Биотехнологический потенциал антигенов возбудителей чумы, холеры, туляремии и сибирской язвы, полученных в институте «Микроб»

Во ФКУН Российский противочумный институт «Микроб» Роспотребнадзора разрабатываются и внедряются методы получения и очистки биологически активных веществ возбудителей чумы, холеры, туляремии и сибирской язвы, которые используются при конструировании профилактических и диагностических препаратов.

Цель обзора – обобщение и систематизация накопленных данных по выделению, очистке и анализу антигенов и токсинов возбудителей чумы, холеры, туляремии и сибирской язвы. Также уделено внимание применению и перспективам использования полученных антигенов для конструирования медицинских иммунобиологических препаратов (МИБП). Институт «Микроб» является референс-центром по чуме, поэтому современные иммунодиагностические препараты необходимы и востребованы. Профилактические препараты антигенного уровня против перечисленных выше инфекций также являются предметом изучения сотрудников института. Основные этапы выделения, очистки и анализа антигенов включают в себя выбор или конструирование подходящего штамма, культивирование, экстракцию, концентрирование и очистку антигенов и токсинов с применением биотехнологических методик, позволяющих получить и сохранить интересующее исследователя биологически активное вещество. Для изучения антигенной активности очищенных антигенов используют лабораторных животных, фиксируют и анализируют иммунный ответ, получают антисыворотку. Затем следует этап анализа физико-химических и иммунобиологических свойств выделенных антигенных препаратов и составление паспорта антигена. Охарактеризованные антигены используются для конструирования профилактических и диагностических препаратов.

1. Бахрах Е.Э., Вейнблат В.И. Соматические полисахаридсодержащие антигены чумного микроба. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 1972; 3:12–6.

2. Вейнблат В.И., Дальвадянц С.М., Веренков М.С. Методы получения и очистки капсульного антигена и эндотоксина возбудителя чумы. Лабораторное дело. 1983; 12:37–9.

3. Тараненко Т.М., Гольдфарб Л.М., Наумов А.В., Андреева И.П. Ускоренный метод выявления структурных особенностей липополисахарида по наличию альдогептозы у бактерий чумы и псевдотуберкулеза. Лабораторное дело. 1982; 2:46–7.

4. Сердобинцев Л.Н., Тараненко Т.М., Веренков М.С., Наумов А.В. Получение капсульного антигена методом одноэтапной гелевой фильтрации. В кн.: Вопросы профилактики природно-очаговых инфекций. Саратов; 1983. С. 37–41.

5. Гусева Н.П., Кравцов А.Л., Киреев М.Н., Тараненко Т.М., Шмелькова Т.П. Липополисахарид чумного микроба как индуктор апоптоза лимфоцитов крови и перитонеальных макрофагов. Проблемы особо опасных инфекций. 2003; 86:117–23.

6. Щербаков А.А., Заднова С.П., Коннов Н.П. Анализ препарата мембранных белков чумного микроба иммунохимическими методами. В кн.: Молекулярная биология и микробиология природно-очаговых инфекций. Саратов; 1986. С. 93–100.

7. Видяева H.A., Кутырев В.В., Проценко O.A., Олейников П.Н., Анисимов П.И. Экспрессия антигенов чумного микроба, кодируемых плазмидой Са2+-зависимости. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 1990; 6:17–21.

8. Микеров А.Н., Емельянова Н.В., Назарова Л.С., Видяева Н.А., Кутырев В.В. Действие на мышей препаратов белков Yop, кодируемых плазмидой кальцийзависимости Yersinia pestis. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2000; 6:70–6.

9. Спицын А.Н., Уткин Д.В., Киреев М.Н., Шарапова Н.А., Ерохин П.С., Германчук В.Г., Кочубей В.И. Оптическая регистрация образования иммунных комплексов с использованием наночастиц коллоидного золота. Оптика и спектроскопия. 2018; 125(5):716–20. DOI: 10.21883/OS.2018.11.46848.199.

