ПОЛУЧЕНИЕ ХИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ HBсAg, ЭКСПОНИРУЮЩИХ ФРАГМЕНТЫ MPER ВИЧ-1

Авторы: Рудометов А.П.¹, Рудометова Н.Б.², Зайцев Б.Н.³, Лебедев Л.Р.⁴, Ильичев А.А.⁵, Карпенко Л.И.⁶

Реферат

Эпидемия ВИЧ-1 является одной из самых острых проблем мирового здравоохранения. По ряду причин эффективной вакцины против этой инфекции на данный момент не создано. В настоящее время важным направлением в разработке вакцины против ВИЧ/СПИДа является конструирование иммуногенов, которые были бы способны индуцировать антитела, нейтрализующие широкий спектр штаммов ВИЧ-1 (bNAbs). Одним из подходов создания таких иммуногенов является конструирование химерных вирусоподобных частиц (VLPs), экспонирующих эпитопы, узнаваемые bNAbs. Целью исследования являлись получение и характеризация химерных VLPs на основе HBcAg, экспонирующих эпитопы, узнаваемые bNAbs 2F5 и 4E10. Материал и методы. Штаммы-продуценты химерных вариантов HBcAg получали путем трансформации клеток Escherichia coli BL21 рекомбинантными плазмидами, несущими гены HBcAg и содержащими встройки, кодирующие эпитопы bNAbs 2F5 и 4E10. Очистку рекомбинантных белков проводили с помощью гель-фильтрации на колонке с сефарозой CL-6B. Способность рекомбинантного HBcAg образовывать вирусоподобные частицы оценивали с помощью электронной микроскопии. Антигенные свойства эпитопов в составе химерных вариантов HBcAg анализировали с помощью иммуноблотинга. Результаты. Получена модифицированная нуклеотидная последовательность гена HBcAg, в состав которой были введены уникальные сайты рестрикции, фланкирующие район главной антигенной детерминанты кора. На основе данной генетической конструкции получены три рекомбинантные плазмиды, кодирующие химерные варианты НВсAg, включающие эпитопы bNAbs 2F5 и 4E10. С помощью иммуноблотинга установлено, что эпитопы, узнаваемые bNAbs, сохраняют свои антигенные свойства в составе химерных НВсAg.

Тэги

ВИЧ-1, антигены, рекомбинантный НВсАg, рекомбинантные иммуногены, bNAbs, MPER

Список литературы

1. Карпенко Л.И., Иванисенко В.А., Пика И.А., Чикаев Н.А., Ерошкин А.М., Меламед Н.В., Веремейко Т.А., Ильичев А.А. Анализ чужеродных эпитопов, встроенных в НВсAg. Возможные пути решения проблемы самоорганизации химерных коровых частиц. Молекул. биология. 2000; 34 (2): 223–229.

Karpenko L.I., Ivanisenko V.A., Pika I.A., Chikaev N.A., Eroshkin A.M., Melamed N.V., Veremeyko T.A., Il’ichev A.A. Analysis of foreign epitope inserts in HBcAg. Approaches to solving the problem of core particle self-assembly. Mol. Biol. (Mosc.) 2000; 34 (2): 194–199.

2. Рудометов А.П., Андреева Н.Б., Чикаев А.Н., Щербакова Н.С., Каплина О.Н., Карпенко Л.И. Антигенные свойства искусственного полиэпитопного ВИЧ-иммуногена. Сиб. науч. мед. журн. 2018; 8 (4): 37–43.

Rudometov A.P., Andreeva N.B., Chikaev A.N., Shcherbakova N.S., Kaplina O.N., Karpenko L.I. Antigenic properties of an artificial polyepitopic HIV immunogen. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2018; 8 (4): 37–43. [In Russian].

3. Рудометов А.П., Чикаев А.Н., Андреева Н.Б., Щербакова Н.С., Лебедев Л.Р., Каплина О.Н., Ильичев А.А., Карпенко Л.И. Химерный белок НВсАg, несущий миметик эпитопа, узнаваемого моноклональным антителом VRC01. Вопр. биол., мед. и фармац. химии. 2018; 21 (4): 46–51.

Rudometov A.P., Chikaev A.N., Andreeva N.B., Shcherbakova N.S., Lebedev L.R., Kaplina O.N., Il’ichev A.A., Karpenko L.I. Chimeric protein HBcAg carrying the epitope mimetic recognized by the monoclonal antibody VRC01. Voprosy biologicheskoy, meditsinskoy i farmatsevticheskoy khimii = Problems of Biological, Medical and Pharmaceutical Chemistry. 2018; 21 (4): 46–51. [In Russian].

4. Arora U., Tyagi P., Swaminathan S., Khannaet N. Chimeric Hepatitis B core antigen virus-like particles displaying the envelope domain III of dengue virus type 2. J. Nanobiotechnol. 2012; 10 (30): 1–6.

