Журналов:     Статей:        

Вопросы вирусологии. 2020; 65: 150-158

Эффект вакцинации вирусоподобными частицами, экспрессирующими гемагглютинин, на развитие постгриппозной бактериальной пневмонии у мышей: патоморфологические, вирусологические, микробиологические и клинические данные

Фалынскова И. Н., Егоров А. Ю., Поддубиков А. В., Вартанова Н. О., Карташова Н. П., Глубокова Е. А., Мхитаров В. А., Джалилова Д. Ш., Макарова О. В., Ленева И. А.

https://doi.org/10.36233/0507-4088-2020-65-3-150-158

Аннотация

Введение. Грипп – тяжёлое вирусное заболевание, его частым осложнением являются вторичные бактериальные пневмонии. Предотвратить вторичные бактериальные осложнения позволяют гриппозные вакцины. Одним из перспективных направлений создания новых вакцин является создание вирусоподобных частиц (ВПЧ), в том числе несущих отдельные вирусные белки.
Цель настоящей работы – изучение корреляции патоморфологической характеристики лёгких с клиническими, вирусологическими, микробиологическими маркерами заболевания при вакцинации ВПЧ, несущими гемагглютинин вируса гриппа (HA-Gag-ВПЧ), на модели вторичной бактериальной пневмонии мышей, вызванной S. pneumoniae, после гриппозной инфекции, индуцированной гомологичным и гетерологичным штаммами вируса гриппа.
Материал и методы. Самок мышей линии BALB/c массой тела 12–14 г вакцинировали HA-Gag-ВПЧ, через 21 день инфицировали двумя штаммами вирусами гриппа (гомологичным и гетерологичным), а ещё через 5 дней инфицировали S. pneumoniae. Эффект вакцинации оценивали по морфологическим, вирусологическим (титр вируса в лёгких) и микробиологическим (титр бактерий в лёгких) данным и подтверждали клиническими показателями (выживаемость, изменение массы тела).
Результаты. Иммунизация HA-Gag-ВПЧ с последующим инфицированием гомологичным вирусом гриппа и S. pneumoniae уменьшала площадь очагов воспаления в лёгких, ингибировала размножение вируса и бактерий в них, а также защищала животных от гибели и уменьшала снижение массы тела. Иммунизация HAGag-ВПЧ при заражении гетерологичным штаммом и S. pneumoniae не влияла на перечисленные признаки.
Заключение. В экспериментальной мышиной модели вторичной бактериальной пневмонии, вызванной S. pneumoniae, после гриппозной инфекции индукция иммунного ответа к НА вируса гриппа при парентеральной иммунизации мышей HA-Gag-ВПЧ способна предотвращать размножение вируса, обеспечивая снижение бактериальной нагрузки S. pneumoniae и степень поражения лёгких, защищая животных от заболевания при антигенном соответствии вакцины и штамма вируса гриппа, используемого для провокации бактериальной инфекции.

Список литературы

1. Morens D.M., Taubenberger J.K., Fauci A.S. Predominant role of bacterial pneumonia as a cause of death in pandemic influenza: implications for pandemic influenza preparedness. J. Infect. Dis. 2008; 198(7): 962-70. DOI: http://doi.org/10.1086/591708

2. Klausberger M., Leneva I.A., Egorov A., Strobl F., Ghorbanpour S.M., Falynskova I.N., et al. Off-target effects of an insect cell-expressed influenza HA-pseudotyped gag-VLP preparation in limiting postinfluenza Staphylococcus Aureus infections. Vaccine. 2019; 38(4): 859-67. DOI: http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.10.083

3. Klausberger M., Leneva I.A., Falynskova I.N., Vasiliev K., Poddubikov A.V., Lindner C., et al. The potential of influenza HA-specific immunity in mitigating lethality of postinfluenza pneumococcal infections. Vaccines (Basel). 2019; 7(4): 187. DOI: http://doi.org/10.3390/vaccines7040187

