Чистые вирусоподобные частицы — новая эра в производстве вакцин против цирковирусной инфекции свиней
Значительным событием в научной и практической работе стала разработка в 2006 году субъединичных вакцин против цирковирусной инфекции свиней. Это было принципиально новое направление в вакцинации. Для этого при формирования иммунного ответа ученые вместо введения цельного патогена в вакцину ввели очищенные частицы белка. Они были изучены и отобраны по принципу наилучшей сборки молекул, которые были способны стимулировать формирование сильного и действенного иммунного ответа.
С учетом того, что это только фрагменты вирусов, значит контакта непосредственно с инфекционным агентом не происходит, а это в свою очередь указывает, что они не могут вызвать заболевание, следовательно, эту вакцину можно отнести к безопасным во всех отношениях. Фрагменты вируса в данной вакцине не инфицируют клетки организма, получается, что при вакцинации субъединичной вакциной в основном запускаются звенья клеточно-опосредованного иммунного ответа, а в совокупности с работой адьювантной системы обеспечивают длительный протекционный иммунитет. Последние исследования показали, что вакцины, содержащие адъювантную систему на основе карбомера стимулируют высокий не только гуморальный, но и клеточный иммунный ответ [14]
Компания «Иммуновакс» в партнерстве с компаниями-биотехнологическими гигантами, входящими в ТОП-20 мира, запустила российское производство иммунобиологических препаратов, таких как ВироваксПорци PCV (вакцина субъединичная против цирковирусной инфекции свиней) и ВироваксПорци PCV+МН (вакцина для профилактики цирковирусной инфекции и энзоотической пневмонии свиней инактивированная).Технологическое партнерство «Иммуновакс» позволяет осуществлять трансфер передовых зарубежных технологий, отбирать наиболее активные штаммы, проверенные на многомиллионном поголовье свиней за рубежом, получать доступ к передовым технологиям и развивать экспертизу совместно с мировыми лидерами в производстве вакцин.
«Иммуновакс» выводит на рынок биологических ветеринарных препаратов генно-инженерные субъединичные вакцины, в которых в качестве вирусного иммуногена используется белок капсида. Этот белок является ключевым компонентом вакцины ВироваксПорци PCV и ВироваксПорци PCV+MH, в основе которого лежат чистые вирусоподобные частицы (VLP — Virus-Like Particles), не содержащие нуклеиновых кислот, а именно остатков аргинина на своём N-конце, которые кодируются редкими кодонами, используемыми в системе экспрессии Escherichia coli. Данного свойства при производстве VLP удалось достичь благодаря анализу экспрессии и растворимости десятков белков PCV2Cap путём комбинирования различных штаммов PCV2 и векторов экспрессии. Основываясь на данных анализа была проведена оптимизация генетической последовательности редких кодонов, что позволило кодировать одни и те же аминокислоты разными триплетами. Оптимизированная последовательность гена Cap из штамма PCV2 GX клонируется в вектор pET24a, а полученная рекомбинантная плазмида переносится в компетентные клетки BL21/DE3 Escherichia coli. Супернатант клеточных лизатов, содержащих рекомбинантный белок Cap (rCap), осаждается и повторно суспендируется с последующей анионообменной хроматографической очисткой и в лабораторных условиях собирается в вирусоподобные частицы. Уникальный процесс сборки вирусоподобных частиц позволяет объединить 5 Cap-белков в пентамер и 12 пентамеров в VLP, который обладает большей иммуногенностью, чем один Cap-белок.
Разработка субъединичной вакцины путём экспрессии в E. Coli, последующей разборки и повторной сборки капсидных VLP вируса PCV2 более прогрессивна по сравнению с системами экспрессии на основе бакуловирусов, так как полученные при данной технологии VLP не содержат примесей упакованных нуклеиновых кислот и остаточных компонентов клеточной среды, являясь более чистой антигенной платформой [13]. Благодаря биоинформационному анализу в сочетании с технологией модификации генов и рекомбинантного клонирования для создания оптимального антигена, оптимизации процесса ферментации и хроматографической очистки белка, чистота очищенного белка Cap достигла более 95%, а содержание субъединицы PCV2Cap в каждой дозе вакцины, составляет более 100 мкг.
С целью повышения эффективности иммунного ответа в вакцине ВироваксПорци PCV и ВироваксПорци PCV+MH используется адьювантная система Aquae Freemix™. Aquae Freemix™ — это запатентованная формула, созданная на основе карбомера, которая обеспечивает ранний иммунный ответ и поддержание его на высоком уровне. Она обладает способностью повышенной адсорбции антигена, обеспечивая медленное его высвобождение и создавая эффект депо. Депо-эффект с медленным высвобождением способствует улучшению презентации антигена эффекторным клеткам и обеспечивает значительное усиление антигенного иммунного ответа. Этот адъювант стимулирует как гуморальный, так и Т-клеточный ответы, что приводит к более высоким уровням гуморальных антител и клеточного иммунитета. Изготовление адъюванта происходит из коллоидного полимерного сшитого сополимера в виде наномикросфер с пространственной сетчатой структурой внутри микросфер. Благодаря этой структуре адъювант обладает высокой эффективностью адсорбции антигенов, обеспечивая длительное и медленное их высвобождение. Это позволяет эффективно стимулировать иммунные клетки. После введения животному вакцина легко усваивается и не вызывает побочных эффектов. Антитела начинают вырабатываются через 7 дней после вакцинации и сохраняются более 6 месяцев. Таким образом Вакцина ВироваксПорци PCV и ВироваксПорци PCV+MH благодаря стратегии производства антигена на основе VLP и современной адьювантной системе представляют собой современный биопрепарат высокого класса, соответствующий всем параметрам эффективности и безопасности.
К настоящему времени уже проведены доклинические и клинические испытания, в рамках которых получены данные, подтверждающие, что ВироваксПорци PCV и ВироваксПорци PCV+MH эффективно предотвращают развитие цирковирусной инфекции у свиней как в субклинической, так и клинической формах.
Для оценки эффективности вакцины были проведены серологические исследования на базе независимых лабораторий, с использованием тест-наборов BioChek для определения антител к цирковирусу свиней типа 2. Результаты представлены в диаграммах ниже.
Исследования показали, что через три недели после вакцинации животных во всех опытах достигается защитный уровень иммунитета, уровень антител превышающий 3500 единиц оптической плотности, с высокой однородностью иммунного ответа — более 75%.
Эффективность вакцин была подтверждена результатами количественного ПЦР-анализа в полученного на базе независимых лабораторий, значения которого не превышали 4 log10 на всех исследуемых возрастных группах. Применение вакцины способствовало достижению высоких производственных показателей, в том числе на РРСС позитивных комплексах. Это подтверждается данными, представленными на диаграммах ниже. В ходе оценки были использованы следующие показатели: сохранность поголовья, среднесуточный привес, процент выбраковки и конверсия корма.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что выведение на рынок РФ вакцин «Иммуновакс» — ВироваксПорци PCV и ВироваксПорци PCV+MH — означает появления эффективного инструмента контроля цирковирусной инфекции и достойной альтернативой мировым брендам. Целесообразность и безопасность применения биологических препаратов подтверждено результатами лабораторных исследований и сохранением высоких производственных показателей.
Бердников М.Л., заместитель директора
департамента продвижения дивизиона свиноводства ГК ВИК
Список литературы
1.Baekbo, P.; Kristensen, C.S.; Larsen, L.E. Porcine circovirus diseases: A review of PMWS. Transbound. Emerg. Dis. 2012, 59 (Suppl. S1) 60–67.
2.Correa-Fiz, F.; Franzo, G.; Llorens, A.; Huerta, E.; Sibila, M.; Kekarainen, T.; Segalés, J. Porcine circovirus 2 (PCV2) population study in experimentally infected pigs developing PCV2-systemic disease or a subclinical infection. Sci. Rep. 2020, 10, 17747.
3.Kekarainen, T.; McCullough, K.; Fort, M.; Fossum, C.; Segalés, J.; Allan, G.M. Immune responses and vaccine-induced immunity against Porcine circovirus type 2. Vet. Immunol. Immunopathol. 2010, 136, 185–193.
4.Tischer, I.; Gelderblom, H.; Vettermann,W.; Koch, M.A. A very small porcine virus with circular single-stranded DNA. Nature1982, 295, 64–66.
5.Cheung, A.K. Transcriptional analysis of porcine circovirus type 2. Virology 2003, 305, 168–180.
6.Nawagitgul, P.; Morozov, I.; Bolin, S.R.; Harms, P.A.; Sorden, S.D.; Paul, P.S. Open reading frame 2 of porcine circovirus type 2 encodes a major capsid protein. J. Gen. Virol. 2000, 81, 2281–2287.
7.Olvera, A.; Cortey, M.; Segalés, J. Molecular evolution of porcine circovirus type 2 genomes: Phylogeny and clonality. Virology 2007, 357, 175–185. Viruses 2022, 14, 2005 9 of 12/.
8.Franzo, G.; Segalés, J. Porcine circovirus 2 (PCV-2) genotype update and proposal of a new genotyping methodology. PLoS ONE 2018, 13, e0208585.
9.Jacobsen, B.; Krueger, L.; Seeliger, F.; Bruegmann, M.; Segalés, J.; Baumgaertner, W. Retrospective study on the occurrence of porcine circovirus 2 infection and associated entities in Northern Germany. Vet. Microbiol. 2009, 138, 27–33.
10.Constans, M.; Ssemadaali, M.; Kolyvushko, O.; Ramamoorthy, S. Antigenic Determinants of Possible Vaccine Escape by Porcine Circovirus Subtype 2b Viruses. Bioinform. Biol. Insights 2015, 9, 1–12.
11.Beach, N.M.; Meng, X.-J. Efficacy and future prospects of commercially available and experimental vaccines against porcine circovirus type 2 (PCV2). Virus Res. 2012, 164, 33–42.
12.Xiao, C.-T.; Harmon, K.M.; Halbur, P.G.; Opriessnig, T. PCV2d-2 is the predominant type of PCV2 DNA in pig samples collected in the U.S. during 2014-2016. Vet. Microbiol. 2016, 197, 72–77.
13.Wu, P.C., Lin, W.L., Wu, C.M., Chi, J.N., Chien, M.S., Huang, C., 2012. Characterizationof porcine circovirus type 2 (PCV2) capsid particle assembly and its applicationto virus-like particle vaccine development. Appl. Microbiol. Biotechnol. 95, 1501–1507.
14.Lee W, Kingstad-Bakke B, Paulson B, Larsen A, Overmyer K, Marinaik CB, et al. (2021) Carbomer-based adjuvant elicits CD8 T-cell immunity by inducing a distinct metabolic state in cross-presenting dendritic cells. PLoSPathog 17(1): e1009168/
Просмотров: 870
