Усиление Иммунного Ответа К Поверхностному Антигену Гепатита B Под Влиянием Фукоиданов Из Бурой Водоросли Fucus Evanescens

Rok vydání: 2017
Předmět:
DOI: 10.5281/zenodo.820663
Popis: Введение Вирус гепатита В (HBV) представляет серьезную глобальную проблему здравоохранения, поскольку является агентом распространенной вирусной инфекции, вызывающей острую и хроническую болезнь печени. Современная лабораторная диагностика, основанная на выявлении поверхностного антигена гепатита В (HBs-АГ) в течение не менее 6 месяцев, свидетельствует о том, что около 250 миллионов человек хронически инфицированы HBV. Более 500 тыс. человек ежегодно умирают от этого заболевания. В настоящее время специфического лечения гепатита В, направленного на полную элиминацию вируса, не существует, поэтому меры ВОЗ направлены на предотвращение заболевания с помощью безопасной и эффективной вакцинации, улучшения качества вакцин [1]. Конструирование новых вакцинных композиций, содержащих иммуноадъювантное соединение, а, следовательно, и поиск новых видов адъювантов для усиления иммунного ответа на антиген (АГ) является актуальным и перспективным направлением современной иммунобиологии. Согласно последним исследованиям, адъюванты являются незаменимыми для развития В- и Т-клеточного ответа, поскольку стимулируют антиген-презентирующие клетки, процессирование и презентацию антигенов, миграцию в лимфатические узлы, секретирование цитокинов [2]. В настоящее время адъювантов, утвержденных в составе вакцин для людей, не много. Большинство вакцин в качестве адъюванта содержат соединения алюминия, механизм действия которых заключается в адсорбции и создании депо АГ, но такие адъюванты имеют недостатки: направленность в сторону гуморального Th2 ответа, относительно кратковременное образование антител (АТ), способность провоцировать побочные эффекты [3]. Природные полисахаридные соединения с адъювантными свойствами вызывают большой интерес исследователей [4]. Фукоиданы – сульфатированные полисахариды (ПС) из бурых водорослей, являются нетоксичными, биодеградируемыми, безопасными и биосовместимыми веществами, проявляют широкий спектр биологической активности, в том числе иммуноадъювантное действие [4, 5]. Целью исследования явилось установление влияния фукоиданов из бурой водоросли F. evanescens на активность синтеза специфических антител у мышей при совместном введении с поверхностным антигеном вируса гепатита В. Материалы и методы Исследования проводили на 10 недельных мышах-самцах линии BALB/c массой 16-18 г из питомника «Пущино». Животные содержались в контролируемых температурных, световых условиях, со стандартным питанием. Работа выполнена с соблюдением правил и международных рекомендаций Европейской конвенции «О защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» (Страсбург, 1986). Иммунизацию животных проводили двукратно с интервалом в 2 недели путем подкожной инъекции 0,5 мл вакцинной композиции. Вакцинные композиции содержали HBs-АГ – рекомбинантный поверхностный белок вируса гепатита В (Abcam Limited, Великобритания) и адъювант. В качестве адъювантов использовали фукоиданы, выделенные из бурой водоросли F. evanescens: ПС 1 – нативный фукоидан в комплексе с полифенолами, молекулярной массой (м.м.) 130-430 кДа [6]; ПС 2 – фукоидан, освобожденный от полифенолов, м.м. 130-400 кДа [7]; ПС 3 – продукт ферментативного гидролиза фукоидана, м.