4. Chaussee M.S., Sandbulte H.R., Schuneman M.J., DePaula F.P., Addengast L.A., Schlenker E.H., et al. Inactivated and live, attenuated influenza vaccines protect mice against influenza: Streptococcus pyogenes super-infections. Vaccine. 2011; 29(21): 3773-81. DOI: http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2011.03.031

5. Okamoto S., Kawabata S., Fujitaka H., Uehira T., Okuno Y., Hamada S. Vaccination with formalin-inactivated influenza vaccine protects mice against lethal influenza Streptococcus pyogenes superinfection. Vaccine. 2004; 22(21-22): 2887-93. DOI: http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2003.12.024

6. Mina M., Klugman K., McCullers J. Live attenuated influenza vaccine, but not pneumococcal conjugate vaccine, protects against increased density and duration of pneumococcal carriage after influenza infection in pneumococcal colonized mice. J. Infect. Dis. 2013; 208(8): 1281-5. DOI: http://doi.org/10.1093/infdis/jit317

7. Carrat F., Flahault A. Influenza vaccine: the challenge of antigenic drift. Vaccine. 2007; 25(39-40): 6852-62. DOI: http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2007.07.027

8. Desheva Y., Leontieva G., Kramskaya T., Grabovskaya K.B., Karev V., Mamontov A., et al. Mucosal vaccine based on attenuated influenza virus and the group B Streptococcus recombinant peptides protectedmice from influenza and S. pneumoniae infections. PLoS One. 2019; 14(6): e0218544. DOI: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0218544

9. Ленёва И.А., Егоров А.Ю., Фалынскова И.Н., Махмудова Н.Р., Карташова Н.П., Глубокова Е.А. и др. Индукция вторичной бактериальной пневмонии у мышей при заражении пандемическим и лабораторными штаммами вируса гриппа H1N1. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; 96(2): 68- 74. DOI: http://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-1-68-74

10. Махмудова Н.Р., Ленёва И.А., Ларионова Н.В., Поддубиков А.В., Фалынскова И.Н., Карташова Н.П. и др. Безопасность аттенуированной и рекомбинантной интраназальных гриппозных вакцин в условиях развития вторичной бактериальной суперинфекции. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2019; 96(6): 30-9. DOI: http://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-6-30-39

Problems of Virology. 2020; 65: 150-158

Vaccination with virus-like particles containing hemagglutinin protects the lungs of mice with postifluenza bacterial pneumonia: virological, microbiological and clinical data

Falynskova I. N., Egorov A. Yu., Poddubikov A. V., Vartanova N. O., Kartashova N. P., Glubokova E. A., Mkhitarov V. A., Dzhalilova D. S., Makarova O. V., Leneva I. A.

https://doi.org/10.36233/0507-4088-2020-65-3-150-158

Abstract

Introduction. Influenza is a severe viral disease, a frequent complication of which is a secondary bacterial pneumonia. Influenza vaccines prevent secondary bacterial complications. Virus-like particles are one of the promising areas for the development of new vaccines.
The aim of this work is to study the correlation of the pathomorphological characteristics of the lungs with clinical, virological, and microbiological markers of the disease at vaccination with virus-like particles (VLPs), containing hemagglutinin (HA) of influenza virus (HA-Gag-VLPs) in a murine model of secondary bacterial pneumonia induced by S. pneumoniae after influenza infection.
Material and methods. BALB/c mice were vaccinated with VLPs containing influenza HA. After 21 days, mice were infected with two strains of influenza viruses, homologous and non-homologous, and 5 days after viral infection, were infected with S. pneumoniae. The vaccination effect was evaluated by morphological, virological (titer of the virus in the lungs) and microbiological (titer of bacteria in the lungs) data, and was confirmed by clinical data (survival, change in body weight).
Results. Immunization with HA-Gag-VLPs, followed by infection with a homologous influenza virus and S. pneumoniae, reduced the area of foci of inflammation, inhibited the replication of the virus and bacteria in the lungs, and also protected animals from death and reduced their weight loss. Immunization with HA-Gag-VLPs upon infection with a heterologous strain and S. pneumoniae did not affect these criteria.
Conclusion. The immunization with HA-Gag-VLPs prevented the viral replication, providing a reduction of S. pneumoniae titer and the degree of lung damage, protecting animals from the disease in a murine model of secondary bacterial pneumonia, induced by S. pneumoniae, after influenza infection with homologous strain of the virus.