5. Baryshev P.B., Bogachev V.V., Gashnikova N.M. HIV-1 genetic diversity in Russia: CRF63_02A1, a new HIV type 1 genetic variant spreading in Siberia. AIDS Res. Hum. Retroviruses. 2014; 30 (6): 592–597.

6. Burton D.R., Mascola J.R. Antibody responses to envelope glycoproteins in HIV-1 infection. Nat. Immunol. 2015; 16 (6): 571–576.

7. Frietze K.M., Peabody D.S., Chackerian B. Engineering virus-like particles as vaccine platforms. Curr. Opin. Virol. 2016; 18: 44–49.

8. Grgacic E.V.L., Anderson D.A. Virus-like particles: passport to immune recognition. Methods. 2006; 40 (1): 60–65.

9. Haynes B.F., Burton D.R. Developing an HIV vaccine. Science. 2017; 355 (6330): 1129–1130.

10. Jegerlehner A., Tissot A., Lechner F. A molecular assembly system that renders antigens of choice highly repetitive for induction of protective B cell responses. Vaccine. 2002; 20 (25–26): 3104–3112.

11. Jennings G.T., Bachmann M.F. The coming of age of virus-like particle vaccines. Biol. Chem. 2008; 389 (5): 521–536.

12. Karpenko L.I., Ivanisenko V.A., Pika I.A. Insertion of foreign epitopes in HBcAg: how to make the chimeric particle assemble. Amino Acids. 2000; 18 (4): 329–337.

13. Korber B., Hraber P., Wagh K., Hahn B.H. Polyvalent vaccine approaches to combat HIV-1 diversity. Immunol. Rev. 2017; 275 (1): 230–244.

14. Manolova V., Flace A., Bauer M., Schwarz K., Saudan P., Bachmann M.F. Nanoparticles target distinct dendritic cell populations according to their size. Eur. J. Immunol. 2008; 38 (5): 1404–1413.

15. McCoy L.E., Burton D.R. Identification and specificity of broadly neutralizing antibodies against HIV. Immunol. Rev. 2017; 275 (1): 11–20.

16. Medina-Ramírez M., Garces F., Escolano A., Skog P., de Taeye S.W., Del Moral-Sanchez I., McGuire A.T., Yasmeen A., Behrens A.J., Ozorowski G. Design and crystal structure of a native-like HIV-1 envelope trimer that engages multiple broadly neutralizing antibody precursors in vivo. J. Exp. Med. 2017; 214 (9): 2573–2590.

17. Montero M., van Houten N.E., Wang X., Scott J.K. The membrane-proximal external region of the human immunodeficiency virus type 1 envelope: dominant site of antibody neutralization and target for vaccine design. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2008; 72: 54–84.

18. Muñoz-Barroso I., Salzwedel K., Hunter E., Blumenthal R. Role of the membrane-proximal domain in the initial stages of human immunodeficiency virus type 1 envelope glycoprotein-mediated membrane fusion. J. Virol. 1999; 73 (7): 6089–6092.

19. Pumpens P., Grens E. HBV core particles as a carrier for B cell/T cell epitopes. Intervirology. 2001; 44. 98–114.

20. Pumpens P., Grens E. The true story and advantages of the famous Hepatitis B virus core particles: Outlook 2016. Mol. Biol. 2016; 50: 489–509.

21. Sahay B., Nguyen C.Q., Yamamoto J.K. Conserved HIV epitopes for an effective HIV vaccine. J. Clin. Cell. Immunol. 2017; 8 (4): 1–27.

22. Shcherbakova N.S., Shalamova L.A., Delgado E., Fernández-García A., Vega Y., Karpenko L.I., Ilyichev A.A., Sokolov Y.V., Shcherbakov D.N., Pérez-Álvarez L., Thomson M.M. Molecular epidemiology, phylogeny, and phylodynamics of CRF63_02A1, a recently originated HIV-1 circulating recombinant form spreading in Siberia. AIDS Res. Hum. Retroviruses. 2014; 30 (9): 912–919.

23. Whitacre D.C., Lee B.O., Milich D.R. Use of hepadnavirus core proteins as vaccine platforms. Expert Rev. Vaccines. 2009; 8 (11): 1565–1573.

24. Zabel F., Kündig T.M., Bachmann M.F. Virus-induced humoral immunity: on how B cell responses are initiated. Curr. Opin. Virol. 2013; 3 (3): 357–362.

Об авторах (для корреспонденции):

Рудометов А.П., e-mail: rudometov_ap@vector.nsc.ru

Полный текст

snmzh_4-2019_rudometov_55-61.pdf

Поступило: 02/09/2019

Принято к печати: 02/09/2019