10. Уткин Д.В., Киреев М.Н., Никифоров К.А., Волох О.А. Способ изготовления биологических микроматриц для выявления генетических и белковых маркеров. Патент РФ № 2792447, опубл. 22.03.2023.

11. Бойко А.В., Киреев М.Н., Осина Н.А., Куклев В.Е. Композитный чумной антигенный F1-диагностикум для индикации специфических антител. Патент РФ № 2582941, опубл. 27.04.2016. Бюл. № 12.

12. Киреев М.Н., Волох О.А., Никифоров А.К. Композиты на основе природных биополимеров: свойства и перспективы применения при создании трансдермальных форм вакцин. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2016; 1:70–2.

13. Джапаридзе М.Н., Наумов А.В., Мелещенко М.В., Никитина Г.П. Способ получения пероральной химической вакцины. Патент РФ № 2076734, опубл. 10.04.1997.

14. Волох О.А., Шепелёв И.А., Заднова С.П., Крепостнова И.М., Еремин С.А. Изучение биокинетических особенностей и оптимизация условий культивирования штаммов холерного вибриона – продуцентов протективных антигенов, перспективных для внедрения в производство. Проблемы особо опасных инфекций. 2008; 1:52–5. DOI: 10.21055/0370-1069-2008-1(95)-52-55.

15. Громова О.В., Джапаридзе М.Н., Дятлов И.А., Елисеев Ю.Ю., Киреев М.Н., Космаенко О.М. Способ получения О-антигена холерного очищенного. Патент РФ № 2143280, опубл. 27.12.1919.

16. Захарова Т.Л., Заднова С.П., Ливанова Л.Ф., Киреев М.Н., Смирнова Н.И. Использование рекомбинантных штаммов для одновременного получения нескольких очищенных основных протективных антигенов холерного вибриона. Проблемы особо опасных инфекций. 2009; 2:68–71. DOI: 10.21055/03701069-2009-2(100)-68-71.

17. Дыкман Л.А., Волох О.А., Громова О.В., Дуракова О.С., Воробьева С.А., Киреев М.Н., Ливанова Л.Ф., Никифоров А.К., Щеголев С.Ю., Кутырев В.В. Получение и характеристика антител к протективным антигенам холерного вибриона, конъюгированным с наночастицами золота. Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2020; 490(1):27–30. DOI: 10.31857/S2686738920010084.

18. Овчинникова М.В., Абрамова Е.Г., Киреев М.Н., Комиссаров А.В., Никифоров А.К., Кутырев В.В. Энтеросорбент для направленной сорбции холерного экзотоксина, лекарственная форма энтеросорбента для направленной сорбции холерного экзотоксина. Патент РФ № 26113556, опубл. 21.02.2017. Бюл. № 6.

19. Кузьмиченко И.А., Киреев М.Н., Громова О.В., Бронникова В.С., Нижегородцев С.А. Гидролизующая способность протеазы ферментного комплекса холерного вибриона – протеовибрина по отношению к белковым субстратам. Проблемы особо опасных инфекций. 2008; 4:37–9. DOI: 10.21055/03701069-2008-4(98)-37-39.

20. Полунина Т.А., Гусева Н.П., Кузьмиченко И.А., Девдариани З.Л., Заднова С.П., Степанов А.В., Киреев М.Н. Способ получения липополисахарида возбудителя чумы. Патент РФ № 2483112, опубл. 27.05.2013. Бюл. № 15.

21. Кузьмиченко И.А., Громова О.В., Киреев М.Н., Плотников О.П., Грачева И.В., Виноградова Н.А., Солодовников Н.С., Червякова Н.С., Нижегородцев С.А, Антонычева М.В. Способ получения питательной основы и питательная среда для культивирования микроорганизмов рода Yersinia и Vibrio. Патент РФ № 2360962, опубл. 10.07.2009.

22. Кузнецова Е.М., Волох О.А., Шепелёв И.А., Никифоров А.К. Компонентный состав протективного антигенного комплекса туляремийного микроба. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2012; 3:22–5.

