epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2015-14-4-86-93epidemiology-389Research ArticleВАКЦИНОПРОФИЛАКТИКАVACCINAL PREVENTIONИммуногенная активность секретируемых белоксодержащих соединений Staphylococcus aureus № 6Immunogenic Activity of Secreted Protein-Based Compounds Staphylococcus aureus № 6ГруберИ. М.GruberI. M.igruber_instmech@mail.ruАсташкинаЕ. А.AstashkinaE. A.selena7-87@rambler.ruЛебединскаяО. В.LebedinskayaO. V.lebedinska@mail.ruЕгороваН. Б.EgorovaN. B.КиселевскийМ. В.KiselevskyM. V.kisele@inbox.ruДоненкоФ. В.DonenkoF. V.f20005@list.ruЯстребоваН. Е.YastrebovaN. E.ИгнатоваО. М.IgnatovaO. M.КурбатоваЕ. А.KurbatovaE. A.ЧеркасоваЛ. С.CherkasovaL. S.ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова»РоссияFederal State Budgetary Research Institution «I.I. Mechnikov Sientific Research Institute for Vaccine and Sera» MoscowRussian FederationГБОУ ВПО «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера» Минздрава РоссииРоссияState Budgetary Educational Institution of Additional Professional Education «E.A. Vagner Permskaya State Medical University» of Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian FederationФГБНУ «Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина»РоссияFederal State Budgetary Research Institution «N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center»Russian Federation2015200820151448693Copyright © Грубер И.М., Асташкина Е.А., Лебединская О.В., Егорова Н.Б., Киселевский М.В., Доненко Ф.В., Ястребова Н.Е., Игнатова О.М., Курбатова Е.А., Черкасова Л.С., 20152015Грубер И.М., Асташкина Е.А., Лебединская О.В., Егорова Н.Б., Киселевский М.В., Доненко Ф.В., Ястребова Н.Е., Игнатова О.М., Курбатова Е.А., Черкасова Л.С.Gruber I.M., Astashkina E.A., Lebedinskaya O.V., Egorova N.B., Kiselevsky M.V., Donenko F.V., Yastrebova N.E., Ignatova O.M., Kurbatova E.A., Cherkasova L.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/389

Трудность терапии инфекций, вызываемых S. aureus, определяется резистентностью возбудителя к применяемым антибиотикам, хроническим характером течения болезни, а также развитием на ее фоне снижения функций врожденного иммунитета и резистентности организма к инфекции. Несмотря на многочисленные усилия исследователей, в настоящее время отсутствуют противостафилококковые препараты, эффективность которых была бы установлена в завершенных клинических испытаниях.

Цель работы

Цель работы: получение секретируемых белоксодержащих соединений S. aureus № 6 и изучение их иммуногенных свойств.

Материалы и методы

Материалы и методы. Секретируемые белоксодержащие соединения (БСС) получали: «исходное» – из фильтратов культуральной жидкости S. aureus № 6, выращенных до конца фазы экспоненциального роста в соответствии с описанной ранее технологией I БСС и II БСС – после ионообменной хроматографии «исходного» БСС на колонках соответственно Q-Sepharose и DEAESepharose. Накопление специфических IgG в сыворотках крови иммунизированных кроликов и мышей изучали в ИФА, иммуногенную активность – в опытах активной и пассивной защиты мышей линии BALB/с, по обсемененности органов и анализу формирования абсцессов в почках. Результаты. Изученные БСС обладали антигенной активностью (повышение в 2,2 – 7,5 раза уровня специфических IgG в сыворотках иммунизированных животных по сравнению с контролем), что свидетельствует об стимуляции системы адаптивного иммунитета и о существенной протективной активности: в опытах по активной (индекс эффективности 2,63 – 4,28) и пассивной защите. Иммунизация мышей «исходным» и II БСС значительно снижала высеваемость S. aureus из тканей почек мышей и формирование абсцессов в почках. Это свидетельствует о влиянии изучаемых БСС на тяжесть течения стафилококковой инфекции и позволяет предположить их терапевтическое действие.

