INFLUENCE OF POLYOXIDONIUM, Poly(I:C), DALARGIN ON THE PROTECTIVE EFFICACY OF YERSINIA PESTIS VACCINE STRAIN EV LINE NIIEG IN EXPERIMENTAL PLAGUE

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

In this study, the use of immunoadjuvants polyoxidonium (azoximer bromide), Poly (I:C) as a synthetic analog of double-stranded RNA (TLR3 ligand), and synthetic analog of leu-enkephalin dalargin (DA) was experimentally investigated for their potential to minimize ImD50 Yersinia pestis vaccine strain EV line NIIEG co-administrated via invasive (subcutaneous) and noninvasive (intranasal) routes in lethal bubonic and pneumonic models of plague followed by challenge with virulent Y. pestis strains of the main and non-main subspecies from various natural plague foci. The data showed that in all cases immunoadjuvants significantly increased protective efficacy of Y. pestis vaccine strain EV line NIIEG co-administrated to BALB/c inbreed mice in case of lethal challenge with virulent Y. pestis strains in spite of varying magnitude of humoral immune response. Y. pestis vaccine strain EV line NIIEG formulated with polyoxidonium provided more effective protection against lethal challenge with wild-type high virulent strain Y. pestis in pneumonic model of plague. Polyoxidonium introduced into vaccine formula resulted in four-fold rise in total survival in animals with pneumonic plaque. Feasibility of using immunoadjuvants for regimen of specific and urgent plaque prevention is justified.

About the authors

T. N. Shchukovskaya

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”

Author for correspondence.
Email: tatyanaschuk@mail.ru

Shchukovskaya Tatiana N., PhD, MD (Medicine), Professor, Main Research Associate, Department of Immunology

410005, Saratov, Universitetskaya str., 46. Phone: 7 (452) 26-21-31. Fax: 7 (452) 51-52-12. E-mail: rusrapi@microbe.ru

Russian Federation

A. F. Kurylina

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”

Email: fake@neicon.ru
Kurylina A.F., Research Associate, Laboratory of Epizootological Monitoring Russian Federation

N. Yu. Shavina

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”

Email: fake@neicon.ru
Shavina N.Yu., Junior Research Associate, Department of Experimental Animals with Vivarium Russian Federation

S. A. Bugorkova

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”

Email: fake@neicon.ru
Bugorkova S.A., PhD, MD (Medicine), Head, Department of Immunology Russian Federation

