ИММУНОГЕННЫЕ СВОЙСТВА СИНТЕТИЧЕСКИХ ПЕПТИДОВ, ПОВТОРЯЮЩИХ V3 ПЕТЛЮ ОБОЛОЧЕЧНОГО БЕЛКА GP 120 ВИЧ 1, ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ВВЕДЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИММУНОАДЪЮВАНТА POLY (I:C)

Резюме

Синтетические пептиды являются хорошей основой для создания вакцины против ВИЧ/СПИД. Иммунизация ими фокусирует иммунный ответ только на определенный эпитоп, они способны активировать обе ветви иммунного ответа, и безопасны при введении в организм человека. Имея низкий молекулярный вес синтетические пептиды обладают низкой иммуногенностью, поэтому необходимо использовать различные иммуноадъюванты в составе иммуногенной композиции. V3-петля оболочечного белка gp120 ВИЧ1 является одним из основных протективных эпитопов, на него получено ряд моноклональных антител с широкой нейтрализующей активностью. Нами было проведено исследование иммуногенности пептидов, копирующих V3 петлю консенсусной последовательности вирусов группы M ВИЧ1 и российского изолята RUA022a2, в зависимости от способа введения (подкожно и внутрибрюшинно) и использования иммуноадъюванта. В качестве адъюванта применялся синтетический аналог двуцепочечной РНК  - poly (I:C), являющийся лигандом рецепторов врожденного иммунитетаTLR3. Исследования проводилось на мышах линии balb/c. Показано, что способ введения не влияет на формирование иммунного ответа на пептиды. Однако в группах, где использовался иммуноадъювант наблюдалось более ранняя продукция специфических IgG антител. При этом титр антител, после третьего, последнего, введения были незначительно выше в группах, где пептиды вводились с адъювантом. Также не было выявлено отличий в изотипе индуцированных антител. Во всех группах преимущественно образовывались IgG1 антитела. Специфические антитела класса IgM выявлялись только после третьего введения антигена. На их титр не влиял способ введения, а уровень антител был также незначительно выше в группе с poly (I:C).  Полученные антитела не обладали нейтрализующей активностью по отношению изолята QF495.23.M.EnvA1. При исследовании антиген-специфической клеточной активации, показано, что только в группах, где применялся poly(I:C) выявляется продукция   IFNγ – маркера Th1 ответа.  Кроме того,  группах, где в составе иммуногенной композиции присутствовал poly (I:C), определялся низкий уровень противоспалительного цитокина IL10, больше всего его выявлялось в группах с внутрибрюшинном введении. Проведенные исследования показали, что использование адъюванта poly (I:C) способствует формированию иммунного ответа на синтетические пептиды, вызывая более раннею индукцию специфических антител, а также переключению на Th1 путь.  Полученные данные могут применяться при дизайне вакцин против ВИЧ/СПИД и других вирусных инфекций, для повышения их иммуногенности и возможности индукции протективного иммунного ответа.

1. Барышникова М.А., Пономарев А.В., Рудакова А.А., Соколова З.А., Голубцова Н.В., Царапаев П.В., Левагина Г.М., Даниленко Е.Д., Косоруков В.С. Сравнение Ридостина Про и Poly(I:C) в качестве адъюванта для противоопухолевой неоантигенной пептидной вакцины.Российский биотерапевтический журнал. 2022;21(3):82-89. Baryshnikova M.A., Ponomarev A.V., Rudakova A.A., Sokolova Z.A., Golubtsova N.V., Tsarapaev P.V., Levagina G.M., Danilenko E.D., Kosorukov V.S. Comparison of Ridostin Pro and Poly(I:C) as adjuvant for a cancer neoantigen peptide vaccine.Russian Journal of Biotherapy. 2022;21(3):82-89. (In Russ.) doi: 10.17650/1726-9784-2022-21-3-82-89

2. Banchereau J, Steinman RM. Dendritic cells and the control of immunity. Nature. 1998 Mar 19;392(6673):245-52. doi: 10.1038/32588

3. Corey L, Gilbert PB, Juraska M, Montefiori DC, Morris L, Karuna ST, Edupuganti S, Mgodi NM, deCamp AC, Rudnicki E, Huang Y, Gonzales P, Cabello R, Orrell C, Lama JR, Laher F, Lazarus EM, Sanchez J, Frank I, Hinojosa J, Sobieszczyk ME, Marshall KE, Mukwekwerere PG, Makhema J, Baden LR, Mullins JI, Williamson C, Hural J, McElrath MJ, Bentley C, Takuva S, Gomez Lorenzo MM, Burns DN, Espy N, Randhawa AK, Kochar N, Piwowar-Manning E, Donnell DJ, Sista N, Andrew P, Kublin JG, Gray G, Ledgerwood JE, Mascola JR, Cohen MS; HVTN 704/HPTN 085 and HVTN 703/HPTN 081 Study Teams. Two Randomized Trials of Neutralizing Antibodies to Prevent HIV-1 Acquisition. N Engl J Med. 2021 Mar 18;384(11):1003-1014.

