Жобаның негізгі идеясы рекомбинантты интерлейкин 15 (ИЛ-15) ірі қара малдың лейкозына қарсы иммунитетті арттыруға жеке және анти-CTLA-4 және анти-PD-L1 антиденелерімен бірге әсерін зерттеу болып табылады. IL-15 NK және CD8 + T жасушаларының пролиферациясын арттырады және лейкоз ауруына қарсы иммундық жүйенің тиімділігін арттырады. CTLA-4 және PD-L1 рецепторлары иммундық жүйенің бақылау нүктелері болып табылады, олардың көбеюі созылмалы вирустық инфекциялардың дамуын тудырады. Осыған байланысты рекомбинантты ИЛ-15, анти-PD-L1 және анти-CTLA-4 антиденелерімен емдеу NK және CD8+T жасушаларының белсенділігін және лейкозбен ауыратын жануарларда цитокиндердің өндірісін арттырады деген гипотеза бар.
Ірі қара малдың вирустық лейкозы жағдайында инфекцияны емдеудің жаңа тиімді тәсілдерін әзірлеу үшін ғылыми және технологиялық қажеттіліктер туындайды. Онкологиялық ауруларды емдеуге ұсынылатын перспективалы молекулалардың бірі – интерлейкин 15. Интерлейкин 15 NK және CD8 + T жасушаларының көбеюін арттырады және иммундық жүйенің ірі қара мал лейкозына қарсы тиімділігіне ықпал етуі мүмкін. CTLA-4 және PD-L1 рецепторларына қарсы антиденелермен бірге интерлейкин 15 созылмалы вирустық инфекциялардың дамуын тиімді тежей алады. Осыған байланысты NK және CD8 + T жасушаларын және цитокин концентрациясын арттыру үшін интерлейкин 15, анти-PD-L1 және анти-CTLA-4 антиденелерін кешенді қолдануды зерттеу өзекті мәселе болып табылады.
Зерттеу жаналығы ірі қара малдың лейкоз вирусың жұқтырған сиырларының жасушалық иммунитет деңгейін арттыру үшін анти-CTLA-4 және анти-PD-L1 антиденелермен бірге интердейкин 15 қолдану мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады. Интерлейкин 15 Т-рег жасушаларының концентрациясын арттырмай, NK жасушаларының пролиферациясын және эффекторлық функцияларын арттыру үшін үлкен маңызға ие. ИЛ-15 клиникалық сынақ жүзеге асыру кезінде, препаратты көктамыр ішіне енгізгенде NK-жасушалардың, CD56 NK-жасушалардың жане CD8 Т-жасушалардың санының артуына әкелді. Бірақ, NK жасушаларының ісікке спецификалық нысанаға бағытталмаған үшін және PD-L1-мен CTLA-4 иммунологиялық бақылау нүктелерінің әрекетіне байланысты ИЛ-15 препараттарымен монотерапия тиімсіз болды. Анти-PD-L1 антиденелермен IL-15 қосындысы тышқан ісік үлгілерінде қосарлы әсер етті және PD-1 агонистінің ісікке қарсы белсенділігін одан әрі күшейтті. Карцинома үлгілерінде IL-15-ті PD-L1 және CTLA-4 ақуыздарға қарсы антиденелерімен біріктіріп қолдану тышқандардың өмір сүруін айтарлықтай арттырды.
Жобаның мақсаты интерлейкин 15 пен CTLA-4 және PD-L1 рецепторларына қарсы антиденелердің ірі қара лейкозына қарсы иммунитеттің белсенділігін арттыруға бірлескен әсерін зерттеу.
Рекомбинантты интерлейкин 15 өндіретін E. coli штамы алынады, ақуызды оқшаулау, тазарту және ренатурациялау хаттамалары пысықталады, тазартылған препарат алынады. IL-15 NK және CD8+ Т жасушаларының дамуы мен пролиферациясының маңызды факторы болып табылады. Ірі қара малдың перифериялық қанының мононуклеарлы жасушаларында Bcl2, STAT3, STAT5, CPT1A гендерінің және IFN-γ экспрессия деңгейіне интерлейкин 15, анти-CTLA-4 және анти-PD-L1 антиденелерін кешенді қолданудың әсері зерттелді. Интерлейкин 15, анти-CTLA-4 және анти-PD-L1 антиденелерінің жұқтырған сиырлардағы ірі қара мол лейкозына қарсы иммунологиялық жауап деңгейіне үздіксіз әсерінің ықпалы зерттелді.
Мұқантаев Қанатбек Найзабекұлы, биология ғылымдарының докторы, доцент, h-индекс 4 (Автор ID Scopus: 57211138932).
Тұрсынов Қ.А., PhD, аға ғылыми қызметкер, h-индексі 3, Scopus Author ID: 57193579180; Зерттеушінің ID: N-6319-2017; ORCID: 0000-0001-8260-2563.
Әдіш Ж., биология ғылымдарының докторанты, ғылыми қызметкер, h-index 2 Scopus Author ID: 57202535857; Зерттеушінің идентификаторы: AAW-7200-2020; ORCID: 0000-0001-9527-8774.
Канаев Д.Б., биология магистрі, ғылыми қызметкер, ғылыми қызметкерID: N-6950-2017; ORCID: 0000-0001-9569-9034; Автордың идентификаторы Scopus: 27864.
Нұртілеу М., биология ғылымдарының докторанты, кіші ғылыми қызметкер, h-index 1, Scopus Author ID: 57202536508; Зерттеушінің ID: N-6297-2017; ORCID: 0000-000-1299-8782.
1) Malika, N., Zhansaya, A., Kasym, M., Kanat, T., Yerlan, R., Kanatbek, M. Analysis of Antibody Induction by Macrophages Treated Ex Vivo with Human Proteins in Mice (2023) Reports of Biochemistry and Molecular Biology, 11 (4), pp. 694-701. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85153291601&partnerID=40&md5=015f2c907ce425a4b8c094005c244bf
2) Tursunov, K., Tokhtarova, L., Kanayev, D., Mustafina, R., Mukantayev, K. Effect of thioredoxin on the immunogenicity of the recombinant P32 protein of lumpy skin disease virus (2022) Veterinary World, 15 (10), pp. 2384-2390. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85140918029&doi=10.14202%2fvetworld.2022.2384-2390&partnerID=40DOI: 10.14202/vetworld.2022.2384-2390
3) Mukantayev, K., Kanayev, D., Zhumabekova, S., Shevtsov, A., Tursunov, K., Mukanov, K., Ramankulov, Y. Optimization of polymerase chain reaction for the identification of Roe deer, Saiga, and Siberian stag living in Kazakhstan (2022) Veterinary World, 15 (8), pp. 2067-2071. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85138941681&doi=10.14202%2fvetworld.2022.2067-2071&partnerID=40DOI: 10.14202/vetworld.2022.2067-2071
4) Bulashev, A.K., Ingirbay, B.K., Mukantayev, K.N., Syzdykova, A.S. Evaluation of chimeric proteins for serological diagnosis of brucellosis in cattle (2021) Veterinary World, 14 (8), pp. 2187-2196. Цитировано 4 раз. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85116104005&doi=10.14202%2fvetworld.2021.2187-2196&partnerID=40DOI: 10.14202/vetworld.2021.2187-2196
5) Sotnikov, D.V., Barshevskaya, L.V., Zherdev, A.V., Eskendirova, S.Z., Mukanov, K.K., Mukantayev, K.K., Ramankulov, Y.M., Dzantiev, B.B. Immunochromatographic system for serodiagnostics of cattle brucellosis using gold nanoparticles and signal amplification with quantum dots (2020) Applied Sciences (Switzerland), 10 (3), статья № 738, . Цитировано 8 раз.https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85081584093&doi=10.3390%2fapp10030738&partnerID=40&md5=c18d3 DOI: 10.3390/app10030738
6) Mukantayev, K., Kairova, Z., Tursunov, K., Shustov, A., Zhumabekova, S., Ramankulov, E., Mukanov, K. Recombinant expression and purification of a pathogen-specific murein hydrolase lysin from γ-bacteriophage of Bacillus anthracis (2019) Current Topics in Peptide and Protein Research, 20, pp. 41-49. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85080894201&partnerID=40&md5=1337be9c346e87a8efb3f74e5062273
7) Sotnikov, D.V., Berlina, A.N., Zherdev, A.V., Eskendirova, S.Z., Mukanov, K.K., Ramankulov, Y.M., Mukantayev, K.N., Dzantiev, B.B. Comparison of Three Schemes of Quantum Dots-Based Immunochromatography for Serodiagnosis of Brucellosis in Cattle (2019) ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 14 (11), pp. 3711-3718. Цитировано 6 раз. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85077886794&doi=10.36478%2fJEASCI.2019.3711.3718&partnerID=40&DOI: 10.36478/JEASCI.2019.3711.3718
8) Mukanov, K.K., Adish, Z.B., Mukantayev, K.N., Tursunov, K.A., Kairova, Z.K., Kaukabayeva, G.K., Kulyyassov, A.T., Tarlykov, P.V. Recombinant expression and purification of adenocarcinoma gpr161 receptor (2019) Asia-Pacific Journal of Molecular Biology and Biotechnology, 27 (4), pp. 85-95. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85074484552&doi=10.35118%2fapjmbb.2019.027.4.10&partnerID=40&mDOI: 10.35118/apjmbb.2019.027.4.10