References

  1. Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Л.: Медгиз, 1962. 180 с.
  2. Балачевский Б.В., Курзанов А.Н., Славинский А.А. Даларгин-индуцируемая модуляция функционально-метаболической активности нейтрофильных лейкоцитов // Успехи современного естествознания, 2008. № 5. С. 75-77.
  3. Безопасность работы с микроорганизмами I-II групп патогенности (опасности): санитарно-эпидемиологические правила СП 1.3.3118-13. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2014. 195 с.
  4. Богачева Н.В., Охапкина В.Ю., Пяткова Н.В., Федотов А.К., Кучеренко А.С. Экспериментальное изучение влияния иммуномодуляторов на эффективность применения вакцины бруцеллезной живой сухой // Эпидемиология и вакцинопрофилактика, 2016. Т. 15, № 2. С. 84-92.
  5. Бугоркова С.А., Девдариани З.Л., Щуковская Т.Н., Кутырев В.В. Исторические и современные представления о проблеме специфической профилактики чумы // Проблемы особо опасных инфекций, 2013. № 3. С. 63-69.
  6. Бугоркова С.А., Курылина А.Ф., Щуковская Т.Н. Морфофункциональная характеристика иммунокомпетентных органов мышей линии BALB/c при иммунизации вакцинным штаммом Yersinia pestis EV НИИЭГ на фоне иммуномодуляции // Проблемы особо опасных инфекций, 2017. № 2. С. 58-62.
  7. Бугоркова С.А., Курылина А.Ф., Щуковская Т.Н., Шавина Н.Ю. Морфологическая характеристика экспериментальной легочной чумы // Клиническая и экспериментальная морфология, 2017. № 2 (22). С. 46-51.
  8. Дентовская С.В., Копылов П.Х., Иванов С.А., Агеев С.А., Анисимов А.П. Молекулярные основы вакцинопрофилактики чумы // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология, 2013. Т. 28, № 3. С. 3-12.
  9. Животова Е.Ю., Лебедько О.А., Тимошин С.С. Влияние структурных аналогов лей-энкефалина на процессы синтеза ДНК и свободно-радикальное окисление в слизистой оболочке желудка белых крыс // Дальневосточный медицинский журнал, 2012. № 1. С. 109-112.
  10. Караулов А.В., Евстигнеев И.В. Современные подходы к вакцинопрофилактике гриппа // Вакцинация, 2011. Т. 1, № 1. С. 43-52.
  11. Клюева С.Н., Щуковская Т.Н. Влияние адъювантов нового поколения in vitro на продукцию цитокинов клетками крови вакцинированных против чумы лиц // Российский иммунологический журнал, 2015. Т. 9 (18), № 2. С. 201-208.
  12. Ляпина А.М., Полянина Т.И., Ульянова О.В., Елисеев Ю.Ю., Телепнев М.В., Мотин В.Л., Федорова В.А. Применение полиоксидония для получения специфических антител к бактериальным антигенам // Современные проблемы науки и образования: электронный научный журнал, 2012. № 2. Access mode: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=5729.
  13. МУ 3.3.1.1113-02. Основные требования к вакцинным штаммам чумного микроба: методические указания. М.: Минздрав России, 2002. 64 с.
  14. Одиноков Г.Н., Ерошенко Г.А., Краснов Я.М., Куклева Л.М., Черкасов А.В., Шавина Н.Ю., Кутырев В.В. Анализ полногеномной последовательности штаммов Yersinia pestis на основе ступенчатого 680- SNP алгоритма // Проблемы особо опасных инфекций, 2013. № 3. С. 49-54.
  15. Профилактика чумы. Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.7.3465-17 // Бюллетень нормативных и методических документов Госсанэпиднадзора, 2017. Вып. 4 (70). С. 3-21.
  16. Пономарева Т.С., Дерябин П.Н., Каральник Б.В., Тугамбаев Т.И., Атшабар Б.Б., Денисова Т.Г., Закарян С.Б., Мельникова Н.Н. Влияние полиоксидония на иммуногенную и протективную активность живой чумной вакцины // Иммунология, 2014. Т. 35, № 5. С. 286-290.
  17. Bardel E., Doucet-Ladeveze R., Mathieu C., Harandi A.M., Dubois B., Kaiserlian D. Intradermal immunisation using the TLR3-ligand Poly (I:C) as adjuvant induces mucosal antibody responses and protects against genital HSV2 infection. NPJ Vaccines, 2016, Vol. 1, 16010. doi: 10.1038/npjvaccines.2016.10.
  18. Fellows P., Lin W., Detrisac C., Hu S.C., Rajendran N., Gingras B., Holland L., Price J., Bolanowski M., House R.V. Establishment of a Swiss Webster mouse model of pneumonic plague to meet essential data elements under the animal rule. Clin. Vaccine Immunol., 2012, Vol. 19, no. 4, pp. 468-476.
  19. Gein S.V., Tendryakova S.P. Agonists of μ- and δ-opioid receptors in the regulation of IL-2, IL-4, and IFN-γ production by peripheral blood cells in vitro. Hum. Physiol., 2015, Vol. 41, no. 3, pp. 323-327.
