Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyRussian Journal of Immunology1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1753910.46235/1028-7221-17539-DAISHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯUnknownDEVELOPMENT AND IMMUNOGENICITY EVALUATION OF A DNA VACCINE AGAINST A DISEASE CAUSED BY THE AVIAN INFLUENZA VIRUS SUBTYPE A/H9ПОЛУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ ИММУНОГЕННЫХ СВОЙСТВ ДНК-ВАКЦИНЫ ПРОТИВ ЗАБОЛЕВАНИЯ, ВЫЗЫВАЕМОГО ВИРУСОМ ГРИППА ПТИЦ ПОДТИПА А/Н9https://orcid.org/0009-0009-4563-2099587628583009298-1614YakovlevVladimir A.ЯковлевВладимир Андреевич
Russian Federation

Junior Researcher at the Department of Bioengineering

Младший научный сотрудник отдела биоинженерии

yakovlev_va@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0768-1561572217325858588-7391BorgoyakovaMaria B.БоргояковаМария Борисовна
Russian Federation

PhD in Biology, Senior Researcher at the Department of Bioengineering

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела биоинженерии

borgoyakova_mb@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0009-0001-5203-2130587624412007060-3976YakovlevaElena V.ЯковлеваЕлена Витальевна
Russian Federation

Junior Researcher at the Department of Bioengineering

Младший научный сотрудник отдела биоинженерии

tigeeva_ev@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1684-9071572098853735283-6608RudometovaNadezhda B.РудометоваНадежда Борисовна
Russian Federation

PhD in Biology, Senior Researcher at the Department of Bioengineering

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела биоинженерии

andreeva_nb@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0009-0009-2309-0137597126802006200-2274MakarovaKristina P.МакароваКристина Петровна
Russian Federation

Intern Researcher at the Department of Bioengineering

Стажер-исследователь отдела биоинженерии

makarova_kp@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1733-9524572041546945551-1523StarostinaEkaterina V.СтаростинаЕкатерина Владимировна
Russian Federation

PhD in Biology, Senior Researcher at the Department of Bioengineering

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела биоинженерии

starostina_ev@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0009-0008-0706-8119588990537005372-9774VahitovDanil I.ВахитовДанил Игоревич
Russian Federation

Intern Researcher at the Department of Bioengineering

Стажер-исследователь отдела биоинженерии

vahitov_di@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0009-0003-6524-3222582867766006012-2245LitvinovaVictoria R.ЛитвиноваВиктория Руслановна
Russian Federation

Junior Researcher at the Department of Bioengineering

Младший научный сотрудник отдела биоинженерии

litvinova_vr@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4889-6865572313233004915-2395KisakovDenis N.КисаковДенис Николаевич
Russian Federation

Junior Researcher at the Department of Bioengineering

Младший научный сотрудник отдела биоинженерии

kisakov_dn@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4365-880970050004102026-5992KarpenkoLarisa I.КарпенкоЛариса Ивановна
Russian Federation

Grand PhD in Biology, Associate Professor, Leading Researcher at the Department of Bioengineering

Доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник отдела биоинженерии

karpenko@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5356-084370064023617401-7013IlyichevAlexander A.ИльичевАлександр Алексеевич
Russian Federation

Grand PhD in Biology, Professor, Chief Researcher at the Department of Bioengineering

Доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник отдела биоинженерии

ilyichev@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2808-4309572051888447245-2291RudometovAndrey P.РудометовАндрей Павлович
Russian Federation

PhD in Biology, Acting Head of the Department of Bioengineering

Кандидат биологических наук, исполняющий обязанности заведующего отделом биоинженерии

rudometov_ap@vector.nsc.ruFBIS SSC VB "Vector" of Rospotrebnadzor, Department of Bioengineering, RussiaФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора, Отдел Биоинженерии, Россия050820260105202601082026Copyright ©; , Yakovlev V.A., Borgoyakova M.B., Yakovleva E.V., Rudometova N.B., Makarova K.P., Starostina E.V., Vahitov D.I., Litvinova V.R., Kisakov D.N., Karpenko L.I., Ilyichev A.A., Rudometov A.P.Copyright ©; , Яковлев В.А., Боргоякова М.Б., Яковлева Е.В., Рудометова Н.Б., Макарова К.П., Старостина Е.В., Вахитов Д.И., Литвинова В.Р., Кисаков Д.Н., Карпенко Л.И., Ильичев А.А., Рудометов А.П.Yakovlev V.A., Borgoyakova M.B., Yakovleva E.V., Rudometova N.B., Makarova K.P., Starostina E.V., Vahitov D.I., Litvinova V.R., Kisakov D.N., Karpenko L.I., Ilyichev A.A., Rudometov A.P.Яковлев В.А., Боргоякова М.Б., Яковлева Е.В., Рудометова Н.Б., Макарова К.П., Старостина Е.В., Вахитов Д.И., Литвинова В.Р., Кисаков Д.Н., Карпенко Л.И., Ильичев А.А., Рудометов А.П.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/17539