9) Barshevskaya, L.V., Sotnikov, D.V., Zherdev, A.V., Khassenov, B.B., Baltin, K.K., Eskendirova, S.Z., Mukanov, K.K., Mukantayev, K.K., Dzantiev, B.B. Triple immunochromatographic system for simultaneous serodiagnosis of bovine brucellosis, tuberculosis, and leukemia (2019) Biosensors, 9 (4), статья № 115, . Цитировано 2 раз. 9) https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85072779454&doi=10.3390%2fbios9040115&partnerID=40&md5=a8180DOI: 10.3390/bios9040115
10) Sotnikov, D.V., Berlina, A.N., Zherdev, A.V., Eskendirova, S.Z., Mukanov, K.K., Ramankulov, Y.M., Mukantayev, K.N., Dzantiev, B.B. Immunochromatographic serodiagnosis of brucellosis in cattle using gold nanoparticles and quantum dots (2019) International Journal of Veterinary Science, 8 (1), pp. 28-34. Цитировано 7 раз. 10) https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85063189960&partnerID=40&md5=c9ba666b2eb9772380eff393ec05e6fd
11) Bulashev, A., Jakubowski, T., Mukantayev, K., Tursunov, K., Kiyan, V., Zhumalin, A. Условия использования Политика конфиденциальности Авторское право © 2023 Elsevier B.V. Все права защищены. Scopus® является зарегистрированным товарным знаком Elsevier B.V. Using combined recombinant protein in the diagnosis of bovine brucellosis (2018) Medycyna Weterynaryjna, 74 (3), pp. 193-198. 11) https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85045322253&doi=10.21521%2fmw.6079&partnerID=40&md5=3a572d6DOI: 10.21521/mw.6079
12) Mukantayev, K., Tursunov, K., Ingirbay, B., Adish, Z., Azhibayeva, M., Kairova, Z., Ramankulov, E., Mukanov, K., Shustov, A. Immunochromatographic assay for the foot-and-mouth disease utilizing recombinant nonstructural proteins 2C, 3A, 3B and 3D (2018) Bulgarian Journal of Agricultural Science, 24 (3), pp. 489-496. 12) https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85048693752&partnerID=40&md5=ac449c9e39df7550359671fad4b61d5
13) Mukantayev, K., Tursunov, K., Raimbek, G., Shustov, A., Begaliyeva, A., Ingirbay, B., Mukanov, K., Ramanculov, E. Immunochromatographic assay for diagnosis of bovine leukaemia virus infection in cows using the recombinant protein gp51 (2018) Veterinarija ir Zootechnika, 76 (98), pp. 34-40. 13) https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85047502402&partnerID=40&md5=a120bf3a11110d66b0c3e18c9402db8
14) Tursunov, K., Begaliyeva, A., Ingirbay, B., Mukanov, K., Ramanculov, E., Shustov, A., Mukantayev, K. Cloning and expression of fragment of the rabies virus nucleoprotein gene in Escherichia coli and evaluation of antigenicity of the expression product (2017) Iranian Journal of Veterinary Research, 18 (1), pp. 36-42. Цитировано 4 раз. 14) https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85015014330&partnerID=40&md5=4757d6d8057b200aec87f468444442
15) Zhansaya, A., Malika, N., Boris, D., Kanat, T., Kanatbek, M., Yerlan, R., Kasym, M. Expression of Recombinant CTLA-4 and PD-L1 Proteins Fused with Thioredoxin, and Determination of Their Ligand-Binding Activities (2022) Reports of Biochemistry and Molecular Biology, 11 (2), pp. 310-319. Цитировано 2 раз. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85135595075&partnerID=40&md5=5bec56ec7fd5691e7fcdda19b927a45
16) Zhansaya, A., Kanatbek, M., Kanat, T., Bakhytkali, I., Darkhan, K., Arman, K., Pavel, T., Kasym, M., Yerlan, R. Recombinant Expression and Purification of Extracellular Domain of the Programmed Cell Death Protein Receptor (2020) Reports of Biochemistry and Molecular Biology, 8 (4), pp. 347-357. Цитировано 2 раз. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85104813247&partnerID=40&md5=468810d4b6680952333180ff845bdfb
17) Штамм микроорганизма Escherichia coli В834/рЕТ15/3А – продуцент рекомбинантного неструктурного белка 3А вируса ящура. Инновационный патент №25095. Мукантаев К.Н., Турсунов К., Лазарев В.Н., Левицкий С.А., Харлампиева Д.Д., Кущева Н.А., Балтин К.К., Муканов К.К., Раманкулов Е.М.
18) Штамм гибрид культивируемых клеток животных Mus Musculus L., продуцент моноклональных антител к ре-комбинантному антигену р24 вируса лейкоза крупного рогатого ско-та. Авторское свиде-тельство №73446. Мукантаев К.Н., Бакирова Г.А., Белялова А.Р., Жылкибаев А.А., Балтин К.К., Муканов К.К., Раманкулов Е.М.
