Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyРоссийский иммунологический журнал1028-72212782-7291Russian Society of Immunology92710.46235/1028-7221-441-EPFSHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯExamining protective efficacy of influenza virus NA-containing virus-like particles (VLP) in mouse model of post-influenza bacterial pneumonia caused by Staphylococcus aureusИзучение защитной эффективности вирусоподобных частиц (ВПЧ), содержащих NA вируса гриппа, в мышиной модели постгриппозной бактериальной пневмонии, вызванной Staphylococcus aureusGlubokovaE. A.ГлубоковаЕ. А.
Russian Federation

Glubokova Ekaterina A. - Junior Research Associate, Laboratory of Experimental Virology, O.G. Anjaparidze Department of Virology

105064, Moscow, Malyi Kazennyi lane, 5a

Phone: 7 (916) 588-55-89

Глубокова Екатерина Андреевна - младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной вирусологии отдела вирусологии имени О.Г. Анджапаридзе

105064, Москва, Малый Казенный пер., 5a

Тел.: 8 (916) 588-55-89

eaglubokova@yandex.ruLenevaI. A.ЛеневаИ. А.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Head, Laboratory of Experimental Virology, O.G. Anjaparidze Department of Virology

Moscow

д.б.н., заведующая лабораторией экспериментальной вирусологии отдела вирусологии имени О.Г. Анджапаридзе

Москва

FalinskovaI. N.ФалынсковаИ. Н.
Russian Federation

Research Associate, Laboratory of Experimental Virology, O.G. Anjaparidze Department of Virology

Moscow

научный сотрудник лаборатории экспериментальной вирусологии отдела вирусологии имени О.Г. Анджапаридзе

Москва

PoddubikovA. V.ПоддубиковА. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Head, Laboratory of Microbiology of Opportunistic Bacteria, Department of Microbiology

Moscow

к.б.н., заведующий лабораторией микробиологии условно патогенных бактерий отдела микробиологии

Москва

I. Mechnikov Research Institute for Vaccines and SeraФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. Мечникова»151020202343893942310202023102020Copyright ©; 2020, Glubokova E.A., Leneva I.A., Falinskova I.N., Poddubikov A.V.Copyright ©; 2020, Глубокова Е.А., Ленева И.А., Фалынскова И.Н., Поддубиков А.В.2020Glubokova E.A., Leneva I.A., Falinskova I.N., Poddubikov A.V.Глубокова Е.А., Ленева И.А., Фалынскова И.Н., Поддубиков А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/927

Currently, pneumonia resulting from post-influenza infection still remains a pressing issue. In particular, virtually no studies regarding a role of immune response against influenza virus neuraminidase in regulating host susceptibility to subsequent bacterial superinfection are now available. Virus-like particles represent one of the new and promising approaches in contemporary virology for developing influenza vaccines and studying influenza virus proteins. Upon that, it is possible to obtain virus-like particles carrying individual influenza virus-derived proteins such as neuraminidase and hemagglutinin. This allows to get closer insight into potential role of individual influenza virus proteins for host immune response as well as assess a risk of developing secondary bacterial pneumonia. In this study we examined an immune response against influenza virus NA protein and its impact in generating resistance to secondary bacterial pneumonia by using neuraminidase-bearing virus-like particles. We used an experimental model of secondary bacterial pneumonia induced by Staphylococcus aureus after influenza infection. Animals were preliminarily vaccinated with virus-like particles carrying neuraminidase, hemagglutinin, or both (a cocktail of virus-like particles). In this model vaccinated animals were infected 21 days later with influenza viruses A/Puerto Rico/8/34 (H1N1) and reassortant strain NIBRG-121xp (A/California/04/2009 (pndm H1N1 2009) X A/Puerto Rico/8/34 ( H1N1) bearing surface proteins hemagglutinin and neuraminidase derived from the A/California/04/2009 virus as well as the internal proteins derived from A/Puerto Rico/8/34. Next, 5 days after influenza infection mice were infected with Staphylococcus aureus. Moreover, animals in one group were simultaneously vaccinated and infected with A/Puerto Rico/8/34 (H1N1) followed by inoculation on day 21 with reassortant virus NIBRG- 121xp. The protective vaccine activity was assessed by measuring survival rate, life expectancy and decreased body weight loss. The data obtained showed that virus-like particles containing neuraminidase revealed no protective activity. However, a cocktail of virus-like particles, containing hemagglutinin and neuraminidase, protected animals from lethal outcome as well as body weight loss. Moreover, the increase virus-like particles containing neuraminidase in the cocktail of virus-like particles (virus-like particles containing neuraminidase + hemagglutinin) led to elevated protective effect after vaccination that was comparable or even superior to that one in mice with post-infectious immunity.