Заключение

Заключение. Проведенный комплексный анализ выявил перспективность дальнейшего изучения «исходного» и II белоксодержащих соединений, имеющих высокий протективный потенциал в доклинических исследованиях, в качестве кандидатов на включение в состав препарата для иммунопрофилактики и иммунотерапии инфекций, вызываемых S. aureus. 

Difficulties in the therapy of infection, caused by S. aureus, depends on the resistance of staphylococci to antibiotics, proceeding to chronicity of the diseases and the development on that background the depression of innate immunity functions and decreasing of the host resistance to the infection. In spite of tremendous efforts of researchers, up to date there are no commercial antistaphylococcal vaccine the efficacy of which would be proved in the completed clinical trials.

Aim

Aim: obtaining secreted protein-based substances of the S. aureus № 6 and investigation their immunogenicity.

Material and methods

Material and methods. Secreted protein-based substances (SPS) were obtain as: «initial» – from the filtrates of the culture fluid of the S. aureus № 6, grown to the end of the exponential phase according to the technology described previously [9], and I SPS and II SPS – after the ion-exchange chromatography of the «initial» SPS on the columns with Q-Sepharose and DEAE-Sepharose. The level of specific IgG antibodies in sera of immunized rabbits and mice determined in ELISA, the immunogenic activity evaluated in experiments of active and passive protection from the challenge performed on BALB/с mice and also by the determination of the bacterial content in organs and in the test of abscesses formation in kidneys. Results. Investigated SBS possessed the antigenic activity (the level of specific IgG antibodies in sera of immunized animals increased 2.2 – 7.5 times compared to the control groups), that is favor of the activation of the adaptive immunity system and significant protective activity revealed in experiments of active (index of efficacy 2.63 – 4.28) and passive protection. The immunization of mice with the «initial» and II SPS led to significant decrease of the number of colonyforming units of S. aureus and formation of abscesses in kidneys of mice. It is evidently, that investigated SPS, influence on the severity of staphylococcal infection and possesses the therapeutic effect.

