Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация способов получения антигенных комплексов туляремийного микроба и конструирование на их основе диагностических препаратов Кузнецова, Екатерина Михайловна

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кузнецова, Екатерина Михайловна. Оптимизация способов получения антигенных комплексов туляремийного микроба и конструирование на их основе диагностических препаратов : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.02.03 / Кузнецова Екатерина Михайловна; [Место защиты: Рос. науч.-исслед. противочум. ин-т "Микроб" МЗ РФ].- Саратов, 2012.- 150 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-3/965

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Туляремия - зооиозная прнродио-очагопая инфекция. Эндемичные очаги туляремии характеризуются стабильностью проявления и широко распространены, и том числе па территории Российской Федерации и соседних стран [Tilrnvik A. el al., 2004; Топорков В.П. и др., 2007, Мещерякова И. С. и др., 2007; Безсмертний BE. и др., 2008; Wang Y. el al., 2011]. Возбудитель туляремии - Francisella lularenxis включен в высшую категорию А как потенциальный агент бнотеррорнзма [Dennis D. el al., 2001; Gallagher-Smilh M. el al., 2004]. Несмотря на достигнутые успехи в исследовании особенностей строения и биологии туляремипного микроба, факторы патогенное этого возбудителя, состав капсулы и протектпвные антигены окончательно не изучены [Mavlasova .1. el al., 2002; Sjosledl A., 2003; Eyles J.E., 2007; Oyslon P.C.F., 2008; Santic M., 2010; Broms .1. E. el al, 2011].

Лабораторная диагностика туляремии основывается па иммунологических (сероал-лергологнческая диагностика) и бактериологических методах, в настоящее время дополнена молекулярпо-геиетнческими методами [Лаб. диагност. ООН, 2009]. В области разработки новых способов детекции туляремипного микроба ведутся активные исследования [Spleltsloesser W. D. el al., 2005; Осипа 1-І. А. н др., 2007; Романова Л. В., 2008; Johansson А. el al., 2010; Ветчннип С. С. и др., 2011; Larson М. F. el al., 2011].

У возбудителя туляремии лппополисахарид (ЛПС) и белки внешней мембраны (ВМ) влияют па специфичность иммунного ответа макрооргапизма, обладают уникальной поли-эпитопной антигенной структурой и рассматриваются как основа для создания профилактических и диагностических препаратов [Хлебников B.C. и др., 1992, 1993; Аропова II. В., Павлович И. В., 2000; Ellis J. el al., 2002; Conlan J.W., 2004; Oyslon P.C.F., 2008, Beasley AS. el al., 2011, Zarella T.M. et al., 2011]. Большое внимание уделяется исследованию комплексных антигенов /". lularensis [Tarnvik A., Bergkmd L, 2003; Spleltsloesser W. D. et al., 2005; Pierson T. et al., 2011]. Получаемые по классическому методу A. Boivin (1933) лнпополиса-харидо-белковые комплексы (ЛПБК) позбудителя туляремии содержат до 10 % белка и характеризуются высокой серологической активностью [Родионова ИВ., Шипицнпа Г.К., 1967]. В зависимости от способа получения ЛПБК имеют различный сосгав, молекулярную массу и свойства. В частности, установлена высокая иммунобиологическая активность ЛПБК ВМ F. lularensis, полученного с помощью обработки бактериальных клеток ультразвуком с последующим ультрацептрифугнропанием, с содержанием 12-22 % белка (25 белковых фракций) и 40 % лнпмдои [Хлебников B.C. н др., 1991]. При обработке ВМ растворами детергентов с последующей гель-фильтрацией был получен высокоактивный ЛПБК (IV фракция, 15-35 кДа) с соотношением ЛПС:белок 1:1 [Хлебников B.C. и др., 1992, Кулепац-кий Д.П., 1994]. Показано, что в составе препаратов ЛПБК присутствуют иммунодомпиант-ные белки с молекулярными массами 17 и 43 кДа [Аверин С.Ф. и др., 1992; Кулевацкий Д.П., 1994] и белок-шапероп 63 кДа (GroEL) [Коровина О.В., 1993]. Комплекс ЛПС-17кДа

белок рассматривается и качестве прототипа химической туляремнйпой вакцины [Klilcbnikov V.S. el al., 1996], также как и одни из препаратов ЛПБК ВМ /". tularensis - С-комплекс [Жемчугов В.її., 2004; патенты РФ 2147234, 2221591]. При оптимизации схемы выделения С-комплскса туляреминпого микроба в условиях масштабированного культивирования штамма-нродуцента F. tularensis 15 ПИИЭГ был разработай метод его нзоэлекгрп-ческой преципитации [Шепелев И.А., 2005]. С использованием этою подхода нами был получен препарат ЛПБК туляреминпого микроба, отличающийся от остальных ранее описанных в литературе комплексных антигенов молекулярной массой, увеличением белкового компонента (более 60 %) и высокой нротсктнвпой активностью при экспериментальной туляремии. Этот препарат ЛПБК получил авторское название протсктивпый антигенный комплекс - ПАК [Кузнецова Е.М. и др., 2011].