м. около 9 кДа [8]. Гель гидроксида алюминия (Brenntag Biosector, Дания) использовали как адъювант сравнения. Фукоиданы и АГ в отдельности растворяли в фосфатно-солевом буфере (20mM PBS). Иммунизирующая доза каждой вакцинной композиции содержала: 1 мкг HBs-АГ и 0,2 мг фукоидана/либо 100 мкг геля гидроксида алюминия. Было сформировано пять групп животных по 12 мышей в каждой, согласно составу вакцинной композиции: 1 – ПС 1 и АГ; 2 – ПС 2 и АГ; 3 – ПС 3 и АГ; 4 – гель гидроксида алюминия и АГ; 5 – АГ (контроль). Забор крови осуществляли у мышей всех групп через 14 и 28 дней после последней иммунизации. В сыворотках крови от каждого животного определяли суммарные IgG антитела к поверхностному АГ вируса гепатита В (HBs-АТ) методом количественного твердофазного сэндвич-ИФА с использованием коммерческой тест-системы (Blue Gene Biotech, Китай). Учет результатов проводили с помощью микропланшетного ридера Labsystems Multiskan RS (Финляндия), оптическую плотность измеряли при 450 нм. Концентрацию HBs-АТ в каждом образце интерполировали согласно калибровочной кривой и выражали в нг/мл. Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программы «Statistica-7». Критическое значение уровня значимости принималось равным 5% (р < 0,05). Рис. Результаты и обсуждение Как представлено на рис., все вакцинные композиции к 14 суткам после двукратной иммунизации индуцировали выработку специфических IgG к HBs -АГ. Среди исследуемых полисахаридов фукоидан без полифенолов статистически значимо усиливал антителообразование у мышей в группе 2 по сравнению с контрольной группой. Концентрация HBs-АТ у животных 2 группы на 30,6% превышала таковую в контроле (рF. evanescens в качестве адъювантов природного происхождения. Нами показано, что подкожная иммунизация 1 мкг неадъювированного HBs-АГ индуцировала обнаруживаемые уровни HBs-АТ, которые были значимо ниже, чем при иммунизации адъювированными композициями с ПС, содержащими аналогичное количество АГ. Мы установили, что при сравнении иммуногенного действия исследуемых фукоиданов с действием гидроксида алюминия, три образца ПС различной структуры вызывают аналогичные уровни продукции суммарных АТ к Hbs-АГ. Наши данные согласуются с результатами ряда исследователей, которые показали, что фукоиданы разных водорослей вызывают продукцию специфических антител к овальбумину, к АГ вакцинного штамма Mycoplasma hyopneumoniae, к вирусу гриппа in vivo [10, 11]. Таким образом, гуморальный иммунный ответ у мышей к экспериментальным вакцинам на основе HBs-АГ и фукоиданов в качестве адъювантов, при двукратной иммунизации аналогичен ответу, стимулированному HBs-АГ с гелем гидроксида алюминия. Иммунный ответ на опытные композиции был значимо выше, чем на HBs-АГ без адъюванта. Полученные результаты указывают на перспективность использования фукоиданов в качестве адъювантов в составе вакцинных препаратов. Выводы Исследованные образцы фукоиданов из F. evanescens независимо от степени химической модификации и молекулярной массы усиливают иммуногенность рекомбинантного HBs-антигена при совместном введении, о чем свидетельствует увеличение продукции специфических суммарных IgG антител у мышей линии BALB/c. Адъювантное действие фукоиданов сопоставимо с таковым гидроксида алюминия. Литература World Health Organization. Hepatitis B. Fact sheet. April, 2017. Available from: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs204/en/ Lee S., Nguyen M.T. Recent advances of vaccine adjuvants for infectious diseases. Immune Netw. 2015; 15(2): 51–57, https://doi.org/10.4110/in.2015.15.2.51. Vera-Lastra O., Medina G., Cruz-Dominguez M. del P., Jara L.J., Shoenfeld Y. Autoimmune/inflammatory syndrome induced by adjuvants (Shoenfeld’s syndrome): clinical and immunological spectrum. Expert Rev. Clin. Immunol. 2013; 9(4): 361–73, https://doi.org/10.1586/eci.13.2. Petrovsky N., Cooper P. D. Carbohydrate-based immune adjuvants. Expert Rev. Vaccines. 