23. Кузнецова Е.М., Волох О.А., Краснов Я.М., Полунина Т.А., Авдеева Н.Г., Самохвалова Ю.И., Баданин Д.В., Киреев М.Н., Германчук В.Г., Никифоров А.К. Комплекс Bfr-O-антиген внешних мембран Francisella tularensis: получение, характеристика, возможности использования. Биотехнология. 2019; 35(1):73–81. DOI: 10.21519/0234-2758-2019-35-1-73-81.

24. Борисова С.В., Волох О.А., Кожевников В.А., Кравцов А.Л., Никифоров А.К. Динамика показателей иммунитета биомоделей, иммунизированных стресс-белками Francisella tularensis. Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2023; 19(3):6–13.

25. Терешкина Н.Е., Терехова И.В., Сырова Н.А., Девдариани З.Л., Ляшова О.Ю., Григорьева Г.В., Лобовикова О.А., Шульгина И.В., Иваненко И.Л., Захарова Н.Б., Безрукова Г.А., Спирин В.Ф. Конструирование и медицинские испытания моноклональной дот-иммуноферментной тест-системы для детекции туляремийного микроба «ДИАТул-М». Проблемы особо опасных инфекций. 2013; 2:42–5. DOI: 10.21055/0370-1069-20132-42-45.

26. Дыкман Л.А., Волох О.А., Кузнецова Е.М., Никифоров А.К. Иммуногенность конъюгатов протективных антигенных комплексов туляремийного микроба с наночастицами золота. Российские нанотехнологии. 2018; 13(7-8):36–43.

27. Микшис Н.И., Семакова А.П., Попова П.Ю., Кудрявцева О.М., Бугоркова С.А., Комиссаров А.В., Германчук В.Г., Попов Ю.А. Определение соответствия прототипа рекомбинантной сибиреязвенной вакцины требованиям, предъявляемым к иммунобиологическим препаратам. Инфекция и иммунитет. 2018; 8(3):388–92.

28. Микшис Н.И., Попов Ю.А., Шулепов Д.В. Аспорогенный рекомбинантный штамм Bacillus anthracis 55ΔТПА1Spo– (pUB110PA-1)-продуцент протективного антигена сибиреязвенного микроба. Патент РФ № 2321629, опубл. 10.04.2008.

29. Киреев М.Н., Тараненко Т.М., Храмченкова Т.А., Гусева Н.П., Полунина Т.А., Павлова В.И., Подборонова Н.А., Девдариани З.Л., Голова А.Б., Дальвадянц С.М. Изучение стабильности антигенных компонентов чумной химической вакцины (Ф1+ОСА) в тестах на «ускоренное старение» и стрессусловия. Проблемы особо опасных инфекций. 2009; 1:70–4. DOI: 10.21055/0370-1069-2009-1(99)-70-74.

30. Гаева А.В., Громова О.В., Дуракова О.С., Генералов С.В., Волох О.А. Современные подходы к контролю активных компонентов холерной химической вакцины. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2018; 1:152–7.

31. Гаева А.В., Громова О.В., Дуракова О.С., Генералов С.В., Ливанова Л.Ф., Волох О.А. Определение специфической активности компонентов холерной химической вакцины с использованием культуры клеток. Биотехнология. 2020; 36(3):82–9.

32. Громова О.В., Киреев М.Н., Дуракова О.С., Ливанова Л.Ф., Гаева А.В., Воробьева С.А., Волох О.А. Способ получения холерного токсина для контроля производства холерной химической вакцины. Патент РФ № 2799574, опубл. 06.07.2023. Бюл. № 19.

33. Воробьева С.А., Дуракова О.С., Волох О.А., Громова О.В. Возможность определения специфической активности О-АГ в производстве холерной химической вакцины с помощью дот-анализа. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2018; 18(3):318–9. DOI: 10.18500/1816-9775-2018-18-3-318-319.

34. Германчук В.Г., Уткин Д.В., Спицын А.Н., Киреев М.Н., Щербакова Н.Е. Индикация холерного токсина с помощью MALDI масс-спектрометрии. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2015; 3:27–31.