Сравнение физических и химических инактиваторов при разработке технологии создания вакцины на основе вируса Пуумала

Актуальность. Среди природно-очаговых болезней человека ведущее место в России занимает геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС), возбудители которой – ортохантавирусы входят в отряд Bunyavirales, семейство Hantaviridae. Более 98% случаев ГЛПС в России ассоциировано с вирусом Пуумала. Это тяжелое зоонозное заболевание, для которого отсутствует специфическое лечение. Ни одна вакцина для профилактики хантавирусных лихорадок не зарегистрирована ВОЗ. Цель. Изучение влияния формальдегида, β-пропиолактона, перекиси водорода, ультрафиолетовых лучей, гамма-иррадиации и термоинактивации на иммуногенную активность инактивированного вакцинного препарата против хантавирусных лихорадок. Материалы и методы. Были приготовлены экспериментальные вакцинные препараты на основе вируса Пуумала, штамм PUU-TKD/VERO, инактивированные различными агентами (формальдегид, β-пропиолактон, перекись водорода, ультрафиолетовые лучи, гамма-иррадиация, термоинактивация). Осуществлена подборка временных интервалов, необходимые для полной инактивации вируса, а также дана оценка влияния инактиваторов на сохранность вирусной РНК и иммуногенную активность вакцинного препарата на моделях мышей BALB/c и сирийских хомяков. Результаты. Вакцинные препараты, инактивированные различными химическими и физическими способами, существенно различающимися по механизму взаимодействия с вирусом, не имели достоверных различий по иммуногенной активности, за исключением термоинактивации. Заключение. В результате изучения установлены преимущества использования β-пропиолактона: короткое время инактивации вируса , его полный распад на нетоксичные соединения в течение нескольких часов и снижение общего количества белка после стерилизующей фильтрации, вероятно, за счет меньшей агрегации вирусных частиц и клеточных белков

1. Kruger D.H., Figueiredo L.T.M., Song J.W., et al. Hantaviruses — globally emerging pathogens. Journal of clinical virology. 2015. Vol. 64, P. 128–136.

2. Parvate A., Williams E.P., Taylor M.K., et al. Diverse Morphology and Structural Features of Old and New World Hantaviruses. Viruses. 2019. Vol. 11, №. 9. P. 862.

3. Современные технологии конструирования вакцин для профилактики хантавирусных лихорадок: Современные вакцины: технологии разработки и области применения. Ткаченко Е. А., Дзагурова Т. К., Ткаченко П. Е., Ишмухаметов А.А., ред. М.: ООО «Группа Ремедиум», 2017. C. 103–147.

4. Jagannathan S., Gandhi P. R., Vijayakumar R. Kinetics analysis of beta-propiolactone with tangential flow filtration (TFF). Journal of Biological Sciences. 2013. Vol. 13. № 6. P. 521–527.

5. Сергеев В. А., Непоклонов Е. А., Алипер Т. И. Вирусы и вирусные вакцины. М.: Библионика; 2007. С. 524.

6. Li N., Qiao Q.L., Guo H.F., et al. Evaluation of immunogenicity and protective efficacy of a novel Senecavirus A strain-based inactivated vaccine in mice. Research in Veterinary Science. 2022. Vol. 142. P. 133–140.

7. Zhou Y., Hu X., Chen R., et al. Impact of maternal and pre-existing antibodies on immunogenicity of inactivated rotavirus vaccines. Vaccine. 2022. Vol. 40, №. 28. P. 3843–3850.

8. Berber E., Çanakoğlu N., Tonbak Ş., et al. Development of a protective inactivated vaccine against Crimean–Congo hemorrhagic fever infection. Heliyon. 2021. Vol. 7. №. 10,

9. Chen H., Xie Z., Long R., et al. Immunological evaluation of an inactivated SARS-CoV-2 vaccine in rhesus macaques. Molecular Therapy-Methods & Clinical Development. 2021. Vol. 23. P. 108–118.

10. Ткаченко Е. А., Ишмухаметов А. А., Дзагурова Т. К. и др. Разработка экспериментально-промышленной технологии производства вакцины для профилактики геморрагической лихорадки с почечным синдромом. Ремедиум. 2015. Т. 6. С. 47–53.

11. Egorova M.S., Kurashova S.S., Dzagurova T.K., et al. Effect of Virus-Inactivating Agents on the Immunogenicity of Hantavirus Vaccines against Hemorrhagic Fever with Renal Syndrome. Applied Biochemistry and Microbiology. 2020, Vol. 56. P. 940–947.

