microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2017-2-63-66microbe-394Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИЯ, ИММУНОЛОГИЯBIOTECHNOLOGY, IMMUNOLOGYХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТЕКТИВНОГО АНТИГЕННОГО КОМПЛЕКСА ИЗ FRANCISELLA TULARENSIS SUBSP. NOVICIDACHARACTERISTICS OF THE PROTECTIVE ANTIGEN COMPLEX OBTAINED FROM FRANCISELLA TULARENSIS SSP. NOVICIDAКузнецоваЕ. М.KuznetsovaE. M.

410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005

rusrapi@microbe.ruВолохО. А.VolokhO. A.

410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005

rusrapi@microbe.ruАвдееваН. Г.AvdeevaN. G.

410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005

rusrapi@microbe.ruСамохваловаЮ. И.SamokhvalovaYu. I.

410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005

rusrapi@microbe.ruРоссийский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”Russian Federation201720062017026366Copyright © Кузнецова Е.М., Волох О.А., Авдеева Н.Г., Самохвалова Ю.И., 20172017Кузнецова Е.М., Волох О.А., Авдеева Н.Г., Самохвалова Ю.И.Kuznetsova E.M., Volokh O.A., Avdeeva N.G., Samokhvalova Y.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/394

F. tularensis subsp. novicida, ранее рассматриваемый как представитель отдельного вида, был причислен к разновидностям F. tularensis относительно недавно на основании сравнительного анализа 16S-рибосомальной РНК франциселл. Подвид subsp. novicida может вызывать заболевания у людей только со сниженным иммунным статусом и обладает сниженной вирулентностью для кроликов. Несмотря на это, установлена высокая степень гомологии нуклеотидной последовательности внутривидовых таксонов F. tularensis. Цель исследования: выделение протективного поверхностного антигенного комплекса из клеток F. tularensis subsp. novicida Utah 112 (ATTC 15 482) и изучение его свойств. Материалы и методы. Концентрацию белков, углеводов, липидов в антигенном препарате определяли общепринятыми колориметрическими методами, SDS-PAGE проводили по методу U.Laemmli, а иммуноблоттинг – по методу H.Towbin. Для очистки препарата и определения его молекулярной массы применяли колоночную хроматографию, для определения иммунохимической активности – иммуноферментный анализ. Иммуногенность полученного препарата изучали на беспородных белых мышах, рассчитывая LD50 и ED50 по методу Кербера. Результаты и выводы. В результате нашей работы был проведен сравнительный анализ физико-химических, антигенных и биохимических особенностей протективного антигенного комплекса из клеток F. tularensis Utah 112 по сравнению с аналогичным антигенным комплексом из вакцинного штамма F. tularensis 15 НИИЭГ. Препарат испытан на протективность при заражении иммунизированных белых мышей вирулентным штаммом F. tularensis 503/840. Показаны отличия полученного препарата по структуре и составу от аналогичного антигена из вакцинного штамма-продуцента, а также снижение его иммунохимической и протективной активностей. 

F. tularensis ssp. novicida, considered earlier as a representative of a separate species, has been recently classed among F. tularensis variety, based on the results of comparative analysis of 16S-ribosomal RNA. Subspecies novicida can cause disease only in immunocompromised humans and is low virulent for rabbits. Despite this, high rate of homology of the nucleotide sequence of F. tularensis intraspecific taxon is established. Objective of the study is to obtain protective surface antigen complex from F. tularensis ssp. novicida Utah 112 (ATTC 15 482) cells and investigate its properties. Materials and methods. Protein, carbohydrate, and lipid content of the antigen preparation was measured using conventional colorimetric methods, SDS-PAGE was conducted according to U.Laemmli, and immunoblotting – to H.Towbin. For purification and molecular mass determination column chromatography was applied. Immune-chromatographic activity was analyzed by immune-enzyme assay. Immunogenicity of the produced preparation was tested on scrub white mice, with LD50 and ED50 calculated according to Karber’s method. Results and conclusions. Carried out has been comparative analysis of physical-chemical, antigenic and bio-chemical peculiarities of the protective antigen complex obtained from F. tularensis Utah 112 cells and equivalent antigen complex obtained from the vaccine strain – F. tularensis 15 NIIEG. Protectivity of the preparation has been tested through inoculation of the immunized white mice with virulent F. tularensis 503/840 strain. Demonstrated have been distinctive features of the new preparation, by structure and composition, as compared to similar antigen from the vaccine producer strain, as well as the slowdown of its immunochemical and protective activities. 

