Medical academic journalMedical academic journalМедицинский академический журнал1608-41012687-1378Eco-Vector7661410.17816/MAJ76614Conference proceedingsМатериалы конференцииConference Report, Theses of ReportProspects of using conservative linear B-cell epitopes of influenza virus A neuraminidase for induction of cross-protective immune responseПерспективы использования консервативных линейных B-клеточных эпитопов нейраминидазы вируса гриппа A для индукции кросс-протективного иммунного ответаhttps://orcid.org/0000-0002-7115-566257202008899J-6016-20183333-1546SychevIvan А.СычевИван Александрович
Russian Federation

Junior Researcher

младший научный сотрудник отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

atheneem@yandex.ru9691-3484KopeikinPavel M.КопейкинПавел Максимович
Russian Federation

Junior Researcher

младший научный сотрудник отдела общей патологии и патологической физиологии

pmkopeikin@mail.ru9221-5326TsvetkovaElena V.ЦветковаЕлена Викторовна
Russian Federation

PhD (Biol.), Senior Researcher; Associate Professor

канд. биол. наук, старший научный сотрудник отдела общей патологии и патологической физиологии; доцент кафедры биохимии

evtsvetkova72@mail.ru2913-4726ShamovaOlga V.ШамоваОльга Валерьевна
Russian Federation

Dr. Sci. (Biol.), Associate Professor, Head of the Department of General Pathology and Pathophysiology

д-р биол. наук, доцент, заведующая отделом общей патологии и патологической физиологии

oshamova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9794-35204881-3786DeshevaYulia A.ДешеваЮлия Андреевна
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), Associate Professor, Future Researcher; Professor of the Department of Fundamental Problems of Medicine and Medical Thechnologies

д-р мед. наук, доцент, ведущий научный сотрудник отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева; профессор кафедры фундаментальных проблем медицины и медицинских технологий

desheva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2801-15083469-3600Isakova-SivakIrina N.Исакова-СивакИрина Николаевна
Russian Federation

Dr. Sci. (Biol.), Head of Laboratory

д-р биол. наук, заведующая лабораторией иммунологии и профилактики вирусных инфекций отдела вирусологии им. А.А. Смородинцева

isakova.sivak@iemspb.ruInstitute of Experimental MedicineИнститут экспериментальной медициныSaint Petersburg State UniversityСанкт-Петербургский государственный университет22092021061220212131471512607202117082021Copyright ©; 2021, Sychev I.А., Kopeikin P.M., Tsvetkova E.V., Shamova O.V., Desheva Y.A., Isakova-Sivak I.N.Copyright ©; 2021, Сычев И.А., Копейкин П.М., Цветкова Е.В., Шамова О.В., Дешева Ю.А., Исакова-Сивак И.Н.2021Sychev I.А., Kopeikin P.M., Tsvetkova E.V., Shamova O.V., Desheva Y.A., Isakova-Sivak I.N.Сычев И.А., Копейкин П.М., Цветкова Е.В., Шамова О.В., Дешева Ю.А., Исакова-Сивак И.Н.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://journals.eco-vector.com/MAJ/article/view/76614

BACKGROUND: Influenza is a dangerous, widespread infectious disease that takes thousands of lives during annual epidemics, and also causes significant damage to the country’s economy. The most effective means of fighting the influenza virus is vaccination of the population. Due to the variability of influenza viruses, the strain composition of influenza vaccines must be updated annually. In this regard, an urgent task is to improve the existing influenza vaccines in order to expand their spectrum of action. One of the promising approaches is the targeted induction of the humoral immune response to the conservative linear epitopes of influenza A virus neuraminidase.

AIM: This project is aimed at assessing the immunogenicity and cross-protective activity of conserved neuraminidase epitopes in order to select promising targets for the targeted design of broad-spectrum influenza vaccines.

MATERIALS AND METHODS: Peptides corresponding to linear B-cell epitopes of neuraminidase were chemically synthesized de novo. The peptides were conjugated with keyhole limpet hemocyanin. CBA mice were immunized and challenged with A/PR/8/34 (H1N1) and A/Philippines/2/1982 (H3N2) viruses at a dose of 3 LD50. The survival rate of the animals was assessed within 14 days after infection. The immunogenicity of the peptides was assessed in a standard enzyme-linked immunosorbent assay using the recombinant neuraminidase proteins of the viruses A/California/07/2009 (H1N1) and A/Hong Kong/4801/2014 (H3N2) as antigen.

RESULTS: Immunization of neuraminidase with peptides MNPNQKIITIGS and ILRTQESEC, but not DNWKGSNRP, protected mice from lethality caused by the H1N1 and/or H3N2 virus. The protective potential of the peptides correlated with the levels of antineuraminidase antibodies after immunization.

CONCLUSIONS: The presence of a cross-protective potential in two conserved linear B-cell epitopes of influenza A neuraminidase (MNPNQKIITIGS and ILRTQESEC) allows them to be recommended as a target for the development of a broad-spectrum influenza vaccine.

Обоснование. Грипп — опасное, широко распространенное, социально значимое инфекционное заболевание, которое уносит десятки тысяч жизней в период ежегодных эпидемий, а также наносит существенный ущерб экономике страны. Наиболее эффективное средство борьбы с вирусом гриппа — вакцинопрофилактика населения. Из-за высокой изменчивости вирусов гриппа штаммовый состав гриппозных вакцин необходимо обновлять практически ежегодно. В этой связи актуальной задачей является усовершенствование существующих гриппозных вакцин с целью расширения их спектра действия. Один из перспективных подходов заключается в направленной индукции гуморального иммунного ответа к консервативным линейным эпитопам нейраминидазы вируса гриппа А.

Цель. Настоящий проект направлен на оценку иммуногенности и кросс-протективной активности консервативных эпитопов нейраминидазы с целью отбора перспективных мишеней для целенаправленного конструирования гриппозных вакцин широкого спектра действия.

Материалы и методы. Пептиды, соответствующие линейным В-клеточным эпитопам нейраминидазы, были химически синтезированы de novo. Пептиды конъюгировали с гемоцианином лимфы улитки. Иммунизировали мышей линии CBA, подвергали их челлендж-инфекции вирусами A/PR/8/34 (H1N1) и A/Philippines/2/1982 (H3N2) в дозе 3 LD50. Выживаемость животных определяли в течение 14 дней после заражения. Иммуногенность пептидов оценивали в стандартном иммуноферментном анализе с использованием в качестве антигена рекомбинантных белков нейраминидазы вирусов А/California/07/2009 (H1N1) и А/Hong Kong/4801/2014 (H3N2).

Результаты. Иммунизация нейраминидазы пептидами MNPNQKIITIGS и ILRTQESEC, но не DNWKGSNRP защищала мышей от летальности, вызванной вирусом H1N1 и/или H3N2. При этом защитный потенциал пептидов коррелировал с уровнями антинейраминидазных антител после иммунизации.

Заключение. Наличие кросс-протективного потенциала у двух консервативных линейных В-клеточных эпитопов нейраминидазы вируса гриппа А (MNPNQKIITIGS и ILRTQESEC) позволяет рекомендовать их в качестве мишени для разработки противогриппозной вакцины широкого спектра действия.

influenza A virusimmune responseuniversal influenza vaccineheterosubtypic immune responseantineuraminidase antibodieslinear B-cell epitopesвирус гриппа Аиммунный ответуниверсальная гриппозная вакцинагетеросубтипический иммунный ответантинейраминидазные антителалинейные В-клеточные эпитопыИсследование выполнено при поддержке гранта Президента Российской Федерации (№ МД-327.2020.7).Wohlbold TJ, Krammer F. In the shadow of hemagglutinin: a growing interest in influenza viral neuraminidase and its role as a vaccine antigen. Viruses. 2014;6(6):2465–2494. DOI: 10.3390/v6062465Wohlbold T.J., Krammer F. In the shadow of hemagglutinin: a growing interest in influenza viral neuraminidase and its role as a vaccine antigen // Viruses. 2014. Vol. 6, No. 6. P. 2465–2494. DOI: 10.3390/v6062465Sychev IA, Kopeikin PM, Tsvetkova EV, et al. Induction of cross-reactive antibodies in mice immunized with conserved influenza A virus neuraminidase-derived linear B-cell epitopes. Russian Journal of Infection and Immunity. 2021;11(3):463–472. (In Russ.) DOI: 10.15789/10.15789/2220-7619-IOC-1343Сычев И.А., Копейкин П.М., Цветкова Е.В. и др. Индукция перекрестнореактивных антител у мышей, иммунизированных консервативными линейными В-клеточными эпитопами нейраминидазы вируса гриппа А // Инфекция и иммунитет. 2021. Т. 11, № 3. C. 463–472. DOI: 10.15789/10.15789/2220-7619-IOC-1343Krammer F, Fouchier RAM, Eichelberger MC, et al. NAction! How can neuraminidase-based immunity contribute to better influenza virus vaccines? mBio. 2018;9(2):e02332–17. DOI: 10.1128/mBio.02332-17Krammer F., Fouchier R.A.M., Eichelberger M.C. et al. NAction! How can neuraminidase-based immunity contribute to better influenza virus vaccines? // mBio. 2018. Vol. 9, No. 2. P. e02332–17. DOI: 10.1128/mBio.02332-17Gottlieb T, Ben-Yedidia T. Epitope-based approaches to a universal influenza vaccine. J Autoimmun. 2014;54:15–20. DOI: 10.1016/j.jaut.2014.07.005Gottlieb T., Ben-Yedidia T. Epitope-based approaches to a universal influenza vaccine // J. Autoimmun. 2014. Vol. 54. P. 15–20. DOI: 10.1016/j.jaut.2014.07.005Herrera-Rodriguez J, Meijerhof T, Niesters HG, et al. A novel peptide-based vaccine candidate with protective efficacy against influenza A in a mouse model. Virology. 2018;515:21–28. DOI: 10.1016/j.virol.2017.11.018Herrera-Rodriguez J., Meijerhof T., Niesters H.G. et al. A novel peptide-based vaccine candidate with protective efficacy against influenza A in a mouse model // Virology. 2018. Vol. 515. P. 21–28. DOI: 10.1016/j.virol.2017.11.018Soema PC, Rosendahl Huber SK, Willems GJ, et al. Whole-inactivated influenza virus is a potent adjuvant for influenza peptides containing CD8+ T cell epitopes. Front Immunol. 2018;9:525. DOI: 10.3389/fimmu.2018.00525Soema P.C., Rosendahl Huber S.K., Willems G.J. et al. Whole-inactivated influenza virus is a potent adjuvant for influenza peptides containing CD8+ T cell epitopes // Front. Immunol. 2018. Vol. 9. P. 525. DOI: 10.3389/fimmu.2018.00525Xiao J, Zhang L, Wang Z, et al. Conserved peptides enhance immune efficiency of inactive vaccines against emerging avian influenza viruses in chicken. Sci China Life Sci. 2017;60(12):1340–1347. DOI: 10.1007/s11427-017-9153-2Xiao J., Zhang L., Wang Z. et al. Conserved peptides enhance immune efficiency of inactive vaccines against emerging avian influenza viruses in chicken // Sci. China Life Sci. 2017. Vol. 60, No. 12. P. 1340–1347. DOI: 10.1007/s11427-017-9153-2