Несмотря на достигнутые успехи и исследовании антигенных комплексов ВМ F. tularensis важными условиями при разработке современных эффективных медицинских иммунобиологических препаратов, остаются совершенствование приемов выделения антигенов в иммунологнчеекп активной форме. Изучение особенностей состава и свойств комплексных антигенов туляреминпого микроба разных подвидов позволит провести их детальную характеристику.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Получить диагностически значимые антигенные комплексы /". tularensis и сконструировать на их основе экспериментальные иммуподиагности-ческис препараты.

  1. Оптимизировать способы получения пммуиохимимески активных антигенных комплексов туляреминпого микроба.

  2. Провести сравнительный анализ полученных препаратов антигенных комплексов туляреминпого микроба разных подвидов.

  3. Получить высокоактивные полпклональпые иммунные сыворотки к нротектнвно-му антигенному комплексу туляреминпого микроба и сконструировать па их основе экспериментальные иммуподиапюстикумы для детекции возбудителя туляремии.

  4. Разработать па основе антигенных комплексов туляреминпого микроба экспериментальные препараты для детекции специфических антител.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Оптимизированы способы получения биомассы F. tularensis для последующего выделения биологически активных антигенов. Приоритетность работы в данном направлении подтверждена оформлением заявки №2010131275 на изобретение «Способ получения биомассы туляреминпого микроба» (приоритет от 26.07.10 г). Для получения пммуиохимимески активных антигенных комплексов туляреминпого микроба были усовершенствованы способы их выделения н количественного определения. Выделен и охарактеризован гликозилпроваипый белковый комплекс туляреминпого микроба, обла-

дающий иыражеппой нммуногенпостыо и высокой специфичностью, хроматографичсскп гомогенный, с молекулярной массой (57±1) кДа, состоящий из днух белковых субъединиц (43 и 14-17 кДа). Выделен протектмвньнї антигенный комплекс, установлен его компонентный состав: субьединицы с молекулярными массами более 23 кДа имеют белковую природу, 14-17 кДа - липопротеидпую. С помощью протеомпого анализа в составе иротектмипого антигенного комплекса впервые показано паличне следующих идентифицированных белков: белков-шаперопов (GroES и GroEL), ферментов (GAPDH, KalG, АсрР), белков ВМ (OmpII, FTL_0617) и регуляторных белков (EF-Tu, RplL). Установлено, что протсктмвпый антигенный комплекс является видосиецифичпым антигеном, регистрируется у F. lularensis независимо от подвидовой принадлежности штамма, формы ЛПС баїстерналмюй клетки и наличия капсулы.

Впервые на основе сравнительного анализа структуры и свойств препаратов протек-пивного антигенного комплекса, полученных из штаммов F. lularensis subsp. holarciica био-варов eryR, eryS, japonica, subsp. nearclica, subsp. mediciasialica. установлено, что все препараты обладают иммупогенностыо, сходны по химическому составу и содержат иммуиохи-мически активные субъедипицы (10-85 кДа). Антигенный комплекс из F. lularensis subsp. novicicla отличается от ПАК других подвидов более низкой (в 5 раз) иммуиохимической активностью, увеличением содержания углеводной части па (70±3) %, наличием субъсднннц с молекулярной массой более 110 кДа и отсутствием иммуиореактивных белков в области 57-85 кДа.

Сконструированы экспериментальные антнтельпые и антигенные туляремийные ди-агиостнкумы. Использование ПАК и глмкознлироваииого белкового комплекса в качестве маркерных антигенов и иммупоблоттмнге, ИФА и ДИА позволяет определять туляремийные антитела в крови вакцинированных н экспериментально зараженных лабораторных животных. Чувствительность экспериментальных аитительных диапюстпкумов для детекции возбудителя туляремии разных подвидов пммуподиагпостическими методами (ИФА, ДИА) составляет Itf'-IO" м.к./мл. Сконструированный иммуиосуспензнонный диагпостикум в реакции латекс агглютинации (РЛА) позволяет выявлять содержащие капсулу (Сар+) и бес-капсульпые (Сар") штаммы F. lularensis в отличии от коммерческого диапюстнкума для реакции непрямой гемагглютииацин (РИГА), выявляющего только Сар+-штаммы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. По результатам проведенных научных исследований разработаны методические рекомендации «Применение антител к С-комплексу ту-ляремийпого микроба для детекции возбудителя туляремии методами иммуноапализа» и «Получение гликознлировашюго белкового комплекса внешних мембран клеток туляре-мийного микроба», одобренные Ученым советом РосМИПЧИ «Микроб» (протокол № 2 от 17.04.2008 г. и протокол № 5 от 22.09. 2011 г., соответственно) и утвержденные директором института.

В Государственной коллекции патогенных бактерий «Микроб» депонирован бескап-сульпый штамм F. lularensis holarclica KM 9, производный вакцинного штамма F. lulareiisis 15 лнннн НИИЭГ, который может быть использован при создании диагностических туля-рсминных тест-систем для детекции Сар' штаммов.

Выделенные препараты ПЛК разных подвидов используются при выполнении научно-экспериментальных работ в лабораториях вакцинологпн и иммунопрофилактики, иммунодиагностики и молекулярної"! диагностики РосІІИПЧИ «Микроб». Научные данные об особенностях антигенного строения туляремпйиого микроба, полученные в результате работы, включены в теоретический материал при чтении лекции цикла «Микробиологии и лабораторная диагностика туляремии» па курсах первичной специализации врачей и биологов по особо опасным инфекциям н курсах усовершенствования по специальности «бактериология» в институте «Микроб».