Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute13368110.23868/202209007Original Study ArticlesОригинальные исследованияResearch ArticleTB skin test recombinant proteins as vaccine candidatesРекомбинантные белки возбудителя туберкулеза — перспектива использования для вакциныKrasilnikovI. V.КрасильниковИ. В.
Russian Federation
milana.djonovic@gmail.comVinogradovaT. I.ВиноградоваТ. И.
Russian Federation
milana.djonovic@gmail.comDjonovicM.ДжоновичМ.
Russian Federation
milana.djonovic@gmail.comZabolotnykhN. V.ЗаболотныхН. В.
Russian Federation
milana.djonovic@gmail.comArakelovS. A.АракеловС. А.
Russian Federation
milana.djonovic@gmail.comDogonadzeM. Z.ДогонадзеМ. З.
Russian Federation
milana.djonovic@gmail.comLuninV. G.ЛунинВ. Г.
Russian Federation
milana.djonovic@gmail.comSaint-Petersburg Institute of Vaccines and Serums of the FMBA of RussiaСанкт-Петербургский институт вакцин и сывороток ФМБА России“The Human Stem Cells Institute” PJSCПАО «Институт стволовых клеток человека»“Biotechnology Developments” LLCООО «Развитие Биотехнологий»Saint-Peterburg Petersburg Research Institute of PhthisiopulmonologyСанкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии“Betuvax” LLCООО «Бетувакс»N.F. Gamaleya National Research Center for Epidemiology and MicrobiologyНациональный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи2509202217247552401202324012023Copyright ©; 2022, Eco-VectorCopyright ©; 2022, Эко-Вектор2022Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/133681

Incomplete protection of BCG vaccines, high variability of tuberculosis strains, together with the growing antibiotic resistance of mycobacterium tuberculosis, actualize the need to develop new anti-tuberculosis vaccines. Several novel experimental candidate vaccines based on recombinant proteins, such as those based on the M. tuberculosis ESAT-6 and CFP-10 antigens, are currently being studied in clinical trials. The genome region coding for ESAT-6 and CFP-10 antigens is deleted in BCG strains, so the BCG-immunized individuals cannot develop an immune response against the recombinant ESAT-6/CFP-10 antigen. Therefore, a positive immune reaction to these antigens in TB tests indicates the tested individual has earlier been exposed to M. tuberculosis. The ESAT-6/CFP-10 fusion recombinant antigen was, thus, selected as an immunogen to be evaluated on its potential to induce protective immunity against tuberculosis in a mice model when combined with a birch bark betulin-based vaccine adjuvant. The effect of use was assessed based on the results of histological evaluation of the infected lung tissue in mice and the Mtb lung content. The results herein reported eventually demonstrated that the use of corpuscular adjuvant-based (betulin) ESAT-6/CFP-10 vaccine preparation can induce the immune response commensurate to that of when immunized with the BCG vaccine.

Неполная защита БЦЖ-вакцин, высокая изменчивость штаммов туберкулеза, вместе с нарастающей антибиотикорезистентностью микобактерий туберкулеза актуализируют необходимость разработки новых противотуберкулезных вакцин. На сегодняшний день клинические испытания проходят рекомбинантные вакцины, созданные на основе антигенов M. tuberculosis ESAT-6 и CFP-10. В БЦЖ вакцинах нет этих антигенов, поэтому у большинства людей отсутствует иммунная реакция по типу иммунологической памяти на введение рекомбинантных ESAT-6/CFP-10. В противном случае, это будет указывать на то, что пациент перенес туберкулез, однако такие случаи являются казуистическими. Именно поэтому объединенный рекомбинантный антиген ESAT-6/CFP-10 был выбран в качестве иммуногена для оценки его способности формировать иммунитет против туберкулеза в экспериментальной модели на мышах. Сами антигены при этом использовались с адъювантом природного происхождения на основе бетулина. Эффективность использования такого иммуногена оценивали по результатам гистологического исследования легких инфицированных мышей и содержания Mtb в ткани легкого. Приведенные результаты в конечном счете продемонстрировали, что использование вакцинного препарата композиции рекомбинантного белка ESAT-6/CFP-10 с корпускулярным адъювантом (бетулин) может индуцировать иммунный ответ, соизмеримый с таковым при иммунизации БЦЖ — вакциной.