белоксодержащие соединениясекретируемые S. aureusантителопротективные свойствавысеваемость из почкиабсцессы в почкахsecreted protein-based substances of S. aureusantibodyprotective propertiescolony-forming units in kidneyskidney’s abscessReferencesПокровский В.И., Акимкин В.Г., Брико Н.И, Брусина Е.Б., Зуева Л.П., Ковалишена О.В. и др. Внутрибольничные инфекции: новые горизонты профилактики. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2011; 1: 4 – 7.Pokrovsky V.I., Akimkin V.G., Briko N.I., Brusina E.B., Zueva L.P. Kovalishena O.V. et al. Nosocomial infections: new horizons of the prophylaxis. Epidemiologia i Infektionnye Bolesni. 2011; 1: 4 – 7 (in Russian).Семенов Б.Ф. Терапевтические вакцины. Российские медицинские вести. 2000; 5 (3): 26 – 32.Semenov B.F. Therapeutic vaccines-. Rossiskiye Meditsinskye Vesti. 2000; 5 (3): 26 – 32 (in Russian).Хаитов Р.М., Пинегин Б.В. Иммуномодуляторы: механизм действия и клиническое применение. Иммунология. 2003; 4: 196 – 203.Khaitov R.M., Pinegin B.V. Immunomodulators: mechanism of action and clinical usage. Immunologiya. 2003; 4: 196 – 203 (in Russian).Otto M. Novel targeted immunotherapy approaches for staphylococcal infection. Expert Opin Biol Ther. 2010 July; 10 (7): 1049 – 1059. Doi:10.1517/14712598.2010.495115.Otto M. Novel targeted immunotherapy approaches for staphylococcal infection. Expert Opin Biol Ther. 2010 July; 10 (7): 1049 – 1059. Doi: 10.1517/14712598.2010.495115.Грубер И.М., Егорова Н.Б., Курбатова Е.А., Михайлова Н.А. Стратегия разработки противостафилококковых иммунопрофилактических и иммунотерапевтических препаратов. Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2013; 4: .31 – 38.Gruber I.M., Egorova N.B., Kurbatova E.A., Mikhailova N.A. Strategy for design of antistaphylococcal drugs for immunoprophylaxis and immunotherapy. Epidemiologia i Infektionnye Bolesni. Aktualniye voprosi. 2013; 4: 31 – 38 (in Russian).Егорова Н.Б., Ефремова В.Н., Курбатова Е.А., Грубер И.М. Экспериментальная и клинико-иммунологическая оценка бесклеточной стафилококковой вакцины «Стафиловак». Журн. микробиологии. 2008; 6: 102 – 108.Egorova N.B., Efremova V.N., Kurbatova E.A., Gruber I.M. Experimental, clinical and immunologic assessment of acellular staphylococcal vaccine «Staphylovac». Zh. Microbiol. Epidemiol. Immunobiol. 2008; 6: 102 – 108 (in Russian).Тришин А.В., Доненко Ф.В., Курбатова Е.А., Воюшин К.Е., Киселевский М.В., Егорова Н.Б. и др. Протективная активность секретируемых белков Streptococcus pneumoniae и Klebsiella pneumoniae. Журн. микробиологии. 2008; 4: 46 – 50.Trishin A.V., Donenko F.V., Kurbatova E.A., Voyushin K.E., Kiselevsky M.V., Egorova N.B. et al. B.F. Protective activity of secreted proteins of Streptococcus pneumoniae and Klebsiella pneumoniae. Zh. Microbiol. Epidemiol. Immunobiol. 2008; 4: 46 – 50 (in Russian).Борисова О.Ю., Грубер И.М., Егорова Н.Б., Игнатова О.М., Асташкина Е.А. Генетическая характеристика штамма Staphylococcus aureus № 6 – продуцента секретируемых белоксодержащих соединений, обладающих протективными свойствами. Журн. микробиологии. 2014; 6: 43 – 48.Borisova O.Yu., Gruber I.M., Egorova N.B., Ignatova O.M., Astashkina E.A. Genetic characteristics of Staphylococcus aureus № 6 strain — producer of secreted protein-containing compounds possessing protective properties. Zh. Microbiol. Epidemiol. Immunobiol. 2014; 6: 43 – 48 (in Russian).Грубер И.М., Доненко Ф.В., Игнатова О.М., Асташкина Е.А., Зиганшин Р.К., Зарядьева Е.А. и др. Анализ внеклеточного протеома Staphylococcus aureus № 6 в конце фазы экспоненциального роста. Журн. микробиологии. 2013; 3: 3 – 12.Gruber I.M., Donenko F.V., Ignatova, O.M., Astashkina E.A., Ziganshin R.K., Zaryadieva E.A., Semenova I.B., Kurbatova E.A., Cherkasova L.S., Tarasova O.E., Kiselevksy M.V. Analysis of extracellular proteome of Staphylococcus aureus 6 at the end of exponential growth phase. Zh. Microbiol. Epidemiol. Immunobiol. 2013; 3: 3 – 12 (in Russian).Грубер И.М., Доненко Ф.В., Асташкина Е.А., Игнатова О.М., Егорова Н.Б., Ванеева Н.П. и др. Способ получения протективной белоксодержащей фракции бактерий. Патент РФ, № 2533815; 2014.Gruber I.M., Donenko F.V., Astashkina Е.А., Ignatova O.M., Egorova N.B., Vaneeva N.P., et al. Method of producing protective protein-based fraction of bacteria. Patent Ru., № 2533815; 2014 (in Russian).