12. Lei S, Gao X, Sun Y, et al. Gas chromatography-mass spectrometry method for determination of β-propiolactone in human inactivated rabies vaccine and its hydrolysis analysis. Journal of Pharmaceutical Analysis. 2018. Vol. 8. № 6. P. 373–377.

13. Ronchi G.F., Testa L., Iorio M., et.al. Immunogenicity and safety studies of an inactivated vaccine against Rift Valley fever. Acta Tropica. 2022. Vol. 232. P. 106498.

14. Li A., Dai X., Chen L., et.al. Immunogenicity and protective efficacy of an inactivated SFTS vaccine candidate in mice. Biosafety and Health. 2022. Vol. 4. № 1. P. 45–52.

15. Курашова С. С., Ишмухаметов А. А., Егорова M. С. и др. Сравнительная характеристика инактивирующих агентов для создания вакцины против геморрагической лихорадки с почечным синдромом. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2018. Т. 17. №4. С. 26–29.

16. Uittenbogaard J.P., Zomer B., Hoogerhout P., et al. Reactions of β-propiolactone with nucleobase analogues, nucleosides, and peptides implications for the inactivation of viruses. Journal of Biological Chemistry. 2011. Vol. 286. № 42. P. 36198–36214.

17. Walker J.M., Raué H.P., Slifka M.K. Characterization of CD8+ T cell function and immunodominance generated with an H2O2-inactivated whole-virus vaccine. Journal of virology. 2012. Vol. 86. №24. P. 13735–13744.

18. Archana T., Poer DeRaad D., Slifka M., et al. Advanced oxidation technology for the development of a next-generation inactivated West Nile virus vaccine. Vaccine. 2019. Vol. 37. № 30, P. 4214–4221.

19. Abd-Elghaffar A.A., Ali A.E., Boseila A.A., et al. Inactivation of rabies virus by hydrogen peroxide. Vaccine. 2016. Vol. 34. №. 6. P. 798–802.

20. Termini J. Hydro peroxide – induced DNA damage and mutations. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. 2000, Vol. 450, №. 1-2. P. 107–124.

21. Perdiz D., Gróf P., Mezzina M., et al. Distribution and repair of bipyrimidine photoproducts in solar UV-irradiated mammalian cells possible role of dewar photoproducts in solar mutagenesis. Journal of Biological Chemistry. 2000, Vol. 275. № 35. P. 26732–26742.

22. Tanaka T., Nogariya O., Shionoiri N., et al. Integrated molecular analysis of the inactivation of a non-enveloped virus, feline calicivirus, by UV-C radiation. Journal of bioscience and bioengineering. 2018. Vol. 126. №1. P. 63–68.

23. Vaidya V., Dhere R., Agnihotri S., et al. Ultraviolet-C irradiation for inactivation of viruses in foetal bovine serum. Vaccine. 2018. Vol. 36. № 29. P. 4215–4221.

24. Campbell C. H. Immunogenicity of bluetongue virus inactivated by gamma irradiation. Vaccine. 1985. Vol. 3. №. 5. P. 401–406.

25. Marennikova S. S., Macevič G. R. Experimental study of the role of inactivated vaccine in two-step vaccination against smallpox. Bulletin of the World Health Organization. 1975. Vol. 52. №. 1. P. 51.

26. Elliott L.H., McCormick J.B., Johnson K.M. Inactivation of Lassa, Marburg, and Ebola viruses by gamma irradiation. Journal of Clinical Microbiology. 1982. Vol. 16. № 4. P. 704–708.

27. Furuya Y. Return of inactivated whole-virus vaccine for superior efficacy. Immunology and cell biology. 2012. Vol. 90, № 6. P. 571–578.

28. Дзагурова Т. К., Ткаченко Е. А., Ишмухаметов А. А. и др. Штамм вируса для изготовления вакцинных препаратов против геморрагической лихорадки с почечным синдромом (варианты), Патент МПК C12N7/00, № 2683508C1. Россия. 2019.

29. Егорова М. С., Курашова С. С., Ишмухаметов А. А. и др. Разработка метода количественного определения вирусной РНК для контроля специфической активности вакцины против геморрагической лихорадки с почечным синдромом. Вопросы вирусологии. 2021. Т. 66. №. 1. С. 65–73.

30. Waterborg J.H. The Lowry method for protein quantitation. The protein protocols handbook. 2009. P. 7–10.