Научная статья на тему 'Изучение возможности использования нанодисперсии экстракта бересты в качестве адъюванта вакцинных препаратов'

Изучение возможности использования нанодисперсии экстракта бересты в качестве адъюванта вакцинных препаратов Текст научной статьи по специальности «Прикладная генетическая инженерия»

1052
138
Поделиться
Ключевые слова
АДЪЮВАНТЫ / ВАКЦИНЫ / ИММУНОГЕННОСТЬ

Аннотация научной статьи по биотехнологии, автор научной работы — Красильников И. В., Иванов А. В., Николаева А. М., Машин В. В.

Показана перспективность использования нанодисперсии экстракта бересты в качестве адъюванта вакцинных препаратов. Экспериментальные вакцины с применением адъюванта растительного происхождения проявили высокие иммуногенные свойства, превосходящие свойства аналогичных вакцин с гидроксидом алюминия.

Похожие темы научных работ по биотехнологии , автор научной работы — Красильников И.В., Иванов А.В., Николаева А.М., Машин В.В.,

The present study relate to the use of birch bark extract nanodispersion as vaccine preparation adjuvant. The experimental vaccines with the use of a plant-derived adjuvant have revealed high immunogenic properties and demonstrated more advancing properties versus the similar vaccines with aluminum hydroxide.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Изучение возможности использования нанодисперсии экстракта бересты в качестве адъюванта вакцинных препаратов»

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОДИСПЕРСИИ ЭКСТРАКТА БЕРЕСТЫ В КАЧЕСТВЕ АДЪЮВАНТА ВАКЦИННЫХ ПРЕПАРАТОВ

И.В. Красильников, А.В. Иванов, А.М. Николаева, В.В. Машин

ФГУП "НПО "Микроген" Минздравсоцразвития России, Москва E-mail: i.v.krasilnikov@microgen.ru

STUDIES OF POSSIBLE USE OF BARK BIRCH EXTRACT NANODISPERSION AS VACCINE PREPARATION ADJUVANT

I.V. Krasilnikov, A.V. Ivanov, A.M. Nikolaeva, V.V. Mashin

Federal State Unitary Company "Microgen" Scientific Industrial Company of the Ministry of Health and Social Development of the Russian

Federation, Moscow

Показана перспективность использования нанодисперсии экстракта бересты в качестве адъюванта вакцинных препаратов. Экспериментальные вакцины с применением адъюванта растительного происхождения проявили высокие иммуногенные свойства, превосходящие свойства аналогичных вакцин с гидроксидом алюминия.

Ключевые слова: адъюванты, вакцины, иммуногенность.

Сибирский медицинский журнал, 2011, Том 26, № 2, Выпуск 2

The present study relate to the use of birch bark extract nanodispersion as vaccine preparation adjuvant. The experimental vaccines with the use of a plant-derived adjuvant have revealed high immunogenic properties and demonstrated more advancing properties versus the similar vaccines with aluminum hydroxide.

Key words: adjuvants, vaccines, immunogenicity.

Введение

Разработка новых классов адъювантов является перспективным направлением современной иммунобиологической промышленности. Согласно последним исследованиям, адъюванты являются незаменимыми для развития В- и Т-клеточного ответа, стимулируя антиген-пре-зентирующие клетки (в особенности, дендритные) на синтез ко-стимулирующих молекул, процессирование и презентацию антигенов, миграцию в лимфатические узлы, секретирование цитокинов. Таким образом, адъюванты способны не только вызывать мощный иммунный ответ на различные антигены, но и эффективно управлять им, избирательно воздействуя на Тх1 (клеточный иммунный ответ), Тх2 (гуморальный иммунный ответ), цитотоксический Т-клеточный ответ, а также стимулируя неспецифический иммунитет [1].

В последнее время проводятся интенсивные исследования тритерпеноидов лупанового ряда в качестве средств доставки лекарственных субстанций [3-6]. В МИТХТ им. М.В. Ломоносова А.П. Каплуном с соавт. создан носитель лекарственных и диагностических средств, на основе экстракта бересты в форме водной нанодисперсии. Разработанный носитель эффективно включает не только лекарственные средства, но и обладает выраженной биологической активностью: адаптогенной, антиоксидант-ной, иммуномодулирующей, противовирусной, противо-бактериальной [2, 7].

Цель исследования: изучить возможность использования нанодисперсии экстракта бересты (САНЧ) в качестве адъюванта вакцинных препаратов.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Материал и методы

Адъювантные свойства САНЧ изучали в опытах на животных на модели двух вакцинных препаратов: вакцины гепатита В и расщепленной вакцины против гриппа птиц (Split) на основе штамма H5N1 Nibrq-14 (А/Вьетнам/ 1194/2004), таблица 1.

