ИСТИНА

Целью проекта является разработка и получение универсального рекомбинантного антигена для создания современной кандидатной вакцины против ротавируса.

Rotavirus infection is one of the main causes of gastroenteritis in children under five years. The 258 173 300 cases of rotavirus infection, 128 500 of which led to death, were registered worldwide in 2016 (Troeger et al., 2018). The main causative agents of rotavirus infection in humans are strains belonging to the group A. Currently, using attenuated vaccines has decreased the level of rotavirus incidence, but they have some disadvantages. First of all, this is the possibility of the occurrence of the severe consequence –intussusception, as well as a risk of reassortment with a wild-type virus and reversion to pathogenic form. Apart from that, the limited efficacy of attenuated rotavirus vaccines against new rotavirus A variants, which are not corresponding to the ones included into the formulations licensed in 2006-2008, is a serious drawback. Due to the fact that the rotavirus genome is segmented and reassortation is possible, the rate of genetic variability is quite high and the variety of antigenic variants is enormous. Moreover, attenuated vaccines are characterized by complexity and high cost of production. All of that determines the necessity of novel broadly effective and safe recombinant vaccines. The development of subunit protein vaccines, containing distinct recombinant rotavirus antigens, could be considered to be the most promising direction due to their high safety profile. Attenuated or inactivated pathogen, as well as any of its parts are absent within this type of vaccines. Subunit protein vaccine formulation can consist only of high-purity proteins. The aim of this project is to design and produce a universal recombinant antigen for the development of a modern recombinant vaccine candidate against rotavirus. A part of the sequence of protein VP8, which is a product of surface antigen VP4 proteolysis and, according to the published data, induces the production of neutralizing antibodies being able to provide protection, is planned to be utilized as a basis for developing universal rotavirus antigen. The selected sequence will be a consensus, which will be determined based on the most common rotavirus strains and will be supplemented by one of the highly conservative epitopes of VP4. Produced that way, recombinant antigen, design of which involves application of both consensus and conservative approaches simultaneously, could become the key antigenic component of developing rotavirus A vaccine. However, often individual proteins are unable to effectively stimulate the immune response without adjuvant. In this project, spherical particles (SPs), which are generated by thermal rearrangement of the tobacco mosaic virus (TMV), will be applied as a safe and effective adjuvant for a rotavirus vaccine candidate. SPs consist of TMV coat protein only and do not contain nucleic acid. SPs are safe for mammals and had been demonstrated to be able to effectively stimulate the immune response to the target antigens administrated with them, so they are an adjuvant. The proposed approach is simple and does not require the use of a live rotavirus at any of the production stages. This fact ensures a high safety profile and low cost. The usage of protein recombinant vaccines tends to zero the risks of the occurrence of side-effects and consequences, connected with the usage of attenuated vaccines. The proposed technology enables to change the vaccine candidate antigenic panel considering the high rate of rotavirus genetic variability quick and easily.

Будет выполнен и осуществлён дизайн последовательности антигена. Будет получена генетическая конструкция, позволяющая экспрессировать спроектированный рекомбинантный антиген ротавируса. Генетическая конструкция будет экспрессирована в клетках E. coli, рекомбинантный белок будет выделен, очищен и охарактеризован. Будет получена сыворотка к рекомбинантному антигену ротавируса. Будет накоплен в растениях, выделен и очищен препарат ВТМ. СЧ будут получены и охарактеризованы с помощью ряда физико-химических методов.Рекомбинантный антиген будет адсорбирован на поверхности СЧ. Полученные композиции будут исследованы и охарактеризованы широким спектром физико-химических методов (электронная микроскопия, иммунофлуоресцентная микроскопия, электрофорез). На лабораторных животных будет проведено с исследование иммуногенности прототипа вакцинного кандидата против ротавируса, содержащего рекомбинантный антиген на основе последовательностей фрагмента VP8 и СЧ ВТМ. Будет проведена оценка титров антител к антигену ротавируса и к СЧ в сыворотках животных, полученных после однократной и двукратной иммунизации. Будет оценён вклад СЧ ВТМ в стимуляцию иммунного ответа на рекомбинантный антиген ротавируса. Будут определены титры антител к адъюванту (СЧ), вырабатывающиеся при иммунизации вакцинным кандидатом, а также будет проанализировано соотношение титров антител, вырабатываемых на антиген ротавируса и на СЧ ВТМ.

У коллектива авторов, работающих на кафедре вирусологии МГУ имени М.В.Ломоносова, имеется опыт в изучения структуры и свойств вирусов растений и вирусоподобных частиц. Методы получения, очистки вирусных препаратов и получения структурно модифицированных частиц ВТМ сферической формы (СЧ) хорошо отработаны. При участии руководителя заявленного проекта было проведено сравнительное исследование адъювантных свойств вирусов растений с вирионами различной формы (Evtushenko et al., 2020), а также исследования безопасности СЧ ВТМ (Nikitin et al., 2018a; Nikitin et al., 2018b). Авторы проекта принимали непосредственное участие в создании вакцинных кандидатов против различных инфекционных заболеваний, таких как краснуха, коронавирусная инфекция и сибирская язва (Trifonova et al., 2017; Kovalenko et al., 2022, Ryabchevskaya et al., 2022; Granovskiy et al., 2022), а также их лабораторных исследованиях и изучении иммуногенности и протективности на различных видах животных. Более того у коллектива уже есть опыт получения рекомбинантных антигенов, содержащих в своем составе последовательности ротавирусных белков (Рябчевская и др., 2020а; Рябчевская и др., 2020б; Kondakova et al., 2021).