tartour E. Mucosal vaccines Novel strategies and applications for the control of pathogens and tumors at mucosal sites Mucosal immunity and vaccines. Human Vaccines and Immunotherapeutics, 2014, Vol. 10, no. 8, pp. 2175-2187.

18. Peng S., Qiu J., Yang A., Yang B., Jeang J., Wang J.-W., Chang Y.-N., Brayton C., Roden B.S., Hung C., Wu T.-C. Optimization of heterologous DNA-prime, protein boost regimens and site of vaccination to enhance therapeutic immunity against human papilloma virus-associated disease. Cell Biosci., 2016, Vol. 6, p. 16.

19. Salva S., Villena J., Alvarez S. Immunomodulatory activity of Lactobacillus rhamnosus strains isolated from goat milk: impact on intestinal and respiratory infections. International Journal of Food Microbiology, 2010, Vol. 141, pp. 82-89.

20. Suvorov A., Ustinovich I., Meringova L., Grabovskaya K., Leontieva G., Vorobieva E., Totolian A.. Construction of recombinant polypeptides based on beta antigen C (Bac) protein and their usage for protection against group B streptococcal infection. Indian J. Med. Res., 2004, pp. 228-232.

21. Suvorov A., Dukhovlinov I., Leontieva G., Kramskaya T., Koroleva I., Grabovskaya K., Fedorova E., Chernyaeva E., Klimov N., Orlov A., Uversky V. Chimeric protein PSPF, a potential vaccine for prevention Streptococcus. Vaccines and Vaccination, 2015, Vol. 6, Iss. 6.

22. Trivedi S., Ranasinghe C. The influence of immunization route, tissue microenvironment, and cytokine cell milieu on HIV-specific CD8+ T cells measured using fluidigm dynamic arrays. PLoS One, 2015, Vol. 10, no. 5, p. e012648

23. Villena J., Salva S., Núñez M., Corzo J., Tolaba R., Faedda J., Font de Valdez G., Alvarez S. Probiotics for everyone! The novel immunobiotic Lactobacillus rhamnosus CRL1505 and the beginning of social probiotic programs in Argentina. IJBWI, 2012, pp. 189-198.

24. Vorobieva E., Meringova L., Leontieva G., Grabovskaya K., Suvorov A. Analysis of recombinant group B streptococcal protein ScaAB and evaluation of its immunogenicity. Folia Microbiol., 2005, pp. 172-176.

25. WHO initiative for Vaccine Research. http://www.who.int/immunization/research/en