Иммунизацию животных проводили по следующим схемам:

1. Морским свинкам массой 350-400 г двукратно подкожно с интервалом 14 дней вводили вакцины гепатита В с различными адъювантами в объеме 0,5 мл (10 мкг HBsAg). На 14 и 28-й день после иммунизации в сыворотках морских свинок методом иммунофер-ментного анализа (ИФА) определяли антитела к поверхностному антигену вируса гепатита В.

2. В эксперименте с гриппозными вакцинами использовали мышей линии BALB/c массой тела 10-13 г. Иммунизацию осуществляли следующим образом: в каждую из задних лапок мышей вводили по 100 мкл свежеприготовленных растворов (с адъювантами или без них) внутримышечно из расчета 0,5 мкг гемагглю-тинина на животное.

На 14-й день после иммунизации в сыворотках мышей методом ИФА определяли антитела к вирусу А/Вьетнам/1194/2004 (Н5Ш) по стандартной методике. На 15-й день на базе Института экспериментальной ветеринарии им. Я.Р. Коваленко проводили заражение мышей высокопатогенным Н5Ш вирусом А/Курица/Курган/3/ 2005. С этой целью всех мышей маркировали и помещали в 50-литровый контейнер с подводящей и отводящей трубками. По первой трубке поступал аэрозоль вируса, полученный на ультразвуковом ингаляторе “Муссон” (Алтайский приборостроительный завод, Барнаул), вторая, отводящая, трубка выводилась на НЕРА-фильтр. Содержание вирусных частиц в единице объема аэрозоля рассчитывали согласно методике А.В. Овчаренко и соавт. [8]. Расчетная доза вируса около 104 ТСГО50/мышь, что составляет более 100 LD50. Через один час после прекращения подачи аэрозоля50каждую группу мышей помещали в отдельную клетку и наблюдали в течение 17 дней, отмечая ежедневно павших животных.

Результаты и обсуждение

Результаты испытания экспериментального адъюванта САНЧ в составе вакцины гепатита В представлены в таблице 2.

Из представленных данных видно, что после первой прививки СГТ в исследуемых группах животных практически не отличались. После второй прививки в группах животных, в которых использовался адъювант САНЧ наблюдался достоверно (р<0,05) более высокий уровень анти-НВБ (примерно в 2 раза выше), чем в группе животных, иммунизированных коммерческой вакциной. При этом следует отметить тот факт, что снижение концентрации САНЧ в 10 раз (с 500 до 50 мкг) не оказывало влияния на иммуногенные свойства вакцины гепатита В: различия величин СГТ между сравниваемыми группами не существенны (р>0,05). Таким образом, было показано, что адъювантирующие свойства САНЧ проявляются в концен-

Таблица 1

Варианты композиций вакцинных препаратов использованных в эксперименте

Вариант № HBsAg, мкг/мл ГА**, мкг/мл Al(OH)3, мкг/мл САНЧ*, мкг/мл

1 20 - 500 -

2 20 - - 50

3 20 - - 0 0 5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4 - 2,5 - -

5 - 2,5 - 420

6 - 2,5 - 42

7 - 2,5 420 -

8 - 2,5 42 -

Примечание: * - отрицательно заряженные частицы размерами около 100 нм, любезно предоставленные проф. А.П. Каплуном; ** - гемагглютинин.

И.В. Красильников и соавт.

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОДИСПЕРСИИ...

Таблица 2

Результаты изучения иммуногенных свойств вакцины гепатита В с адъювантами различной природы

№ варианта Количество препарата введенного одному животному Средняя геометрическая титра (СГТ), мМЕ/мл

1-я прививка 2-я прививка

1 Контроль (коммерческая вакцина гепатита В (10 мкг 16,3 718,7

НВ$Ад + 250 мкг А1(ОН)3) [5,6-47,2] [450,9-1145,5]

2 10 мкг НВ$Ад + 25 мкг 16,4 1484,9*

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

САНЧ [8,99-29,8] [809,7-2723,2]

3 10 мкг НВ$Ад + 250 мкг 11,7 1500,3*

САНЧ [5,2-26,3] [1057,96-2127,6]

Примечание: *различия средних величин существенные по сравнению с

контролем.

трациях значительно меньших, чем широко используемый адъювант - гель гидроксида алюминия, обеспечивая высокий иммунный ответ на вакцину гепатита В.