В настоящее время актуальной остается проблема пневмоний, возникающих в результате послегриппозной инфекции. Так, например, на данный момент практически отсутствуют исследования роли иммунного ответа к нейраминидазе в регуляции восприимчивости организма к бактериальной суперинфекции после гриппозной инфекции. Одно из новых и перспективных направлений в современной вирусологии для разработки противогриппозных вакцин и изучения белков вируса гриппа – это создание вирусоподобных частиц. При этом возможно получение вирусоподобных частиц, несущих отдельные белки вируса гриппа, такие как нейраминидаза и гемагглютинин. Это позволяет более подробно рассмотреть возможную роль отдельных белков вируса гриппа в иммунном ответе организма как на вирус гриппа, так и на возможное развитие вторичной бактериальной пневмонии. Цель данного исследования – изучение иммунного ответа к белку вируса гриппа нейраминидазе в формировании резистентности к вторичной бактериальной пневмонии с использованием вирусоподобных частиц, несущих нейраминидазу. Для этих целей нами была использована экспериментальная модель вторичной бактериальной пневмонии, индуцированной Staphylococcus aureus, после гриппозной инфекции. Животных предварительно вакцинировали вирусоподобными частицами, несущими нейраминидазу, гемагглютинин или все вместе (коктейль вирусоподобных частиц). Для создания выбранной модели животных заражали спустя 21 день вирусами гриппа А/Пуэрто Рико/8/34 (H1N1) и реассортантом NIBRG-121xp (А/Калифорния/04/2009 (пндм H1N1 2009)X А/Пуэрто Рико/8/34 (H1N1), содержащий поверхностные белки гемагглютинина и нейраминидазы от вируса А/Калифорния/04/2009, а внутренние белки от А/Пуэрто Рико/8/34. Спустя 5 дней после вирусного заражения мышей инфицировали Staphylococcus aureus. Кроме того, одновременно с вакцинацией одну группу животных заражали А/Пуэрто Рико/8/34 (H1N1), после чего на 21-й день заражали реассортантным вирусом NIBRG-121xp. Протективную активность вакцин оценивали по уменьшению снижения массы тела, выживаемости и продолжительности жизни мышей. Полученные результаты показали, что вирусоподобные частицы, содержащие нейраминидазу, не проявляют протективных свойств. Однако коктейль вирусоподобных частиц, содержащий гемагглютинин и нейраминидазу, значительно повышает защиту животных от смертности и снижает потерю массы тела. Было показано, что увеличение вирусоподобных частиц с содержанием нейраминидазы в коктейле вирусоподобных частиц (вирусоподобные частицы с содержанием нейраминидазы+гемагглютинин) приводит к повышению протективного эффекта вакцинации, который был сравним с эффективностью или превосходил таковую у мышей с постинфекционным иммунитетом.

influenza virusStaphylococcus aureusVLP vaccineSecondary bacterial infectioninfluenza virus neuraminidaseresistance to secondary bacterial pneumoniaвирус гриппаStaphylococcus aureusвирусоподобные частицывторичная бактериальная пневмониянейраминидаза вируса гриппарезистентность к вторичной бактериальной пневмонииРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 18-45- 05002 «Вирусоподобные частицы для борьбы с постгриппозными бактериальными инфекциями», 2018-2020 гг.)1. Глубокова Е.А., Вартанова Н.О., Поддубиков А.В., Ленева И.А. Индукция вторичной батериальной пневмонии у мышей, вызываемой различными штаммами Staphylococcus aureus при заражении пандемическим и лабораторным штаммами вируса гриппа H1N1 // Вестник «Биомедицина и социология», 2018. Т. 3, № 3. С. 12-14. [Glubokova E.A., Vartanova N.O., Poddubikov A.V., Leneva I.А. Induction of secondary bacterial pneumonia in mice caused by different strains of S. aureus infected with pandemic and laboratory strains of the H1N1 influenza virus. Vestnik “Biomeditsina i sotsiologiya” = Bulletin “Biomedicine and Sociology”, 2018, Vol. 3, no. 3, pp. 12-14. (In Russ.)]2. Ленева И.А., Егоров А.Ю., Фалынскова И.Н., Махмудова Н.Р., Карташова Н.П., Глубокова Е.А., Вартанова Н.О., Поддубиков А. Индукция вторичной бактериальной пневмонии у мышей при заражении пандемическим и лабораторным штаммами вируса гриппа H1N1 // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, 2019. № 1. С. 68-74. [Leneva I.А., Egorov A.Yu., Falynskova I.N., Makhmudova N.R., Kartashova N., Glubokova E.A., Vartanova N.O., Poddubikov A.V. Induction of secondary bacterial pneumonia in mice upon infection with pandemic and laboratory strains of the H1N1 influenza virus. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2019, no. 1, pp. 68-74. (In Russ.)]3. Egorov A. The problem of bacterial complications post respiratory viral infections. MIR J., 2018, Vol. 5, no. 1, pp. 12-21.