4. doi: 10.1056/NEJMoa2031738.

5. Fyfe L, Maingay J, Robinson AC, Howie SE. Murine immune response to HIV-1 p24 core protein following subcutaneous, intraperitoneal and intravenous immunization. Immunology. 1991 Nov;74(3):467-72. PMID: 1769693; PMCID: PMC1384641. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1384641/

6. Ivanoff LA, Dubay JW, Morris JF, Roberts SJ, Gutshall L, Sternberg EJ, Hunter E, Matthews TJ, Petteway SR Jr. V3 loop region of the HIV-1 gp120 envelope protein is essential for virus infectivity. Virology. 1992 Apr;187(2):423-32. doi: 10.1016/0042-6822(92)90444-t. PMID: 1546447.

7. Kirby KA, Ong YT, Hachiya A, Laughlin TG, Chiang LA, Pan Y, Moran JL, Marchand B, Singh K, Gallazzi F, Quinn TP, Yoshimura K, Murakami T, Matsushita S, Sarafianos SG. Structural basis of clade-specific HIV-1 neutralization by humanized anti-V3 monoclonal antibody KD-247. FASEB J. 2015 Jan;29(1):70-80 doi: 10.1096/fj.14-252262.

8. Kiepiela P, Ngumbela K, Thobakgale C, Ramduth D, Honeyborne I, Moodley E, Reddy S, de Pierres C, Mncube Z, Mkhwanazi N, Bishop K, van der Stok M, Nair K, Khan N, Crawford H, Payne R, Leslie A, Prado J, Prendergast A, Frater J, McCarthy N, Brander C, Learn GH, Nickle D, Rousseau C, Coovadia H, Mullins JI, Heckerman D, Walker BD, Goulder P. CD8+ T-cell responses to different HIV proteins have discordant associations with viral load. Nat Med. 2007 Jan;13(1):46-53.

9. doi: 10.1038/nm1520.

10. Liao HX, Sutherland LL, Xia SM, Brock ME, Scearce RM, Vanleeuwen S, Alam SM, McAdams M, Weaver EA, Camacho Z, Ma BJ, Li Y, Decker JM, Nabel GJ, Montefiori DC, Hahn BH, Korber BT, Gao F, Haynes BF. A group M consensus envelope glycoprotein induces antibodies that neutralize subsets of subtype B and C HIV-1 primary viruses. Virology. 2006 Sep 30;353(2):268-82.

11. doi: 10.1016/j.virol.2006.04.043

12. Matsumoto M, Seya T. TLR3: interferon induction by double-stranded RNA including poly(I:C). Adv Drug Deliv Rev. 2008 Apr 29;60(7):805-12.

13. doi: 10.1016/j.addr.2007.11.005

14. O'Garra A, Vieira P. T(H)1 cells control themselves by producing interleukin-10. Nat Rev Immunol. 2007 Jun;7(6):425-8. doi: 10.1038/nri2097

15. Schmidt ST, Khadke S, Korsholm KS, Perrie Y, Rades T, Andersen P, Foged C, Christensen D. The administration route is decisive for the ability of the vaccine adjuvant CAF09 to induce antigen-specific CD8(+) T-cell responses: The immunological consequences of the biodistribution profile. J Control Release. 2016 Oct 10;239:107-17. doi: 10.1016/j.jconrel.2016.08.034

16. Siljic M, Cirkovic V, Jovanovic L, Antonova A, Lebedev A, Ozhmegova E, Kuznetsova A, Vinogradova T, Ermakov A, Monakhov N, Bobkova M, Stanojevic M. Reconstructing the Temporal Origin and the Transmission Dynamics of the HIV Subtype B Epidemic in St. Petersburg, Russia. Viruses. 2022 Dec 9;14(12):2748 doi: 10.3390/v14122748

17. Zolla-Pazner S. Identifying epitopes of HIV-1 that induce protective antibodies. Nat Rev Immunol. 2004 Mar;4(3):199-210. doi: 10.1038/nri1307

18. von Andrian UH, Mempel TR. Homing and cellular traffic in lymph nodes. Nat Rev Immunol. 2003 Nov;3(11):867-78 doi: 10.1038/nri1222