В следующей серии экспериментов были изучены адъювантные свойства САНЧ в составе гриппозной БрШ-вак-цины, результаты которых представлены в таблице 3.

Результаты ИФА показали, что из препаратов с адъювантами максимальный уровень антител обеспечила вакцинная композиция с высокой дозой САНЧ, затем гидроксидом алюминия и с низкой дозой САНЧ. При этом БрШ-вакцина (без адъюванта) обеспечила 57,9% защиту мышей, несмотря на то, что титр антител, определяемый в сыворотке крови, был низким (<20). Добавление к БрШ-вакцине в качестве адъюванта гидроокиси алюминия практически не повлияло на защитные свойства вакцины. Увеличению количества выживших мышей (максимально на 20%) способствовало применение в качестве адъюванта САНЧ в количестве 420 мкг/мл (вариант 5, табл. 1).

Таким образом, в отличие от геля гидроксида алюминия, композиции с которым сходны по протективной способности со БрШ-вакциной без адъюванта, адъюванты на основе САНЧ достоверно повышали как уровень антител, так и протективную активность вакцин.

Заключение

В модельных экспериментах было установлено, что нанодисперсия экстракта бересты обладает выраженными адъювантирующими свойствами. Экспериментальные вакцины на основе расщепленного вируса гриппа птиц Н5Ш А/Вьетнам/1194/2004 и рекомбинантного HBsAg с применением адъюванта растительного происхождения по иммуногенности превосходили аналогичные вакцины с гелем гидроксида алюминия. Полученные результаты указывают на перспективность использования нанодисперсии экстракта бересты в качестве адъюванта вакцинных препаратов. Необходимо дальнейшее углубленное изучение свойств нового адъюванта.

Таблица 3

Результаты изучения протективных и иммуногенных свойств Split-вакцины в опытах на мышах с адъювантами различной природы

№ варианта Количество препарата введенного одному животному Титр антител к H5N1 в ИФА* Количество мышей до/ после заражения (1-й день / 17-й день) % выживших мышей после заражения

4 0,5 мкг ГА <20 19/11 57,9

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5 0,5 мкг ГА +

84 мкг САНЧ 800 17/14 82,4

6 0,5 мкг ГА +

8,4 мкг САНЧ 400 19/13 68,4

7 0,5 мкг ГА +

84 мкг Al(OH)3 400 15/9 60,0

8 0,5 мкг ГА +

8,4 мкг Al(OH)3 400 19/12 63,2

9 контроль** <20 20/0 0

Примечание: * - единицы измерения - величина обратная разведению сыворотки; ** - фосфатный буферный раствор.

Литература

1. Manmohan S. Vaccine adjuvants and delivery systems. -Hoboken, New Jersey, USA : John Wiley and Sons, 2007. -457 p.

2. Каплун А.П., Илларионов В.В. и др. Носитель лекарственных и диагностических средств. Пат. РФ № 2322998 С1. Опубл. 27.04.08; Бюл. № 12.

3. Кузнецова С.А., Кузнецов Б.Н., Веселова О.Ф. и др. Изучение состава гексанового экстракта бересты и его токсико-фар-макологических свойств // Химия растительного сырья. -2008. - № 1. - С. 45-49.

4. Покровский А.Г., Плясунова О.А., Ильичева Т.Н. и др. Синтез производных растительных тритерпенов и исследование их противовирусной и иммуностимулирующей активности // Химия в интересах устойчивого развития. - 2001. -№ 9. - С. 485-491.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Толстиков Г.А., Флехтер О.Б., Шульц Э.Э. и др. Бетулин и его производные. Химия и биологическая активность // Химия в интересах устойчивого развития. - 2005. - № 13. - С. 130.

6. Флехтер О.Б., Карачурина Л.Т., Поройков В.В. и др. Синтез эфиров тритерпеноидов группы лупана и их гепатопротек-торная активность // Биооорганическая химия. - 2000. -Т. 26, № 3. - С. 215-223.

7. Красильников И.В., Гамбарян А.С., Машин В.В. и др. Имму-ногенные и протективные свойства инактивированных и живых кандидатных вакцин против высокопатогенных вирусов гриппа H5N1 // Вопросы вирусологии. - 2010. -Т. 55, № 4. - С. 16-19.

8. Ovcharenko A.V., Zhirnov O.P. Aprotinin aerosol treatment of influenza and para-myxovirus bronchopneumonia of mice // Antiviral Res. - 1994. - Vol. 23. - P. 107-118.

Поступила 18.04.2011