  20. Huang Q., Yu W., Hu T. Potent antigen-adjuvant delivery system by conjugation of Mycobacterium tuberculosis Ag85B-HspX fusion protein with arabinogalactan-Poly(I:C) conjugate. Bioconjug. Chem., 2016, Vol. 27, no. 4, pp. 1165-1174.
  21. Karaji A.G., Reiss D., Matifas A., Kieffer B.L., Gavériaux-Ruff C. Influence of endogenous opioid systems on T lymphocytes as assessed by the knockout of mu, delta and kappa opioid receptors. J. Neuroimmune Pharmacol., 2011, Vol. 6, no. 4, pp. 608-616.
  22. Kariko K., Ni H., Capodici J., Lamphier M., Weissman D. mRNA is an endogenous ligand for Toll-like receptor 3. J. Biol. Chem., 2004, Vol. 279, no. 13, pp. 12542-12550.
  23. Kawai T., Akira S. The roles of TLRs, RLRs and NLRs in pathogen recognition. Int. Immunol., 2009, Vol. 21, no. 4, pp. 317-337.
  24. Li X., Jiang S., Tapping R.I. Toll-like receptor signaling in cell proliferation and survival. Cytokine, 2010, Vol. 49, no. 1, pp. 1-9.
  25. Li B., Yang R. Interaction between Yersinia pestis and host immune system. Infect. Immun., 2008, Vol. 76, no. 5, pp. 1804-1811.
  26. Lundberg A.M., Drexler S.K., Monaco C., Williams L.M., Sacre S.M., Feldmann M., Foxwell B.M. Key differences in TLR3/poly I:C signaling and cytokine induction by human primary cells: a phenomenon absent from murine cell systems. Blood, 2007, Vol. 110, no. 9, pp. 3245-3252.
  27. Martínez-Chavarría L.C. Yersinia pestis-host immune cells interactions at early events during bubonic plague infection. Curr. Trop. Med. Rep., 2016, Vol. 3, no. 2, pp. 51-59.
  28. Philipovsky A.V., Smiley S.T. Vaccination with live Yersinia pestis primes CD4 and CD8 cells that synergistically protect against lethal pulmonary Y. pestis infection. Infect. Immun., 2007, Vol. 75, no. 2, pp. 878-885.
  29. Shakya A.K., Nandakumar K.S. Applications of polymeric adjuvants in studying autoimmune responses and vaccination against infectious diseases. J. R. Soc. Interface, 2013, Vol. 10, no. 79, 20120536. doi: 10.1098/rsif.2012.0536.
  30. Sharp B.M., Li M.D., Matta S.G., McAllen K., Shahabi N.A. Expression of delta opioid receptors and transcripts by splenic T-cells. Ann. N.-Y. Acad. Sci., 2000, Vol. 917, no. 3, pp. 764-770.
  31. Sharp B.M., McAllen K., Gekker G., Shahabi N.A., Peterson P.K. Immunofluorescence detection of δ opioid receptors (DOR) on human peripheral blood CD4+ T cells and DOR-dependent suppression of HIV-1 expression. J. Immunol., 2001, Vol. 167, no. 2, pp. 1097-1102.
  32. Szaba F.M., Kummer L.W., Duso D.K., Koroleva E.P., Tumanov A.V., Cooper A.M., Bliska J.B., Smiley S.T., Lin J. TNFα and IFNγ but not perforin are critical for CD8 T cell-mediated protection against pulmonary Yersinia pestis infection. PLOS Pathog., 2014, Vol. 10, no. 5, e1004142. doi: 10.1371/journal.ppat.1004142.
  33. Toussi D.N., Massari P. Immune adjuvant effect of molecularly-defined Toll-like receptor ligands. Vaccines (Basel), 2014, Vol. 2, no. 2, pp. 323-353.
  34. Vassou D., Bakogeorgou E., Kampa M., Dimitriou H., Hatzoglou A., Castanas E. Opioids modulate constitutive B-lymphocyte secretion. Int. Immunopharmacol., 2008, Vol. 8, no. 5, pp. 634-644.
  35. Verma S.K., Tuteja U. Plague vaccine development: current research and future trends. Front. Immunol., 2016, Vol. 7, 602. doi: 10.3389/fimmu.2016.00602.
  36. WHO Workshop Meeting Report “Efficacy trials of Plague Vaccines: endpoints, trial design, site selection”. 2018, INSERM, Paris, 12 p.
  37. World Health Organization. Vaccine Supply and Quality Unit. Manual of laboratory methods for testing of vaccines used in the WHO Expanded Programme on Immunization. World Health Organization, 1997. 221 p.
  38. Wu J., Huang S., Zhao X., Chen M., Lin Y., Xia Y., Sun C., Yang X., Wang J., Guo Y., Song J., Zhang E., Wang B., Zheng X., Schlaak J.F., Lu M., Yang D. Poly(I:C) treatment leads to interferon-dependent clearance of hepatitis B virus in a hydrodynamic injection mouse model. J. Virol., 2014, Vol. 88, no. 18, pp. 10421-10431.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Shchukovskaya T.N., Kurylina A.F., Shavina N.Y., Bugorkova S.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № 77 - 11525 от 04.01.2002.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies