Разработка наночастиц PDA для эпитопных пептидных вакцин BPP-V/BP-IV птичьего гриппа H9N2: повышение иммуногенности и эффективности доставки

. 2021 27 июля; 12:693972.

doi: 10.3389/fimmu.2021.693972.

Электронная коллекция 2021.

Юнцин Лю
¹
, Сяоли Ван
²
, Цзянфэй Чжоу
¹
, Шуайбин Ши
¹
, Тэнфэй Шэнь
¹
, Лянлян Чен
¹
, Минь Чжан
¹
, Чэншуй Ляо
¹
, Чэнь Ван
¹

Принадлежности

• ¹ Ключевая лаборатория ветеринарных биологических препаратов Хэнаньского университета науки и технологий, Лоян, Китай.
• ² Школа фундаментальных медицинских наук Хэнаньского университета науки и технологии, Лоян, Китай.

• PMID:

  34386005

• PMCID:

  PMC8353371

• DOI:

  10.3389/fimmu.2021.693972

Бесплатная статья ЧВК

Юнцин Лю и соавт.

Фронт Иммунол.

2021 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2021 27 июля; 12:693972.

doi: 10. 3389/fimmu.2021.693972.

Электронная коллекция 2021.

Авторы

Юнцин Лю
¹
, Сяоли Ван
²
, Цзянфэй Чжоу
¹
, Шуайбин Ши
¹
, Тэнфэй Шэнь
¹
, Лянлян Чен
¹
, Минь Чжан
¹
, Чэншуй Ляо
¹
, Чэнь Ван
¹

Принадлежности

• ¹ Ключевая лаборатория ветеринарных биологических продуктов, Хэнаньский университет науки и технологий, Лоян, Китай.
• ² Школа фундаментальных медицинских наук Хэнаньского университета науки и технологии, Лоян, Китай.

• PMID:

  34386005

• PMCID:

  PMC8353371

• DOI:

  10.3389/fimmu.2021.693972

Абстрактный

Защита современных противогриппозных вакцин ограничена из-за вирусных антигенных сдвигов и антигенных дрейфов. Универсальная вакцина против гриппа — это новое направление в исследованиях вакцин, направленных на решение этих проблем. Полидофамин (PDA), универсальный биоматериал, обладает преимуществами превосходной биосовместимости, контролируемого размера частиц и особого подхода к загрузке лекарственного средства в системах доставки лекарственных средств. Для повышения иммуногенности и эффективности доставки H9Вакцины с пептидным эпитопом вируса птичьего гриппа (AIV) N2, наночастицы PDA, конъюгированные с пептидными эпитопами BPP-V и BP-IV, использовали для приготовления вакцин с пептидными наноэпитопами BPP-V и BP-IV, соответственно. Затем были оценены характеристики недавно разработанных эпитопных пептидных вакцин, которые показали размер частиц в диапазоне приблизительно от 240 до 290 нм (PDI<0,3), что указывает на стабильность синтезированных наночастиц. Параллельно оценивали иммунозащитное действие наноэпитопных пептидных вакцин BPP-V и BP-IV. Наноэпитопные вакцины BPP-V и BP-IV, особенно наноэпитопная вакцина BP-IV, быстро индуцировали выработку антител против гемагглютинина (HA) и устойчивый иммунный ответ, значительно стимулировали гуморальный и клеточный иммунный ответ, уменьшали вирусное поражение легких и обеспечивали эффективная защита от вирусной инфекции AIV. Вместе эти результаты показывают, что PDA, как носитель доставки, может улучшить иммуногенность и эффективность доставки H9.Вакцины с наноэпитопом N2 AIV, тем самым обеспечивая теоретическую основу для дизайна и разработки PDA в качестве носителя новых универсальных противогриппозных вакцин.

Ключевые слова:

вирус птичьего гриппа H9N2; наноэпитопная вакцина BP-IV; наноэпитопная вакцина BPP-V; наноконъюгаты; полидофамин.

Copyright © 2021 Лю, Ван, Чжоу, Ши, Шен, Чен, Чжан, Ляо и Ван.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Цифры

Рисунок 1

Технологическая схема nano BPP-V…

Рисунок 1

Схема процесса конструирования эпитопных пептидов нано BPP-V и BP-IV. Эпитопный пептид…

Фигура 1

Схема процесса конструирования эпитопных пептидов нано BPP-V и BP-IV. Эпитопный пептид был выбран иммуноинформационным анализом. В качестве иммунных адъювантов BPP-V и BP-IV конъюгировали с эпитопным пептидом с образованием эпитопных пептидов BPP-V и BP-IV. Затем пептиды эпитопов BPP-V и BP-IV соединили с полидофамином (микросферы PDA) с образованием вакцин с нанопептидами эпитопов BPP-V и BP-IV. PDA, новый универсальный биоматериал, был синтезирован путем окисления и самополимеризации гидрохлорида дофамина в щелочных условиях.

Рисунок 2

Иммунизация животных и контрольное заражение. Мыши…

Рисунок 2

Иммунизация животных и контрольное заражение. Мышей иммунизировали в день 0 и заражали в…

Фигура 2

Иммунизация животных и контрольное заражение. Мышей иммунизировали на 0-й день и заражали на 21-й день. Сыворотку мышей собирали для определения уровней антител на 1, 3, 5, 7, 9 дни., 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 и 29 после иммунизации. Уровни анти-HA (IgG), IgG1, IgG2a, IL-4 и IFN-γ определяли на 7, 14 и 21 день после иммунизации. Селезенки мышей собирали для оценки активности пролиферации лимфоцитов, ответов ЦТЛ и субпопуляций Т-клеток на 7, 14 и 21 день после иммунизации. Легкие мышей собирали для определения вирусной нагрузки и патологических изменений в легких на 1, 3 и 5 дни после заражения.

Рисунок 3

Характеристика нановакцин…

Рисунок 3

Характеристика нано вакцин. (А) КПК. (B) Наноэпитопная пептидная вакцина. (С)…

Рисунок 3

Характеристика нано вакцин. (А) КПК. (B) Наноэпитопная пептидная вакцина. (C) Наноэпитопная пептидная вакцина BPP-V. (D) Наноэпитопная пептидная вакцина BP-IV. а, ПЭМ-изображения; б — УФ-видимые спектры; в — распределение частиц по размерам; г, дзета-потенциал.

Рисунок 4

Изменения анти-HA (IgG)…

Рисунок 4

Изменения уровней анти-HA (IgG) антител в сыворотке мыши после иммунизации. В…

Рисунок 4

Изменения уровней анти-HA (IgG) антител в сыворотке мыши после иммунизации. Мышей иммунизировали в день 0, и уровни анти-HA (IgG) в сыворотке иммунизированных мышей определяли в дни 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25. , 27 и 29 после иммунизации для оценки продолжительности действия антител.

Рисунок 5

Нано BPP-V и BP-IV…

Рисунок 5

Наноэпитопные пептидные вакцины BPP-V и BP-IV стимулировали секрецию анти-HA…

Рисунок 5

Вакцины с нанопептидным эпитопом BPP-V и BP-IV стимулировали секрецию антител против HA (IgG) (A) , IgG1 (B) и IgG2a (C) в сыворотке иммунизированных мышей. Образцы сыворотки иммунизированных мышей собирали на 7, 14 и 21 день после иммунизации и определяли уровни анти-HA (IgG), IgG1 и IgG2a методом ELISA. * P < 0,05 и ** P < 0,01 по сравнению с группой вакцины с эпитопным пептидом. NS указывает на отсутствие существенной разницы.

Рисунок 6

Нано BPP-V и BP-IV…

Рисунок 6

Наноэпитопные пептидные вакцины BPP-V и BP-IV стимулировали пролиферацию клеток селезенки…

Рисунок 6

Наноэпитопные пептидные вакцины BPP-V и BP-IV способствовали пролиферации лимфоцитов селезенки у иммунизированных мышей. Селезенки мышей собирали на 7, 14 и 21 сутки после первой иммунизации (n = 5) и определяли пролиферативную активность В-лимфоцитов (А) и Т-лимфоцитов (В) методом МТТ. Группу вакцины с эпитопным пептидом использовали в качестве контрольной группы, * P <0,05; ** Р < 0,01. NS указывает на отсутствие существенной разницы.

Рисунок 7

Эффекты nano BPP-V…

Рисунок 7

Влияние наноэпитопных вакцин BPP-V и BP-IV на клеточный иммунитет…

Рисунок 7

Влияние наноэпитопных вакцин BPP-V и BP-IV на клеточный иммунный ответ у иммунизированных мышей. Сывороточные уровни ИЛ-4 (А) и IFN-γ (В) у иммунизированных мышей выявляли на 7, 14 и 21 сутки после иммунизации. CTL-ответы селезенки (C) оценивали на 7, 14 и 21 день после иммунизации, а типирование Т-лимфоцитов селезенки (D) проводили на 21 день после иммунизации. * P < 0,05, ** P < 0,01 по сравнению с группой вакцины с эпитопным пептидом.

Рисунок 8

Обнаружение титров вируса в…

Рисунок 8

Обнаружение титров вируса в легких мышей, зараженных вирусом H9N2, с помощью ОТ-ПЦР…

Рисунок 8

Обнаружение титров вируса в легких мышей, инфицированных H9N2 AIV, с помощью ОТ-ПЦР и TCID ₅₀ . Мышей заражали на 21 день после иммунизации, и их легкие собирали на 1, 3 и 5 дни после заражения. (A, B) показаны числа геномных копий и титры H9N2 AIV в легких мышей на 1, 3 и 5 дни после заражения, соответственно. Данные представлены как среднее значение ± стандартное отклонение. * P < 0,05 и ** P < 0,01 по сравнению с группой вакцины с эпитопным пептидом.

Рисунок 9

Репрезентативные гистопатологические изображения обработанных…

Рисунок 9

Репрезентативные гистопатологические изображения обработанных срезов легких в дни 1, 3 и 5…

Рисунок 9

Репрезентативные гистопатологические изображения обработанных срезов легких на 1, 3 и 5 дни после заражения. Мышей заражали на 21 день после иммунизации, и их легкие собирали на 1, 3 и 5 дни после заражения. Срезы легких окрашивали H&E (n = 5). Стрелки указывают характеристики поражения, включая гиперемию, лимфоцитарную инфильтрацию, микроваскулярную эмболию и кровоизлияние.

Рисунок 10

Патологические оценки обработанного легкого…

Рисунок 10

Патологические баллы обработанных срезов легких на 1, 3 и 5 день после…

Рисунок 10

Патологические баллы обработанных срезов легких на 1, 3 и 5 день после заражения. Легкие мышей собирали из каждой группы (n = 5) и делали срезы для оценки патологических показателей. Стандарт оценки был следующим: 0 — отсутствие патологии; 1, местный застой в легких и инфильтрация воспалительных клеток; 2, застой в легких и воспалительная клеточная инфильтрация, поражающая 10% сечения; 3, застой в легких и воспалительная клеточная инфильтрация, поражающая 20% сечения; 4, застой в легких и воспалительная клеточная инфильтрация, поражающая 20-50% сечения; и 5, застой в легких и воспалительная клеточная инфильтрация, поражающая> 50% сечения. * P < 0,05 и ** P < 0,01 по сравнению с группой вакцины с эпитопным пептидом. (A) Патологические оценки срезов легких на 1-й день после заражения. (B) Патологические оценки срезов легких на 3-й день после заражения. (C) Патологические оценки срезов легких на 5-й день после заражения. Данные представляют собой среднее ± стандартное отклонение (n = 5).

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Бурсальный пептид BP-IV в качестве нового иммуноадъюванта повышает защитную эффективность эпитопной пептидной вакцины, содержащей Т- и В-клеточные эпитопы вируса птичьего гриппа H9N2.

  Лю И, Шен Т, Чжоу Дж, Чен Л, Ши С, Ван С, Чжан М, Ван С, Ляо С.
  Лю Ю и др.
  Микроб Патог. 2021 сент.; 158:105095. doi: 10.1016/j.micpath.2021.105095. Epub 2021 16 июля.
  Микроб Патог. 2021.

  PMID: 34280501

• Адъювантная активность бурсального пентапептида-(III-V) у мышей, иммунизированных вакциной против птичьего гриппа H9N2.