The A/H9 avian influenza virus subtype is classified as low-pathogenic. However, this subtype remains a concern for the WHO due to its ability to undergo rapid genetic evolution and active reassortment with highly pathogenic avian influenza viruses. In this regard, there is a clear need to develop effective vaccines against this virus subtype. It is evident that nucleic acid-based vaccines possess numerous significant advantages in comparison to other vaccine types. These vaccines have the capacity to stimulate both humoral and T-cell immune responses and can be rapidly developed; their large-scale production is relatively straightforward and versatile, requiring neither work with dangerous pathogens nor high economic costs. The aim of this study was to develop a DNA vaccine against the disease caused by avian influenza virus subtype A/H9 and to evaluate its immunogenicity in a BALB/c mouse model. Materials and methods. In the present study, an immunogen encoding the hemagglutinin of the avian influenza virus subtype A/H9 was designed and produced. The transmembrane and cytoplasmic domains were excised from the native sequence, and a number of mutations were introduced to stabilize the protein. In order to obtain an immunogen structure corresponding to the native one, a T4 bacteriophage trimerization domain was added to the C-terminus. The H9 gene, which is responsible for encoding the developed immunogen, was then cloned into the pVAX1 vector. The resulting construct was named pVAX-H9. Results. Analysis of the immunogenicity of the construct demonstrated that the vaccine has the capacity to stimulate both humoral and T-cell immune responses when administered to BALB/c mice at a dose of 100 μg. Concurrently, the number of splenocytes producing IFN-γ in response to specific stimulation in the group immunized with pVAX-H9 was twice as high as in the group immunized with the recombinant protein. Conclusions. The results obtained in this study indicate the potential of the developed DNA vaccine and of the approach used for immunogen design. The pVAX-H9 DNA vaccine can be regarded as both a single vaccine and a component of combined immunization regimens.

Подтип вируса гриппа птиц A/H9 отличается низкой патогенностью, но, несмотря на это, вызывает обеспокоенность ВОЗ из-за своей способности к быстрой генетической эволюции и активной реассортации с высокопатогенными вирусами гриппа птиц. Установлено, что вирусы А/H9 стали донорами сегментов генов для нескольких вызывающих опасения вирусов, включая А/H5N1 и А/H7N9. Нельзя исключать и потенциальное увеличение вирулентности вируса гриппа птиц подтипа А/H9 за счёт приобретения мутаций, влияющих на репликацию вируса, его стабильность, патогенность и интенсивность внутривидовой и межвидовой передачи. В связи с этим очевидна необходимость разработки эффективных вакцин против данного подтипа вируса. Вакцины на основе нуклеиновых кислот обладают рядом весьма важных преимуществ по сравнению с другими типами вакцин. Они способны стимулировать как гуморальный, так и Т-клеточный иммунный ответ, могут быть быстро наработаны, их крупномасштабное производство относительно простое и носит универсальный характер, не требуя работы с опасным патогеном и высоких экономических затрат. ДНК-вакцины – это платформенная технология, которая даёт возможность быстро менять целевой ген в конструкции без изменения условий производства. Целью данной работы были разработка ДНК-вакцины против заболевания, вызываемого ВГП подтипа А/Н9, и анализ её иммуногенности на модели мышей линии BALB/c. Материалы и методы. В нашей работе был проведен дизайн и получение иммуногена, кодирующего гемагглютинин вируса гриппа птиц подтипа А/Н9. Из нативной последовательности были удалены трансмембранный и цитоплазматический домены, а также внесен ряд мутаций для стабилизации белка. Для получения структуры иммуногена, соответствующей нативной, на С-конец был добавлен тримеризующий домен бактериофага Т4. Ген h9, кодирующий разработанный иммуноген, был клонирован в составе вектора pVAX1, и полученная конструкция была названа pVAX-H9. Результаты. Анализ иммуногенности полученной конструкции показал, что вакцина способна стимулировать как гуморальный, так и Т-клеточный иммунный ответ при иммунизации мышей линии BALB/c в дозе 100 мкг. При этом, количество спленоцитов, продуцирующих IFN-γ в ответ на специфическую стимуляцию, в группе, иммунизированной pVAX-H9, было в 2 раза выше, чем в группе, иммунизированной рекомбинантным белком. Активация Т-клеточного иммунитета имеет большое значение в защите организма от вирусов, в особенности вирусов гриппа, которые отличаются высокой изменчивостью. Выводы. Полученные в ходе работы результаты указывают на перспективность разработанной ДНК-вакцины, а также используемого подхода к проектированию иммуногена. ДНК-вакцину pVAX-H9 можно рассматривать как самостоятельный вакцинный препарат, а также как компонент комбинированных схем иммунизации.

