CC BY
0Ветеринарный врач. 2024. № 5. С. 47 - 51
The Veterinarian. 2024; (5): 47 - 51
Научная статья
УДК 619:616.9-036-22
DOI: 10.33632/1998-698Х 2024 5 47
АНТИГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ И ИММУНОГЕННЫЕ СВОЙСТВА ШТАММА «CHLAMYDIA VNITIBP-21».
Мария Игоревна Круглова, vnitibp@mail.ru
Ирина Николаевна Матвеева, доктор биологических наук, профессор, biolog1967@mail.ru
Олеся Анатольевна Богомолова, кандидат биологических наук, noo_vnitibp@mail.ru
Юрий Николаевич Федоров, доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, fun181@mail.ru
Степан Александрович Васильев, stepanvasilev0451@gmail.com
Лариса Сергеевна Люлькова, доктор биологических наук, профессор, vnitibp@mail.ru
и
Всероссийский
научно-исследовательский
технологический
институт
биологической
промышленности, г.о. Лосино-Петровский, Московская обл., Российская Федерация
Автор, ответственный за переписку: Олеся Анатольевна Богомолова.
Аннотация. Эффективность успешного ведения животноводства складывается из многих факторов, одним из которых является эпизоотическое благополучие. Инфекционные болезни представляют потенциальную угрозу здоровью животных и наносят колоссальный экономический ущерб животноводческой отрасли. Некоторые из возбудителей болезней, например, хламидии, представляют потенциальную угрозу не только производственной сфере, но и здоровью людей. Хламидии - обособленная группа бактерий, адаптированная к внутриклеточному паразитированию, характеризующаяся распространением среди широкого круга хозяев и разнообразием клинических проявлений. Chlamydia abortus способствует колонизации трофобластов плаценты и является одной из причин абортов и потери плода у овец, коз и крупного рогатого скота. В данной статье представлены результаты оценки антигенной активности и иммуногенных свойств C. abortus штамма «Chlamydia VNITIBP-21», выделенного от абортированного плода овцы в животноводческом хозяйстве Республики Марий Эл. В результате проведенных экспериментов установлено, что двукратное внутрибрюшинное введение мышам инактивированных хламидий штамма C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» защищает от интраназального заражения этим штаммом 98,5-99,5% белых мышей. Протективная активность от заражения штаммом C. abortis bovis К-8 ВИЭВ составила 93,0-95,0% и от заражения штаммом C. psittaci «К-8-К ВИЭВ» - 90,0-93,0%, при 100%-ной гибели мышей в контрольных группах. Таким образом штамм C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» обладает выраженными иммуногенными свойствами и может быть рекомендован для конструирования эффективных лекарственных препаратов ветеринарного назначения для диагностики и профилактики абортивных хламидиозов овец и коз.
Ключевые слова: Chlamydia abortus, хламидиоз, иммуногенные свойства, штамм, биологические препараты
Для цитирования: Круглова М.И., Матвеева И.Н., Богомолова О.А., Федоров Ю.Н., Васильев С.А., Люлькова Л.С. Антигенная активность и иммуногенные свойства штамма «Chlamydia VNITIBP-21» // Ветеринарный врач. 2024. № 5. С. 47 - 51. DOI: 10.33632/1998-698Х_2024_5_47
ANTIGENIC ACTIVITY AND IMMUNOGENIC PROPERTIES OF THE STRAIN
If
CHLAMYDIA VNITIBP-21
ff
Maria I Kruglova, vnitibp@mail.ru
Irina N.Matveeva, doctor of biological sciences, professor, biolog1967@mail.ru
Olesya A. Bogomolova, candidate of biological sciences, noo_vnitibp@mail.ru
Yuri N. Fedorov, doctor of biological sciences, corresponding member of the Russian Academy of Sciences, fun181@mail.ru
Stepan A.Vasiliev, stepanvasilev0451@gmail.com
48
Larisa S. Lyulkova, doctor of biological sciences, professor, vnitibp@mail.ru
All-Russian Scientific Research and Technological Institute of Biological Industry, Moscow region, Losino-Petrovsky, Russian Federation
Corresponding author: Olesya Anatolyevna Bogomolova.