  Zhou J, Zhang C, Liu Z, Liu Y, Cai K, Shen T, Liao C, Wang C.
  Чжоу Дж. и др.
  Белок Пепт Летт. 2018;25(8):757-766. дои: 10.2174/0929866525666180806110928.
  Белок Пепт Летт. 2018.

  PMID: 30081784

• Сравнение иммуноадъювантной активности четырех бурсальных пептидов в сочетании с вакциной против вируса птичьего гриппа H9N2.

  Чжан С., Чжоу Дж., Лю З., Лю Ю., Цай К., Шэнь Т., Ляо С., Ван С.
  Чжан С и др.
  J Vet Sci. 2018 30 ноября; 19 (6): 817-826. doi: 10.4142/jvs.2018.19.6.817.
  J Vet Sci. 2018.

  PMID: 30173497
  Бесплатная статья ЧВК.

• Перекрестная защита инактивированными рекомбинантными вирусами гриппа, содержащими химерные конъюгаты гемагглютинина с консервативным эпитопом нейраминидазы или эктодомена М2.

  Ким К.Х., Юнг И.Дж., Ли И., Пак Б.Р., О Джей, Ли Ю.Н., Ким М.С., Джива С., Канг С.М.
  Ким К.Х. и др.
  Вирусология. 2020 ноябрь;550:51-60. doi: 10.1016/j.virol.2020.08.003. Epub 2020 22 августа.
  Вирусология. 2020.

  PMID: 32882637
  Бесплатная статья ЧВК.

• Вакцинация рекомбинантным слитым белком 4 × M2e.HSP70c в качестве кандидата на универсальную вакцину усиливает как гуморальный, так и клеточно-опосредованный иммунный ответ и снижает выделение вируса при экспериментальном заражении H9.Грипп N2 у кур.

  Дабагян М., Латифи А.М., Тебианян М., Нили Х., Ранджбар А.Р., Мирджалили А., Мохаммади М., Банихашеми Р., Эбрахими С.М.
  Дабагян М. и др.
  Вет микробиол. 2014 7 ноября; 174 (1-2): 116-26. doi: 10.1016/j.vetmic.2014.09.009. Epub 2014 23 сентября.
  Вет микробиол. 2014.

  PMID: 25293397

  Клиническое испытание.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Характеристика нейтрализующих моноклональных антител и идентификация нового консервативного С-концевого линейного эпитопа на белке гемагглютинина вируса птичьего гриппа H9N2.

  Ван Ю, Ли Х, Сюй Ц, Ню Х, Чжан С, Цюй Х, Чу Х, Чен Дж, Ши Ц, Чжан Э, Чжан Г.
  Ван Ю и др.
  Вирусы. 2022 15 ноября; 14 (11): 2530. дои: 10.3390/v14112530.
  Вирусы. 2022.

  PMID: 36423139
  Бесплатная статья ЧВК.

использованная литература

1. 1. Александр ДЖ. Обзор птичьего гриппа у разных видов птиц. Vet Microbiol (2000) 74:3–13. 10.1016/s0378-1135(00)00160-7

      —

      DOI

      —

      пабмед

2. 1. Lu J, Wu J, Zeng X, Guan D, Zou L, Yi L и др. . Продолжающаяся рекомбинация приводит к генетическому разнообразию вируса гриппа H7N9 в провинции Гуандун, Китай. Дж. Вирол (2014) 88:8297–306. 10.1128/ОВИ.00630-14

      —

      DOI

      —

      ЧВК

      —

      пабмед

3. 1. Li YT, Linster M, Mendenhall IH, Su YCF, Smith GJD. Вирусы птичьего гриппа у людей: уроки прошлых вспышек. Br Med Bull (2019) 132: 81–95. 10.1093/bmb/ldz036

      —

      DOI

      —

      ЧВК

      —

      пабмед

4. 1. Симс Л. Д., Триподи А., Суэйн Д.Э. В центре внимания патология птиц: можем ли мы снизить угрозу пандемии птичьего гриппа H9N2 для здоровья человека и птиц? Авиан Патол (2020) 49: 529–31. 10.1080/03079457.2020.1796139

      —

      DOI

      —

      пабмед

5. 1. Сано К., Айнаи А., Судзуки Т., Хасегава Х. Путь к более эффективной вакцине против гриппа: современные исследования и перспективы на будущее. Вакцина (2017) 35:5388–95. 10.1016/j.vaccine.2017.08.034

      —

      DOI

      —

      пабмед

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Как прошло ежегодное собрание PDA? Вакцины, асептическая обработка и обновления GMP

24 марта 2021 г.