Influenza virussubtype A/H9DNA vaccinehemagglutininimmunogenicityjet injectionT-cell immune response.Вирус гриппаподтип A/H9ДНК-вакцинагемагглютининиммуногенностьструйная инжекцияТ-клеточный иммунный ответ.ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» РоспотребнадзораFBIS SSC VB “Vector” of RospotrebnadzorThe study was conducted under the state assignment of FBIS SSC VB “Vector” of Rospotrebnadzor.Работа выполнена в рамках Государственного задания ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» РоспотребнадзораCarnaccini S., Perez D.R. H9 Influenza Viruses: An Emerging Challenge. Cold Spring Harb. Perspect. Med., 2020, Vol. 10., no. 6, a038588.Flores Malavet V., Dhume K., Satchmei A., Arvelo A.C., Beaird A.J., Annamalai S.N., Kimball L.A., McKinstry K.K., Strutt T.M. Preexisting vaccine-primed heterosubtypic T cell immunity protects the maternal-fetal unit from adverse influenza outcomes in mice. J. Clin. Invest., 2025, Vol. 135, no. 1, e179230.Hao M., Wang Y., Yang W., Xu M., Guan Y., Zhang Y., Chen J. Epitope-Optimized Influenza Hemagglutinin Nanoparticle Vaccine Provides Broad Cross-Reactive Immunity against H9N2 Influenza Virus. ACS nano, 2025, Vol. 19, no. 22, pp. 20824–20840.Homme P.J., Easterday B.C. Avian influenza virus infections. I. Characteristics of influenza A-turkey-Wisconsin-1966 virus. Avian Dis., 1970, Vol. 14, no. 1, pp. 66-74.Jones J.E., Lakdawala S.S. Host origin is a determinant of coevolution between gene segments of avian H9 influenza viruses. J. Virol., 2025, Vol. 99, no. 7, e0151824.Knipe D., Howley P. Fields Virology, 6th ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2013, pp. 374-414.Leonard R.A., Spurrier M.A., Skavicus S., Luo Z., Heaton B.E., Spreng R.L., Hong J., Yuan F., Heaton N.S. Development of DNA and mRNA-LNP vaccines against an H5N1 clade 2.3.4.4b influenza virus. J. Virol., 2025, Vol. 99, no. 8, e0079525.Li C., Yu K., Tian G., Yu D., Liu L., Jing B., Ping J., Chen H. Evolution of H9N2 influenza viruses from domestic poultry in Mainland China. Virology, 2005, Vol. 340, no. 1, pp. 70-83.Li L., Petrovsky N. Molecular mechanisms for enhanced DNA vaccine immunogenicity. Expert Rev. Vaccines, 2016, Vol. 15, no. 3, pp. 313-329.Litvinova V.R., Rudometov A.P., Rudometova N.B., Kisakov D.N., Borgoyakova M.B., Kisakova L.A., Starostina E.V., Fando A.A., Yakovlev V.A., Tigeeva E.V., Ivanova K.I., Gudymo A.S., Ilyicheva T.N., Marchenko V.Y., Sergeev A.A., Ilyichev A.A., Karpenko L.I. DNA Vaccine Encoding a Modified Hemagglutinin Trimer of Avian Influenza A Virus H5N8 Protects Mice from Viral Challenge. Vaccines, 2024, Vol. 12, no. 5, 538.Smithies L.K., Radloff D.B., Friedell R.W., Albright G.W., Misner V.E., Easterday B.C. Two different type A influenza virus infections in turkeys in Wisconsin. I. 1965-66 outbreak. Avian Dis., 1969, Vol. 13, no. 3, pp. 603-606.Sridhar S., Begom S., Bermingham A., Hoschler K., Adamson W., Carman W., Bean T., Barclay W., Deeks J.J., Lalvani A. Cellular immune correlates of protection against symptomatic pandemic influenza. Nat. Med., 2013, Vol. 19, no. 10, pp. 1305-1312.Yakovlev V.A., Litvinova V.R., Rudometova N.B., Borgoyakova M.B., Tigeeva E.V., Starostina E.V., Ivanova K.I., Gudymo A.S., Danilchenko N.V., Perfilyeva O.N., Makarova K.P., Vahitov D.I., Zaitsev B.N., Dmitrienko E.V., Sharabrin S.V., Krasnikova S.I., Kisakova L.A., Kisakov D.N., Ilyicheva T.N., Marchenko V.Y., Karpenko L.I., Rudometov A.P., Ilyichev A.A. Immunogenic and Protective Properties of mRNA Vaccine Encoding Hemagglutinin of Avian Influenza A/H5N8 Virus, Delivered by Lipid Nanoparticles and Needle-Free Jet Injection. Vaccines, 2025, Vol. 13, no. 8, 883.Zhang J., Ma K., Li B., Chen Y., Qiu Z., Xing J., Huang J., Hu C., Huang Y., Li H., Liu D., Liao M., Qi W. A risk marker of tribasic hemagglutinin cleavage site in influenza A (H9N2) virus. Commun. Biol., 2021, Vol. 4, no. 1, 71.Zhang N., Quan K., Chen Z., Hu Q., Nie M., Xu N., Gao R., Wang X., Qin T., Chen S., Peng D., Liu X. The emergence of new antigen branches of H9N2 avian influenza virus in China due to antigenic drift on hemagglutinin through antibody escape at immunodominant sites. Emerg. Microbes Infect., 2023, Vol. 12, no. 2, 2246582.