Abstract. The effectiveness of successful livestock farming is made up of many factors, one of which is epizootic well-being. Infectious diseases pose a potential threat to animal health and cause enormous economic damage to the livestock industry. Some pathogens, such as chlamydia, pose a potential threat not only to the production sector, but also to human health. Chlamydia is a distinct group of bacteria adapted to intracellular parasitism, characterized by spread among a wide range of hosts and a variety of clinical manifestations. Chlamydia abortus promotes colonization of placental trophoblasts and is one of the causes of abortions and fetal loss in sheep, goats and cattle. This article presents the results of assessing the antigenic activity and immunogenic properties of C. abortus strain «Chlamydia VNITIBP-21» isolated from an aborted sheep fetus in a livestock farm in the Mari El Republic. The experiments showed that double intraperitoneal administration of inactivated chlamydia strain C. abortus Chlamydia VNITIBP-21 to mice protects 98.5-99.5% of white mice from intranasal infection with this strain. The protective activity against infection with the strain C. abortis bovis K-8 VIEV was 93.0-95.0% and against infection with the strain C. psittaci "K-8-K VIEV" - 90.0-93.0%, with 100% mortality of mice in the control groups. Thus, the strain C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» has pronounced immunogenic properties and can be recommended for the design of effective veterinary drugs for the diagnosis and prevention of abortive chlamydia in sheep and goats.
Keywords: Chlamydia abortus, Chlamydia, immunogenic properties, strain, biological preparations
Введение. Эффективность успешного ведения животноводства складывается из многих факторов, одним из которых является эпизоотическое благополучие. Инфекционные болезни представляют потенциальную угрозу здоровью животных и наносят колоссальный экономический ущерб животноводческой отрасли. Некоторые из возбудителей болезней, например хламидии, представляют потенциальную угрозу не только производственной сфере, но и здоровью людей. Поэтому обеспечение эпизоотического благополучия является одной из первостепенных задач, стоящих перед ветеринарными специалистами и учеными, работающими в этой области науки [2,3,8].
Chlamydiaceae представляют собой семейство грамотрицательных облигатных бактерий с внутриклеточным паразитизмом, характеризующиеся значительным ареалом распространения и широким спектром естественных хозяев, что обусловливает формирование природных очагов инфекции, а также антропургических очагов в условиях животноводческих комплексов. В настоящее время хламидии выявлены у большинства видов сельскохозяйственных животных (крупный рогатый скот, овцы, козы, свиньи, лошади), птиц, людей, а также у некоторых видов рыб, членистоногих и моллюсков. Наиболее значимый ущерб, наносимый хламидиями животноводству, связан с абортами, рождением нежизнеспособного и слабого молодняка, бронхопневмониями, артритами, кератоконьюнктивитами и энцефалитами [5, 6, 9].
Абортивный хламидиоз, вызываемый C. abortus, является распространенной инфекцией, сопровождающейся абортами на поздних сроках беременности у овец, коз, крупного рогатого скота и лошадей. Наиболее эффективной стратегией борьбы с данным видом патогена является вакцинопрофилак-тика. В настоящее время для профилактики хламидиозов животных (свиньи, крупный и мелкий рогатый скот, лошади) применяются ранее разработанные эмульсионные моно- и поливалентные вакцины, которые индуцируют иммунный ответ. Многолетний опыт применения данных биопрепаратов указывает на их способность вызывать формирование иммунитета к некоторым видам возбудителей хламидийных инфекций у вакцинированных животных. Однако, учитывая способность этого вида микроорганизмов к паразитированию в различных биологических моделях в ассоциации с другими штаммами или даже видами хламидий, а также наличие широкого спектра антигенных модификаций C. abortus, обитающих во внешней среде, возникла необходимость изыскания новых высокоиммуногенных штаммов хламидий с целью использования их протективных антигенов для конструирования эффективных лекарственных препаратов ветеринарного назначения [1, 4, 7, 10].
В связи с этим целью нашей работы явилось изучение антигенных и иммуногенных свойств штамма хламидий Chlamydia VNITIBP-21 и определения перспективности его использования в конструировании эффективных средств иммунопрофилактики хламидиозов различных видов животных.
49
Материалы и методы. В работе использованы штаммы: C.abortus «Chlamydia VNITIBP-21», выделенный в 2021 году от абортированного плода овцы в животноводческом хозяйстве д. Турма, Медведевского района Республики Марий Эл и депонирован в коллекции микроорганизмов Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко под номером В-1371, а также штаммы C. abortus bovis К-8 ВИЭВ и C. psittaci «К-8-К ВИЭВ», полученные из коллекции ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН. Родовую и видовую принадлежность штамма «Chlamydia VNITIBP-21» устанавливали с использованием молекулярно-генетических, морфологических и биохимических методов.
В качестве лабораторной модели для оценки иммуногенных свойств штамма C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» использовали белых нелинейных мышей живой массой 15-16 г (размещение, содержание и уход согласно ГОСТ 33216-2014). Мыши являются идеальной эффективной экспериментальной моделью для оценки эффективности вакцин против хламидиозов.
Для получения антигена использовали суточный монослой клеток ВНК-21, в который вносили хламидии в количестве 50 мкл и инкубировали в ростовой среде (среда DMEM с 5% фетальной сывороткой, 25 мМ раствора глюкозы и 5 мкг/мл антибиотика). 48-72 ч при 37°С. Это обеспечивало получение 80 - 90% инфицированных клеток. Определение белка в антигене проводили при длине волны 280 и 205 нм на спектрофотометрах BioMate 3 («Termo scientific», США) и Ez Drop 1000 (Blue-Ray Biotech, Тайвань). Изучение антигенных свойств штамма C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» проводили на морских свинках, живой массой 200- 250 грамм. Иммуногенную активность штамма C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» оценивали на белых мышах живой массой от 16 до 20 г.
Результаты исследований и их обсуждение. Оценку антигенных свойств выделенного нами штамма C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» проводили на морских свинках. Животные были разделены на 2 группы, по 6 голов каждая. Первая группа морских свинок была инфицирована антигеном внутрибрюшинным методом в дозе 0,5 см3. Животные 2-й группы были инфицированы интраназальным методом той же суспензией в дозе 0,2 см3. Пробы сывороток крови у животных всех групп отбирались в начале исследования и на 30 сутки после введения антигена. Оценку наличия в сыворотке крови комплементсвязывающих хламидийных антител проводили в РСК. Реакцию ставили с использованием «Набор для диагностики хламидиоза сельскохозяйственных животных в РСК и РДСК». Результаты иследований представлены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты серологических исследований крови морских свинок
Номер животного
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Группа
1 группа
интраназальное заражение
2 группа
внутрибрюшинное заражение
Титр антител в РСК 1:20 1:40 1:20 1:20 1:20 1:40 1:10 1:20 1:20 1:20 1:10 1:20
Средний титр
1:26
1:16
Как видно из таблицы, на 30 сутки после заражения в 1 группе морских свинок, инфицированных интраназальным методом, титры хламидийных комплементсвязывающих антител варьировались в пределах от 1:20 до 1:40. Средний титр был равен показателю 1:26. Во второй группе морских свинок, инфицированных путем внутрибрюшинной инъекции, титры антител в РСК варьировались в пределах 1:10 - 1:20, средний титр специфических хламидийных антител составил 1:16. У инфицированных животных титры хламидийных антител находились выше диагностического титра (1:10).
50
Оценку иммуногенных свойств выделенного нами штамма C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» проводили в сравнении со штаммами C. abortus bovis К-8 ВИЭВ и C. psittaci «К-8-К ВИЭВ», полученными из Всероссийской коллекции патогенных и вакцинных штаммов микроорганизмов-возбудителей инфекционных болезней животных ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН. В работе использовано 120 белых мышей, которых разделили на 12 групп по 10 мышей в группе. Первым трем группам мышей вводили антиген C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» с содержанием белка 20-40 мг/мл, следующим трем группам мышей - C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» с содержанием белка 40-60 мг/мл, следующим трем группам — C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» с содержанием белка 60-80 мг/мл. Мышей 3-х групп не иммунизировали, они служили контролем при заражении каждой экспериментальной группы.
Иммунизацию мышей осуществляли путем двукратного внутрибрюшинного введения инактивированного антигена C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» в дозе 0,3 мл. с интервалом в 14 дней. Через 28 дней после второй внутрибрюшинной иммунизации мышей всех групп заражали интраназально 10 % суспензиями, приготовленными из 3-х штаммов хламидий («К-8 ВИЭВ», «К-8-К ВИЭВ» и «Chlamydia VNITIBP-21»).
Для интраназального заражения мышей использовали штамм C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» с инфекционной активностью 105,0-105,5 ЭЛД50/0,3 мл в дозе 0,5 мл, а также штаммы C. abortis bovis К-8 ВИЭВ с инфекционной активностью 105,0-105,5 ЭЛД5о/0,3 мл в дозе 0,5 мл и C. psittaci «К-8-К ВИЭВ» с инфекционной активностью 105,0-105,5 ЭЛД5о/0,3 мл в дозе 0,5 мл. Результаты исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2
«Chlamydia VNITIBP-21»
Сравнительная оценка иммуногенных свойств штамма хламидий C. abortus
№№ групп
Иммунизация
C.abortus
1
4
7 Контроль
2
5
8 Контроль
3
6
9 Контроль
«Chlamydia VNITIBP-21», количество белка, мг/мл __________20-40_________
__________40-60_________
60-80
20-40
40-60
60-80
20-40
40-60
60-80
Интраназальное заражение
C.abortus «Chlamydia VNITIBP-21»
C. abortis bovis К-8 ВИЭВ
C. psittaci «К-8-К ВИЭВ»
Протективная активность, %
88,0-89,0
98,5-99,5
98,4-99,6 0
74,0-75,0
93,0-95,0
94,0-95,0 0
72,0-74,0
90,0-93,0
91,0-93,0 0
Заключение. Результаты серологических исследований показали, что штамм C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» вызывает выработку специфических хламидийных антител у морских свинок. Исследования на морских свинках показали, что у животных, инфицированных интраназальным методом наблюдались наиболее высокие показатели уровня концентрации компле-ментсвязывающих хламидийных антител в сыворотке крови.
В результате проведенных сравнительных исследований по оценке иммуногенных свойств установлено, что двукратное внутрибрюшинное введение мышам инактивированных хламидий штамма C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» защищает от интраназального заражения этим штаммом 98,5-99,5% белых мышей. Протективная активность от заражения штаммом C. abortis bovis К-8 ВИЭВ составила 93,0-95,0% и от заражения штаммом C. psittaci «К-8-К ВИЭВ» - 90,0-93,0%, при 100%-ной гибели мышей в контрольных группах. Таким образом штамм C. abortus «Chlamydia VNITIBP-21» обладает выраженными иммуногенными свойствами и может быть рекомендован для конструирования эффективных лекарственных препаратов ветеринарного назначения для диагностики и профилактики абортивных хламидиозов.
51
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Список источников
Евстифеев В.В. Разработка и усовершенствование биологических препаратов для диагностики и специфической профилактики хламидиоза животных. Автореферат дис^ д-ра биол. наук: 06.02.02. / Евстифеев Виталий Валерьевич. - Казань. 2015. - 47 С.
Самуйленко А.Я. Хламидиозы. Инфекционная патология животных /Самуйленко А.Я., Сюрин В.Н., Воронин Е.С., Ямникова С.С. и др.//Инфекционная патология. Москва.- 2003- том 5.- С. 4-9. Обухов И.Л., Васильев Д.А. Хламидиоз (Chlamydios). - Ульяновск. 2003 - 135 C.
Патент № 2798283 Российская Федерация. Штамм Chlamydia abortus "Chlamydia VNITIBP-21" для производства иммунобиологических лекарственных препаратов: № 2022123678: заяв. 06.09.2022: опуб. 21.06.2023 / Матвеева И.Н., Азимов К.А., Богомолова О.А. и др.
Орлянкин Б.Г. Современная классификация хламидий //Ветеринария. 2006. - № 1.- С. 23-26.
Федорова В.А. Хламидиозы животных и человека /В.А.Федорова, В.Л.Мотин // Наука. - М.: 2019. - 138 С.
Яковлев С.И. Усовершенствование средств специфической профилактики хламидиоза животных: автореф. на соиск. ученой степ. канд. вет. наук: 4.2.3 - инфекционные болезни и иммунология М., 2022. 26 с.
Mitura A. Free-living and captive turtles and tortoises as carriers of new Chlamydia spp. /A.Mitura, K.Niemczuk, K.Zarela, M.Zajac, K.Laroucau, and M.Szymanska- Czerwinska //PLoS One. 2017.-12 (9). Livingstone M. Efficacy of Two Chlamydia abortus Subcellular Vaccines in a Pregnant Ewe Challenge Model for Ovine Enzootic Abortion / M. Livingstone, S.R. Wattegedera, J. Palarea-Albaladoejo, K [et al]. //Vaccines.2021.-9(8).-P.898-916.
10. Sargison N.D. Identification of the 1B vaccine strain of Chlamydia abortus in aborted placentas during the investigation of toxaemic and systemic disease in sheep / N.D.Sargison, I.G.Truyers, F.E.Howie, [et al]. //New Zel. Vet. J. 2015.- 63(5).- P.284-287.
References
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Evstifeev V.V. Development and improvement of biological preparations for the diagnosis and specific prevention of animal chlamydia. Abstract of the dissertation of the Doctor of Biological Sciences: 02.06.02. / Evstifeev Vitaly Valeryevich. - Kazan. 2015. - 47 P.
Samuilenko A.Ya. Chlamydia. Infectious pathology of animals /Samuilenko A.Ya., Syurin V.N., Voronin E.S., Yamnikova S.S., etc.//Infectious pathology. Moscow.- 2003- volume 5.- pp. 4-9.
Obukhov I.L., Vasilev D.A. Chlamydia. - Ulyanovsk. 2003. - 135 P.
Patent № 2798283 Russian Federation. The strain of chlamydia abortus "chlamydia VNITIBP-21" for the production of immunobiological drugs: № 2022123678: appl. 09.06.2022 Matveeva I.N., Azimov K.A., O. Bogomolova.A. et al.
Orlyankin B.G. Modern classification of chlamydia //Veterinary medicine. 2006.
Fedorova V.A. Chlamydia of animals and humans /V.A.Fedorova, V.L.Motin // Nauka. - M.: 2019. - 138 P.
Yakovlev S.I. Improvement of specific prevention means for chlamydia in animals: Abstract of a PhD thesis in veterinary sciences: 4.2.3 - infectious diseases and immunology Moscow, 2022. 26 p.
Mitura A. Free-living and captive turtles and tortoises as carriers of new Chlamydia spp. /A.Mitura, K.Niemczuk, K.Zarela, M.Zajac, K.Laroucau, and M.Szymanska- Czerwinska //PLoS One. 2017.-12 (9). Livingstone M. Efficacy of Two Chlamydia abortus Subcellular Vaccines in a Pregnant Ewe Challenge Model for Ovine Enzootic Abortion /M.Livingstone, S.R.Wattegedera, J.Palarea-Albaladoejo, K [et al]. //Vaccines.2021.- 9(8).-P.898-916.
11. Sargison N.D. Identification of the 1B vaccine strain of Chlamydia abortus in aborted placentas during the investigation of toxaemic and systemic disease in sheep. / N.D.Sargison, I.G.Truyers, F.E.Howie, [et al]. // New Zel. Vet. J. 2015. - 63(5). - P.284-287.
Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Авторы подтверждают отсутствие конфликта финансовых/нефинансовых интересов, связанных с написанием статьи.
All authors have made an equivalent contribution to the preparation of the publication. The authors declare that there is no conflict of interest.
Принята к публикации / accepted for publication 09.09.2024;
© Круглова М.И., Матвеева И.Н., Богомолова О.А., Федоров Ю.Н., Васильев С.А., Люлькова Л.С. 2024