Francisella tularensisподвиды возбудителя туляремииантигеныиммуногенностьпротективностьFrancisella tularensissubspecies of tularemia agentantigensimmunogenicityprotectivityReferencesГмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа; 2004. 479 с.Gmurman V.E. [Theory of Probability and Mathematical Statistics]. M.; 2004. 479 p.Кузнецова Е.М., Волох О.А., Смолькова Е.А., Щуковская Т.Н., Шепелев И.А., Авдеева Н.Г., Кравцов А.Л., Никифоров А.К. Иммунобиологические свойства антигенных комплексов туляремийного микроба. Пробл. особо опасных инф. 2011; 3(109):46–9.Kuznetsova E.M., Volokh O.A., Smol’kova E.A., Shchukovskaya T.N., Shepelev I.A., Avdeeva N.G., Kravtsov A.L., Nikiforov A.K. [Immunobiological properties of Francisella tularensis antigen complexes]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2011; 3(109):46–9.Кузнецова Е.М., Волох О.А., Шепелев И.А., Никифоров А.К. Компонентный состав протективного антигенного комплекса туляремийного микроба. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2012; 3:22–5.Kuznetsova E.M., Volokh O.A., Shepelev I.A., Nikiforov A.K. [Blend composition of protective antigen complex of tularemia microbe]. Mol. Genet. Mikrobiol. Virusol. 2012; 3:22–5.Олсуфьев Н.Г., Мещерякова И.С. Дальнейшее изучение внутривидовой таксономии возбудителя туляремии. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1981; 10:16–21.Olsuf’ev N.G., Meshcheryakova I.S. [Further study of intraspecific taxonomy of tularemia agent]. Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol. 1981; 10:16–21.Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Лабораторная диагностика опасных инфекционных болезней. М.: ЗАО «Шико»; 2013. С. 154–90.Onishchenko G.G., Kutyrev V.V., editors. [Laboratory Diagnostics of Dangerous Infectious Diseases]. M.: CJSC “Shiko”; 2013. P. 154–90.Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: электрофорез и ультрацентрифугирование. М.: Наука; 1981. 288 с.Osterman L.A. [Methods for Protein and Nucleic Acid Investigation: Electrophoresis and Ultracentrifugation]. M.: “Nauka”; 1981. 288 p.Павлов В.М., Дятлов И.А. Молекулярно-генетические исследования бактерий рода Francisella и их прикладное значение. М.; 2012. 267 с.Pavlov V.M., Dyatlov I.A. [Molecular-Genetic Investigations of Francisella Bacteria and Their Applicational Significance]. M.; 2012. 267 p.Amenta J. A rapid chemical method for quantification of lipids separated by thin-bayer chromatography. J. Lipid Res. 1964; 5:270–2.Amenta J. A rapid chemical method for quantification of lipids separated by thin-bayer chromatography. J. Lipid Res. 1964; 5:270–2.Brevik Q.J., Ottem K.F., Kamaishi T., Watanabe K., Nylund A. Francisella halioticida sp. nov. a pathogen of farmed giant abalone (Haliotis gigantea) in Japan. J. Appl. Microbiol. 2011; 111(5):1044– 56. DOI: 10.1111/j.1365-2672.2011.05133.x.Brevik Q.J., Ottem K.F., Kamaishi T., Watanabe K., Nylund A. Francisella halioticida sp. nov. a pathogen of farmed giant abalone (Haliotis gigantea) in Japan. J. Appl. Microbiol. 2011; 111(5):1044–56. DOI: 10.1111/j.1365-2672.2011.05133.x.Gunn J.S., Ernst R.K. The structure and function of Francisella lipopolysaccharide. Ann. NY Acad. Sci. 2007; 1105:202–18. DOI: 10.1196/annals.1409.006.Gunn J.S., Ernst R.K. The structure and function of Francisella lipopolysaccharide. Ann. NY Acad. Sci. 2007; 1105:202–18. DOI: 10.1196/annals.1409.006.Huber B., Escudero R., Busse H.J., Seibold E., Scholz H.C., Anda P., Kampfer P., Splettstoesser W.D. Description of Francisella hispaniensis sp. nov., isolated from human blood, reclassification of Francisella novicida (Larson et al. 1995) Olsufiev et al. 1959 as Francisella tularensis subsp. novicida comb. nov. and emended description of the genus Francisella. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2010; 60:1887–96. DOI: 10.1099/ijs.0.015941-0.Huber B., Escudero R., Busse H.J., Seibold E., Scholz H.C., Anda P., Kampfer P., Splettstoesser W.D. Description of Francisella hispaniensis sp. nov., isolated from human blood, reclassification of Francisella novicida (Larson et al. 1995) Olsufiev et al. 1959 as Francisella tularensis subsp. novicida comb. nov. and emended description of the genus Francisella. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2010; 60:1887–96. DOI: 10.1099/ijs.0.015941-0.Kingry L.C., Petersen J.M. Comparative review of Francisella tularensis and Francisella novicida. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2014; 4:35. DOI: 10.3389/fcimb.2014.00035.Kingry L.C., Petersen J.M. Comparative review of Francisella tularensis and Francisella novicida. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2014; 4:35. DOI: 10.3389/fcimb.2014.00035.Lowry O.H., Rоsebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. Chem. 1951; 193(1):265–75.Lowry O.H., Rоsebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. Chem. 1951; 193(1):265–75.

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