Неудивительно, что в этом году на ежегодном собрании PDA в центре внимания оказался Covid-19 — не в последнюю очередь потому, что все заседания должны были транслироваться в цифровом формате. Несмотря на это изменение, было много интересных докладов и живых дискуссий между участниками и докладчиками. Читайте дальше, чтобы узнать о пяти основных тенденциях и идеях Анетт Ян Маркуссен, управляющего консультанта по GMP и комплаенсу в NNE.

Быстрая разработка вакцины меняет правила игры в фармацевтической промышленности

Covid-19 и последующие глобальные усилия по вакцинации привлекли внимание людей к асептическому производству и передовым терапевтическим лекарственным средствам (АТМП). Во многих презентациях анализировались проблемы и потенциал роста в этом беспрецедентном году в сфере здравоохранения и фармацевтики.

Одной из проблем, возникающих в связи с пандемией, является продолжающийся кризис нехватки лекарств. Другим продуктам был отдан приоритет, и наряду с нехваткой мощностей наблюдалась нехватка сырья. Однако быстрое исследование, разработка, одобрение и производство Covid-19вакцин в 2020 и 2021 годах показывает, как многого можно добиться всего за один год.

Изучение потенциала параметрического выпуска для асептического производства

Особенно хорошая научная презентация посвящена возможности использования параметрического выпуска в асептических процессах. По сравнению с обычным выпуском, когда производители сначала производят продукт, а затем отправляют его на проверку качества, параметрический выпуск является непрерывным и может значительно сэкономить время. Хотя это все еще продолжается, это инновационное исследование может быть полезным в будущем.

Приложение 1 и PUPSIT: Проверка целостности перед использованием после стерилизации

Проверка целостности стерилизованного фильтра PUPSIT также была в центре внимания. Это требование было опубликовано много лет назад, но регулирующие органы применяли только тестирование после использования. Промышленность выступает против тестирования перед использованием из-за риска повреждения или загрязнения фильтра заранее. Однако, как только Приложение 1 будет опубликовано, власти планируют обеспечить предварительное тестирование на целостность.

Процесс написания и комментирования Приложения 1 был продлен, что привело к переносу даты публикации. Некоторые ожидают, что он будет готов к концу 2021 года, но 2022 год кажется более вероятным сценарием.

Призыв к унификации разрозненных руководств по фармацевтической системе качества

Карен Гинзбери поделилась своими мыслями о руководствах по фармацевтической системе качества (PQS) и о том, как повлиять на регулирующие органы с целью унификации и централизации руководства. В настоящее время PQS описан в таких стандартах, как ISO, и в нескольких руководствах, включая Приложение 1, EU GMP и ICHQ10 от 2008 г.

Власти также начали регулировать PQS в различных руководствах по асептическим, пероральным твердым дозировкам и производству АФИ. Поэтому важно, чтобы они были централизованы и соответствовали тому, что уже написано для улучшения соответствия. Карен Гинзбери предложила встретиться с Консультативным советом по регулированию и качеству в PDA, чтобы обсудить возможности влияния на регулирующие органы по этой теме.

Шкафы биобезопасности для ATMP теперь заменены изоляторами

Еще один интересный момент обсуждения – переход от боксов биологической безопасности к изоляторам для производства ATMP. Эта тенденция была замечена как отраслевыми поставщиками, так и регулирующими органами на конференции. В будущем, похоже, производство ATMP (включая стволовые клетки) в изоляторе вместо бокса биобезопасности будет соответствовать cGMP, что повысит безопасность, но также повлияет на затраты.

Более тесное сотрудничество между фармацевтической промышленностью и регулирующими органами

Нет сомнений в том, что 2020 год стал новаторским для мира и фармацевтической промышленности, поскольку многие предыдущие биотехнологические тенденции, такие как вакцинотерапия, развивались беспрецедентными темпами для спасения жизней.