recombinant proteincorpuscular adjuvanttuberculosis vaccineMycobacterium tuberculosisрекомбинантный белоккорпускулярный адъювантпротивотуберкулезная вакцинаMycobacterium tuberculosisShenoi S., Friedland G. Extensively drug-resistant tuberculosis: a new face to an old pathogen. Annu. Rev. Med. 2009; 60: 307–20.Bansal R., Sharma D., Singh R. Tuberculosis and its treatment: an overview. Mini Rev. Med. Chem. 2018; 18(1): 58–71.Dockrell H.M., Smith S.G. What Have We Learnt about BCG Vaccination in the Last 20 Years? Front. Immunol. 2017; 8: 1134.Study of the Safety and Efficacy of the Subunit Recombinant Tuberculosis Vaccine GamTBvac, https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04975737.Старшинова А.А., Довгалюк И.Ф., Яблонский П.К. Иммунодиагностика туберкулеза: десятилетний опыт применения иммунологических тестов в России. Туберкулез и болезни легких 2019; 97(5): 58–65 [Starshinova A.A., Dovgalyuk I.F., Yablonsky P.K. Immunodiagnostics of tuberculosis: a decade of experience in the use of immunological tests in Russia. Tuberculosis and Lung Diseases 2019; 97(5): 58–65].Porsa E., Cheng L., Seale M.M. et al. Comparison of a new ESAT-6/CFP-10 peptide-based gamma interferon assay and a tuberculin skin test for tuberculosis screening in a moderate-risk population. Clin. Vaccine Immunol. 2006; 13(1): 53–8.Hemmati M., Seghatoleslam A., Rasti M. et al. Expression and purification of recombinant Mycobacterium tuberculosis (TB) antigens, ESAT-6, CFP-10 and ESAT-6/CFP-10 and their diagnosis potential for detection of TB patients. Iran. Red Crescent Med. J. 2011; 13(8): 556.Brock I., Munk M.E., Kok-Jensen A. et al. Performance of whole blood IFN-γ test for tuberculosis diagnosis based on PPD or the specific antigens ESAT-6 and CFP-10. Int. J. Tuberc. Lung Dis. 2001; 5(5): 462–7.Ravn P., Munk M.E., Andersen A.B. et al. Prospective evaluation of a whole-blood test using Mycobacterium tuberculosis-specific antigens ESAT-6 and CFP-10 for diagnosis of active tuberculosis. Clin. Vaccine Immunol. 2005; 12(4): 491–6.Слогоцкая Л.В., Иванова Д.А., Кочетков Я.А. и соавт. Сравнительные результаты кожного теста с препаратом, содержащим рекомбинантный белок CFP-10-ESAT-6, и лабораторного теста QuantiFERON-GIT. Туберкулез и болезни легких 2012; 10: 27–32 [Slogotskaya L.V., Ivanova D.A., Kochetkov Y.A. et al. Comparative results of a skin test with a preparation containing the recombinant CFP-10-ESAT-6 protein and a QuantiFERON-GIT laboratory test. Tuberculosis and Lung Diseases 2012; 10: 27–32].Кисличкин Н.Н., Фурс С.М., Красильников И.В. и соавт. Диагностика туберкулеза. Туберкулин или диаскинтест — что выбрать? Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы 2014; 5: 50–5 [Kislichkin N.N., Furs S.M., Krasilnikov I.V. et al. Diagnosis of tuberculosis. Tuberculin or diaskintest — what to choose? Epidemiology and infectious diseases. Current Issues 2014; 5: 50–5].Кисличкин Н.Н., Ленхерр-Ильина Т.В., Красильников И.В. Диагностика туберкулеза. Туберкулин и группа препаратов на основе белков ESAT-6/CFP-10. Инфекционные болезни 2016; 14(1): 48–54 [Kislichkin N.N., Lenherr-Ilyina T.V., Krasilnikov I.V. Diagnosis of tuberculosis. Tuberculin and a group of drugs based on ESAT-6/CFP-10 proteins. Infectious Diseases 2016; 14(1): 48–54].Krasilnikov I.V., Kudriavtsev A.V., Vakhrusheva A.V. et al. Design and Immunological Properties of the Novel Subunit Virus-like Vaccine against SARS-CoV-2. Vaccines 2022; 10(1): 69.Tkachuk A.P., Gushchin V.A., Potapov V.D. et al. Multi-subunit BCG booster vaccine GamTBvac: Assessment of immunogenicity and protective efficacy in murine and guinea pig TB models. PLoS One 2017; 12(4): e0176784.Александрова А.Е., Ариэль Б.М. Оценка тяжести туберкулезного процесса в легких мышей. Проблемы Туберкулеза 1993; 3: 52–3 [Aleksandrova A.E., Ariel B.M. Evaluation of the severity of the tuberculous process in the lungs of mice. Problems of Tuberculosis 1993; 3: 52–3].Pitt J.M, Blankley S., McShane H. et al. Vaccination against tuberculosis: how can we better BCG. Microb. Pathog. 2013; 58: 2–16.