Problems of modeling of new generation vaccine against a flu virus

Аннотация

We have done comparison of hemagglutinin amino acid sequences of a flu virus type A. The conservative and unique fragments of hemagglutinin were revealed. Beside the fragments, it was found that they are inherent for flu virus only. The information can be used for synthesis peptides with expected functions. Probably, this will be useful for production a universal vaccine against a flu virus. 94 Scientific research results in pandemic conditions (COVID-19) Keywords: vaccine, flu virus, hemagglutinin, conservative fragments. Оболочечные вирусы входят в клетку благодаря процессу слияния оболочки вируса с мембраной клетки. Мутационные исследования вируса гриппа показывают, что включенная в мембрану часть белка геммаглютинина играет критическую роль при слиянии. Но если эктодомен белка хорошо изучен, понимание внутримембранных механизмов, с помощью которых геммаглютинин способствует слиянию, расплывчато [1]. Наибольший интерес представляют участки оболочечных белков, являющиеся консервативными для большинства видов вируса. Такие участки могут быть ответственными за взаимодействие вируса с клеточными рецепторами и проникновение вируса внутрь клетки, и потому могут вызвать выработку вируснейтрализующих антител для различных генетических вариантов [2]. Таким образом, структурно- функциональная и антигенная характеристика высококонсервативных фрагментов оболочечных белков вирусов является актуальной задачей. Информация о функционально значимых и антигенно активных фрагментах оболочечных белков вирусов необходима для разработки иммуногенных конструкций, способных вызывать выработку вируснейтрализующих антител. Целью данной работы явилось выявление в поверхностном белке вируса гриппа А геммаглютинина уникальных и консервативных фрагментов, не подвергающихся изменениям, которые могут быть антигенными детерминантами, для создания вакцин нового поколения. Материалы и методы. Было проведено сопоставление известных аминокислотных последовательностей гемагглютинина для 72 известных в базе данных (Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) подтипов и штаммов вируса гриппа А человека [National Center for Biotechnology Information (NCBI)]. В итоге были выявлены консервативные (повторяющиеся) и уникальные фрагменты белка.Уникальными считаются фрагменты, которые обнаруживаются лишь в одноименных гомологичных белках [3]. Результаты и обсуждение. Ранее нами было установлено, что в организме млекопитающих может происходить наработка антител как к вариабельным эпитопам (88% антител), так и к консервативным антигенным детерминантам (12% антител) (на примере фактора роста нервов NGF) [4]. С помощью программ для анализа первичной структуры белков была проведена компьютерная обработка информации об аминокислотных последовательностях различных NGF, что привело нас впоследствии к обнаружению вероятных общих 95 Scientific research results in pandemic conditions (COVID-19) эпитопов в виде консервативных и уникальных фрагментов белков [5]. Как известно, сегодня биоинформатика бурно развивается и готова вместо нескольких сотен мишеней, на которые направлено действие лекарств, дать десятки тысяч новых мишеней, дешифровать последовательность белков и т.д. На базе этих исследований была разработана высокочувствительная тест-система для определения NGF на основе антител, полученных оригинальным способом [5]. Получены и исследованы антитела к мышиному и бычьему фактору роста нервов. Проведенные эксперименты показали существование общих эпитопов (участков) в молекулах мышиного и бычьего NGF. Указанный способ иммуноаффинного фракционирования включает двойную аффинную хроматографию антисыворотки барана к мышиному NGF сначала на колонке с иммобилизованным NGF мыши, а затем на колонке с NGF быка. Было предложено, что в активном иммунодоменантном центре NGF содержатся как минимум два эпитопа, один из которых является общим для NGF млекопитающих и слабо иммуногенным, а второй видоспецифичным и высокоиммуногенным (Рис 1). Рис.1. Схема проведения процедуры двойной иммуноаффинной очистки. АГ – антиген, АТ – антитело, М- NGF мыши, Б – NGF быка, З – NGF змеи, о – общая антигенная детерминанта, АТО – антитела к общим антигенным детерминантам. Разработанная процедура иммуноаффинной очистки позволила нам впервые получить препарат поликлональных антител к общим антигенным детерминантам NGF с максимально возможной нейтрализующей активностью, по данным высокочувствительного биологического тестирования нейритного роста, проведенного с помощью NGF из разных таксономических групп. Антитела двойной очистки специфичны к общим детерминантам мышиного и бычьего NGF. Аналогичный подход может быть применен и в случае выявления консервативных участков поверхностных белков вируса гриппа (возможных антигенных детерминант). Наиболее эффективной мерой профилактики гриппа является предсезонная вакцинация населения субтипоспецифическими 96 Scientific research results in pandemic conditions (COVID-19) препаратами. Однако политиповой состав вирусов гриппа и их частые антигенные модифи