Корзая Л.И. Исследование иммунологических свойств комплекса водорастворимых антигенов, полученного из разных штаммов стафилококка: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Москва; 1982.Korzaya L.I. The investigation of immunological properties of the complex of water-soluble antigens, obtained from different strains of Staphylococcus. Doctorate of med. sci. diss. Moscow; 1982 (in Russian).Егорова Н.Б., Семенов Б.Ф., Курбатова Е.А., Ефремова В.Н., Каверина К.Г., Михайлова Н.А. Поликомпонентная вакцина для иммунопрофилактики и иммунотерапии заболеваний, вызываемых условно-патогенными микроорганизмами. Патент РФ, № 2209081; 2003.Egorova N.B., Semenov B.F., Kurbatova E.A., Efremova V.N., Kaverina K.G., Mikhailova N.A. Polycomponent vaccine for immunoprophylaxis and immunotherapy of diseases, caused by opportunistic microorganisms. Patent Ru, № 2209081; 2003 (in Russia).Lederberg J. The nutrition of Salmonella. Arch. Biochem. 1950; 13 (2): 287 – 290.Lederberg J. The nutrition of Salmonella. Arch. Biochem. 1950; 13 (2): 287-290.Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein dye binding. Analyt. Biochem. 1976; 72: 248 – 254.Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein dye binding. Analyt. Biochem. 1976; 72: 248 – 254.Dubois M., Gilles K.A., Hamilton Y.K., Reber P.A., Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analyt. Chem. 1956; 28: 350 – 356.Dubois M., Gilles K.A., Hamilton Y.K., Reber P.A., Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analyt. Chem. 1956; 28: 350 – 356.Wong K.H., Barrera O., Sutton A., May J., Hochstein D.H., Robbins J.D. Standartization and control of meningococcal vaccine, groupA and group C polysaccharides. J. Biol. Standart. 1977; 5: 197 – 215.Wong K.H., Barrera O., Sutton A., May J., Hochstein D.H., Robbins J.D. Standartization and control of meningococcal vaccine, groupA and group C polysaccharides. J. Biol. Standart. 1977; 5: 197 – 215.Антитела. Методы. Кн. 2: Пер. с англ, ред. Д. Кэтти. Москва, Мир; 1991.Antitela. Metodi. Kniga. 2: Translation from English. Ed.: D. Ketty. Moscow: Mir; 1991.Лабинская А.С., Волина Е.Г., ред. Руководство по медицинской микробиологии. Общая и санитарная микробиология. Книга I. Москва: БИНОМ; 2008.Labinskaya A. S., Volina E. G., eds. Manual of medical microbiology. General and sanitary microbiology. Book I. Moscow: BINOM; 2008.Грубер И.М., Егорова Н.Б., Михайлова Н.А., Черкасова Л.С., Тарасова О.Е., Асташкина Е.А. и др. Исследование протективной активности стафилококковой вакцины «Стафиловак-2». Журн. микробиологии. 2014; 6: 54 – 58.Gruber I.M., Egorova N.B., Mikhailova N.A., Cherkasova L.S., Tarasova O.E., Astashkina E.A., Ignatova O.M., Kurbatova E.A. Study of protective activity of «Staphylovac-2» vaccine. Zh. Microbiol. Epidemiol. Immunobiol . 2014; 6: 54 – 58.Arrecubieta С., Matsunaga I., Asai T., Naka Y., Deng M.C., Lowy F.D. Vaccination with clumping factor A and fibronectin binding protein A to prevent Staphylococcus aureus infection of an aortic patch in mice. J. Infect. Dis. 2008; 198: 571 – 575.Arrecubieta С., Matsunaga I., Asai T., Naka Y., Deng M.C., Lowy F.D. Vaccination with clumping factor A and fibronectin binding protein A to prevent Staphylococcus aureus infection of an aortic patch in mice. J. Infect. Dis. 2008; 198: 571 – 575.Cheng A.G., McAdow M., Kim H.K., Bae T., Missiakas D., Schneewind O. Contribution of coagulases towards Staphylococcus aureus disease and protective immunity. PLoS Pathog 6 (8): e1001036. Doi: 10.1371/journal.ppat.1001036.Cheng A.G., McAdow M., Kim H.K., Bae T., Missiakas D., Schneewind O. Contribution of coagulases towards Staphylococcus aureus disease and protective immunity. PLoS Pathog 6(8): e1001036. Doi: 10.1371/journal.ppat.1001036.Kim H.K., DeDent A, Cheng A.G., McAdow M., Bagnoli F., Missiakas D.M, Schneewind O. IsdA and IsdB antibodies protect mice against Staphylococcus aureus abscess formation and lethal challenge. Vaccine. 2010; 28: 6382 – 6392.Kim H.K., DeDent A, Cheng A.G, McAdow M., Bagnoli F., Missiakas D.M, Schneewind O. IsdA and IsdB antibodies protect mice against Staphylococcus aureus abscess formation and lethal challenge. Vaccine. 2010; 28: 6382 – 6392.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.