2011; 10(4): 523–537. https://doi.org/10.1586/erv.11.30. Pomin V.H. Marine non-glycosaminoglycan sulfated glycans as potential pharmaceuticals. Pharmaceuticals. 2015; 8(4): 848–864. https://doi.org/10.3390/ph8040848. Anastyuk S.D., Shevchenko N.M., Dmitrenok P.S., Zvyagintseva T.N. Structural simi­larities of fucoidans from brown algae Silvetia babingtonii and Fucus evanescens, determined by tandem MALDI-TOF mass spectrometry. Carbohydr. Res. 2012; 358: 78–81. https://doi.org/10.1016/j.carres.2012.06.015. Imbs T.I., Skriptsova A.V., Zvyagintseva T.N. Antioxidant activity of fucoise-containing sulfated polysaccharides obtained from Fucus evanescens by different extraction methods. Journal of Applied Phycology. 2015; 27(1): 545−553. Silchenko A.S., Kusaykin M.I., Kurilenko V.V., Zakharenko A.M., Isakov V.V., Zaporozhets T.S., Gazha A.K., Zvyagintseva T.N. Hydrolysis of fucoidan by fucoidanase isolated from the marine bacterium, Formosa algae. Mar. Drugs. 2013; 11(7): 2413–2430. https://doi.org/10.3390/md11072413. Koenig A., Stepanova M., Felix S., Kalwaney S., Clement S., Younossi Z.M. Vaccination against hepatitis A and B in patients with chronic liver disease and type 2 diabetes: has anything changed? Liver Int. 2016; 36(8): 1096–1100, https://doi.org/10.1111/liv.13164. Kim S.Y., Joo H.G. Evaluation of adjuvant effects of fucoidan for improving vaccine efficacy. J. Vet. Sci. 2015; 16(2): 145–150. https://doi.org/10.4142/jvs.2015.16.2.145. Song L., Chen X., Liu X., Zhang F., Hu L., Yue Y., Li K., Li P. Characterization and comparison of the structural features, immunemodulatory and anti-Avian influenza virus activities conferred by three algal sulfated polysaccharides. Mar. Drugs. 2016; 14(1): 17 p. https://doi.org/10.3390/md14010004. Сведения об авторах Персиянова Елена Викторовна, к.б.н., с.н.с. лаборатории иммунологии, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова», г. Владивосток, ул. Сельская, 1, тел.: 8(423) 244-24-46; е-mail: helen-pers@yandex.ru (автор-корреспондент) Кузнецова Татьяна Алексеевна, д.м.н., зав. лабораторией иммунологии, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова», г. Владивосток, ул. Сельская, 1, тел.: 8(423) 244-24-46; е-mail: takuznets@mail.ru Шутикова Анна Леонидовна, к.б.н., н.с. лаборатории иммунологии, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова», г. Владивосток, ул. Сельская, 1, тел.: 8(423) 244-24-46; е-mail: shutikova79@mail.ru Ермакова Светлана Павловна, д.х.н., профессор, зав. лабораторией химии ферментов, ТИБОХ ДВО РАН, 690022, г. Владивосток, ул. Проспект 100 лет Владивостоку, 159, тел.: 8(423) 231-07-05; е-mail: swetlana_e@mail.ru
Проведена оценка влияния сульфатированных полисахаридов (фукоидана и его модифицированных образцов) из бурой водоросли Fucus evanescens на специфический иммунный ответ мышей к поверхностному антигену гепатита В (HBs-антигену). Установлено, что все образцы фукоидана, различающиеся по степени очистки и молекулярной массе, усиливают иммуногенность рекомбинантного HBs-антигена при иммунизации мышей линии BALB/c. Адъювантное действие фукоиданов сопоставимо с действием гидроксида алюминия. The authors investigated the effect of sulfated polysaccharides, fucoidans, from brown algae Fucus evanescens on the specific immune response of mice to hepatitis B. It was found that fucoidans with different degrees of purification and molecular weight enhanced the immunogenicity of recombinant HBs antigen when co-administered in BALB/c mice. Adjuvant effect of fucoidans is comparable to the action of aluminum hydroxide.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: