Неприродные антигенные наноструктуры и фенотипическая коррекция иммунного ответа

реклама
Неприродные
антигенные наноструктуры
и фенотипическая коррекция
иммунного ответа
Р.В. Петров, Р.М. Хаитов
ГНЦ Институт иммунологии ФМБА России, Москва
Cинтетический антиген (Т, Г)-А-Л
Конъюгированный антиген
(белок-динитрофторбензол)
=
Лиз
Глу
Ала
Ала
Ала
Лиз
=
Тир
CH2 NН
Тир
NO2
Глу
Ала
Ала
Ала
Лиз
=
NO2
=
CH2 NН2 + F
=
Лиз
NO2
Тир
Глу
Ала
Ала
Ала
Лиз
=
NO2
=
Лиз
Лиз
…
- СН2 - СН - СН2 - СН - СН2 - СН- ...
С=O
N
СOOH
С=O
NН
(СН2)2
NН
O2 N
NO2
NO2
Количество ТНФ-специфических
АОК на селезенку
Конъюгат гаптен-полиэлектролит как сильный специфический иммуноген
х103
80
75
х103
80
Первичный
иммунный
ответ
70
75
Вторичный
иммунный
ответ
- IgM AOK к ТНФ
70
- IgG AOK к ТНФ
15
15
10
10
5
5
Контроль
Контроль
Зависимость иммуностимулирующего действия
от степени полимеризации (n) поликатиона и полианиона
Представлены коэффициенты стимуляции продукции антителообразующих
клеток (АОК) при совместном введении антигена (5 млн. эритроцитов барана)
с фракциями поликонидинов (1) или ПАК (2)
Главный комплекс
гистосовместимости мыши H-2
Главный комплекс
гистосовместимости человека HLA
Синтетические полиэлектролиты иммуномодуляторы
(-CH2-CH-)n
(-СH2-CH-)n
COOH
Полиакриловая
кислота (ПАК)
(-СН2-CH-)n
+
Поли-4-винилпиридин (ПВП)
X
C2H5
+
Поли-5-метил-2-винилпиридин
n
(-CH2-CH-)n
+
СН3
- CH2 CH2
Х
-
С2Н5
Соль кватернизованного
поли-4-винилпиридина
X
C2H5
- CH2 CH2
n-m
+
- CH2 CH2
X
CH2C6H5
Кватернизованные соли поликонидина
m
Система
рецептор-циклаза
канал
ионный
Поиски системы клеточной мембраны,
которая может участвовать в реакции
на полиион
Система
ионного транспорта
фосфолипаза
Система, регулирующая
текучесть липидного
матрикса
В результате были открыты механизмы иммуностимулирующего действия полиэлектролитов,
состоящие в активации Т- и В-клеточной миграции,
клеточной кооперации, компенсации функции
Т-помощников, кластеризации мембранных белков,
сопровождающейся повышением проницаемости
клеточной мембраны для ионов Ca2+, Na+, K+ и
активацией Ca2+- и (Na+, K+)-АТФаз.
Модельные
искусственные антигены
Комплексы БСА
с производными поли-4-винилпиридина
+
С2Н5
+
Х
-
С16Н33
+
Х
-
СН2
СООН
Антиген 1
Антиген 2
(полимер связан с белком
солевыми и гидрофобными
контактами)
(полимер связан с белком
ковалентно)
Иммунный ответ (АОК)
-CH2-CH- -CH2-CH-
-CH2-CH- -CH2-CH-
10000
8000
6000
4000
2000
Альбумин Антиген 1 Антиген 2
Т-независимость иммунного ответа
на конъюгат АГ-ПЭ
АОК
(х103)
140
БСА
БГГ
120
БСА-ПЭ
БГГ-ПЭ
100
80
60
40
20
4
3
2
1
nu/+
nu/nu
nu/+
nu/nu
Фенотипическая коррекция
иммунного ответа при иммунизации
конъюгатом (Т,Г)-A-Л-полиэлектролит
(Т,Г)-A-Л
АОК на селезенку (х10-3)
120
100
80
60
40
20
CBA
C57BL
Конъюгированная
противосальмонеллезная вакцина
Полисахаридный
антиген
бактериального
тела
Антиген-полимерные
конъюгаты
Заражение
абсолютно
летальной дозой
14-30 дней
Иммунизация
Выживаемость %
Белковый
антиген жгутика
100
ПС-флагеллин-ПЭ
ПС-ПЭ
80
60
ПС
40
20
0,01 0,1 1,0 10
100
Конъюгированная
противогриппозная вакцина
14 дней
Иммунизация
12
100
80
60
40
20
Физ.
раствор
AОК (x10-3)
Заражение
абсолютно
летальной дозой
Гемагглютинин
Выживаемость, %
Вирус гриппа
Конъюгаты
антиген - полимер
Нейраминидаза
10
8
6
4
2
Физ.
раствор
Разработанный принцип создания конъюгированных
иммуногенов был использован для повышения иммуногенности консервативных антигенов и эпитопов вирусов,
отличающихся слабой иммуногенностью, в частности,
М-белка и додекапептидного фрагмента лёгкой цепи
гемагглютинина вируса гриппа.
Конъюгированная антиген-полимерная гриппозная вакцина
на основе консервативных типоспецифических белков
вируса А (Н1N1)
нейраминидаза
гемагглютинин
М-белок
Конъюгаты
антиген-полиэлектролит
14 дней
Иммунизация
4000
3000
2000
1000
Выживаемость, %
Заражение
абсолютно летальной
дозой вируса А (H3N2)
М-специфический иммунный
ответ (ELISA-титр)
NP-белок
100
80
60
40
20
+
C
NH-GLY-LEU-PHE-GLY-ALA-ILE-ALA-GLY-PHE-ILE-GLU-GLY
Относительный титр легочного
вируса (A/Aichi)
- lg EID50
Относительная J aбсорбция 450 нм
Сополимер полиакриловой кислоты
O
6
12
11
10
5
9
8
4
7
6
3
5
4
3
2
2
1
1
I II
I II
I II
I II
Aнтителообразование против
конъюгированного антигена,
тестируемое твердофазным
иммуноферментным методом
с конъюгатом F/A-BSA (
)
и интактными вирусами
A/Aichi (
), A/Texas (
),
A/PR/8 (
).
I - иммунизация F/A пептидным
coполимерным комплексом
(2,5  F/A /мышь CBA)
II - иммунизация F/A - BSA
в физиологическом растворе
(2,5  F/A /мышь CBA)
Защита мышей от инфекционного
заражения (A/Aichi) через 21 день
после иммунизации.
- неиммунизированные
контрольные мыши
- F/A-BSA (2,5  F/A/мышь)
- F/A пептидный сополимерный комплекс (2,5  F/A/мышь)
- F/A пептидный сополимерный комплекс (10  F/A/мышь)
ПОЛИОКСИДОНИЙ
Первый оригинальный препарат нового класса
гетероцепных алифатических полиаминов
Сополимер N-окиси 1,4-этиленпиперазина и (N-карбоксиэтил)-1,4этиленпиперазиний бромида
_
Br
N
О
N СН2 СН 2
+
N
N СН2 СН 2
CН2СООН
ММ 60000–100000 D
n
Механизмы действия полиоксидония
на клетки иммунной системы человека
Полиоксидоний
Нейтрофилы
Моноциты
макрофаги
Активные
формы О2
NK-клетки
Цитотоксичность
Дендритные клетки
Костимуляторные
молекулы
Киллинг
внеклеточных
микробов
Активация
Th1-клеток
ИЛ-12
Экспрессия
HLA-DR
Cинтез
интерферона 
Презентация
АГ
Антивирусная
защита
ГМ-КСФ
Лейкопоэз
Провоспалит.
цитокины
ФНО, ИЛ-6, ИЛ-1
Активные
формы азота
Антибактериальная
защита
Т- и В-клетки
Киллинг
внутриклеточных
микробов
Характеристика вакцины ГРИППОЛ
ГА
ПО
Доза
(5+5+5) мкг
Антигены
вируса гриппа
Состав
А1 (Н1N1)
А2 (Н3N2)
500 мкг
В
Носитель иммуномодулятор
полиоксидоний
Вакцина ГРИППОЛ – первый вакцинирующий препарат, сконструированный
на принципиально новой основе, не имеет аналогов в мировой практике
Снижение в 3 раза
прививочной дозы ГА
Свойства
Высокая степень
безопасности
Высокая профилактическая
эффективность
Формирование
длительной
иммунной памяти
Снижение заболеваний
верхних дыхательных путей
Сформулирован, теоретически обоснован и экспериментально
подтверждён принцип создания конъюгированных полимерсубъединичных иммуногенов и вакцин путём присоединения
антигенов к полиэлектролитным носителям.
Иммуногенность и протективные свойства конъюгированных
с полиэлектролитами антигенов возрастают в десятки и сотни раз
с усилением как антительного, так и клеточно-опосредованного
иммунного ответа.
Разработанный принцип создания иммуногенов и вакцин нового
типа позволяет «обойти» IR-генный контроль иммунного ответа,
что обеспечивает сильный иммунитет даже у генетически низкореагирующих на данный антиген организмов.
Доказано, что иммуностимулирующие и мембранноактивные
свойства полиэлектролитов критически зависят от степени полимеризации и наличия повторяющихся ионогенных или дипольных
групп, т.е. обусловлены «полимерностью» как таковой.
До настоящей работы круг полимеров для медицины был
ограничен химически нейтральными веществами, использующимися
в качестве конструкционных материалов или пассивных носителей
низкомолекулярных лекарств.
Скачать