References

1. Morens D.M., Taubenberger J.K., Fauci A.S. Predominant role of bacterial pneumonia as a cause of death in pandemic influenza: implications for pandemic influenza preparedness. J. Infect. Dis. 2008; 198(7): 962-70. DOI: http://doi.org/10.1086/591708

2. Klausberger M., Leneva I.A., Egorov A., Strobl F., Ghorbanpour S.M., Falynskova I.N., et al. Off-target effects of an insect cell-expressed influenza HA-pseudotyped gag-VLP preparation in limiting postinfluenza Staphylococcus Aureus infections. Vaccine. 2019; 38(4): 859-67. DOI: http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2019.10.083

3. Klausberger M., Leneva I.A., Falynskova I.N., Vasiliev K., Poddubikov A.V., Lindner C., et al. The potential of influenza HA-specific immunity in mitigating lethality of postinfluenza pneumococcal infections. Vaccines (Basel). 2019; 7(4): 187. DOI: http://doi.org/10.3390/vaccines7040187

4. Chaussee M.S., Sandbulte H.R., Schuneman M.J., DePaula F.P., Addengast L.A., Schlenker E.H., et al. Inactivated and live, attenuated influenza vaccines protect mice against influenza: Streptococcus pyogenes super-infections. Vaccine. 2011; 29(21): 3773-81. DOI: http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2011.03.031

5. Okamoto S., Kawabata S., Fujitaka H., Uehira T., Okuno Y., Hamada S. Vaccination with formalin-inactivated influenza vaccine protects mice against lethal influenza Streptococcus pyogenes superinfection. Vaccine. 2004; 22(21-22): 2887-93. DOI: http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2003.12.024

6. Mina M., Klugman K., McCullers J. Live attenuated influenza vaccine, but not pneumococcal conjugate vaccine, protects against increased density and duration of pneumococcal carriage after influenza infection in pneumococcal colonized mice. J. Infect. Dis. 2013; 208(8): 1281-5. DOI: http://doi.org/10.1093/infdis/jit317

7. Carrat F., Flahault A. Influenza vaccine: the challenge of antigenic drift. Vaccine. 2007; 25(39-40): 6852-62. DOI: http://doi.org/10.1016/j.vaccine.2007.07.027

8. Desheva Y., Leontieva G., Kramskaya T., Grabovskaya K.B., Karev V., Mamontov A., et al. Mucosal vaccine based on attenuated influenza virus and the group B Streptococcus recombinant peptides protectedmice from influenza and S. pneumoniae infections. PLoS One. 2019; 14(6): e0218544. DOI: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0218544

9. Leneva I.A., Egorov A.Yu., Falynskova I.N., Makhmudova N.R., Kartashova N.P., Glubokova E.A. i dr. Induktsiya vtorichnoi bakterial'noi pnevmonii u myshei pri zarazhenii pandemicheskim i laboratornymi shtammami virusa grippa H1N1. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2019; 96(2): 68- 74. DOI: http://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-1-68-74

10. Makhmudova N.R., Leneva I.A., Larionova N.V., Poddubikov A.V., Falynskova I.N., Kartashova N.P. i dr. Bezopasnost' attenuirovannoi i rekombinantnoi intranazal'nykh grippoznykh vaktsin v usloviyakh razvitiya vtorichnoi bakterial'noi superinfektsii. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2019; 96(6): 30-9. DOI: http://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-6-30-39