19) Штамм микроорганизма Escherichia coli В834/рЕТ32/TpN17 – продуцент рекомбинантного мембранного липопротеина Treponema pallidum TpN17. Авторское свидетельство №73335. Мукантаев К.Н., Бакирова Г.А., Лазарев В.Н., Левицкий С.А., Шкарупета М.М., Муканов К.К., Раманкулов Е.М.
20) Штамм микроорганизма Escherichia coli В834/рЕТ32/TpN47 – продуцент рекомбинантного мембранного липопротеина Treponema pallidum TpN47. Авторское свидетельство №73328. Мукантаев К.Н., Бакирова Г.А., Лазарев В.Н., Левицкий С.А., Шкарупета М.М., Муканов К.К., Раманкулов Е.М.
21) Штамм микроорганизма Escherichia coli В834/рЕТ32/TpN15 – продуцент рекомбинантного мембранного липопротеина Treponema pallidum TpN15. Авторское свидетельство №73314 1 Мукантаев К.Н., Бакирова Г.А., Лазарев В.Н., Левицкий С.А., Шкарупета М.М., Муканов К.К., Раманкулов Е.М.
22) Штамм микроорганизма Escherichia coli В834/рЕТ32/TprK – продуцент рекомбинантного мембранного липопротеина Treponema pallidum TprK. Авторское свидетельство №73307. Мукантаев К.Н., Бакирова Г.А., Лазарев В.Н., Левицкий С.А., Шкарупета М.М., Муканов К.К., Раманкулов Е.М.
23) Штамм микроорганизма Escherichia coli В834/рЕТ32/Tp0453 – продуцент рекомбинантного мембранного липопротеина Treponema pallidum Tp0453. Авторское свидетельство №73321. Мукантаев К.Н., Бакирова Г.А., Лазарев В.Н., Левицкий С.А., Шкарупета М.М., Муканов К.К., Раманкулов Е.М.
24) Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21/pET32/VP1 Asia продуцент рекомбинантного VP1 антигена вируса ящура типа Азия. Авторское свидетельство №88014. Муканов К.К., Раманкулов Е.М.,Шустов А.В., Мукантаев К.Н., Байдосова Ш.
25) Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21/pET32/VP1 О продуцент рекомбинантного VP1 антигена вируса ящура типа О. Авторское свидетельство №88019. Муканов К.К., Раманкулов Е.М.,Шустов А.В.,Мукантаев К.Н., Байдосова Ш.
26) Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21/pET32/VP1 А продуцент рекомбинантного VP1 антигена вируса ящура типа А. Авторское свидетельство №90924. Муканов К.К., Раманкулов Е.М., Шустов А.В., Мукантаев К.Н., Турсунов К., Бегалиева А.
27) Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21/Е3.pET22/gp51 продуцент рекомбинантного gp51 антигена вируса лейкоза крупного рогатого скота. Патент на изобретение №30998. Муканов К.К., Раманкулов Е.М., Шустов А.В., Мукантаев К.Н., Турсунов К., Бегалиева А.
28) Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21(DE3)/pET32/МPRV продуцент рекомбинантного матричного белка вируса бешенства. Удостоверение автора №106743. Мукантаев К.Н., Шустов А.В., Турсунов К,А., Інірбай Б., Әдіш Ж., Раманкулов Е.М., Муканов К.К.
29) Штамм микроорганизма Escherichia coli BL21(DE3)/pET32/NPRV продуцент рекомбинантного нуклеопротеина вируса бешенства. Удостоверение автора №101822. Мукантаев К.Н., Шустов А.В., Турсунов К,А., Інірбай Б., Әдіш Ж., Раманкулов Е.М., Муканов К.К.
2023 ж.
Ірі қара малдың интерлейкин 15 ақуызының аминоқышқыл тізбегі және генның нуклеотидтер тізбегі талдау жүргізілді. Талдау үшін PubMed GenBank дерекқорынан алынған аминқышқылдарының тізбегі пайдаланылды: AAA85130.1. Әдебиет деректерін зерттеу негізінде ұзындығы 166 аминоқышқылы қалдығы бар цитокиннің белсенді аймағы таңдалды. Таңдалған аминқышқылдарының тізбегі негізінде ішек таяқшасында тиімді экспрессия үшін кодон оңтайландырылған ірі қара малдың интерлекин 15 гені әзірленді. Әзірленген нуклеотидты тізбігі негізінде ұзындығы 60 жұп 16 олигонуклеотидтер алынды. De novo жағдайда ірі қара малдың интерлейкин 15-тін 486 базалық жуптар ұзындығы бар генің фрагменті синтездеу арқылы алынды. Дизайн нәтижесінде рЕТ28 және рЕТ32 негізінде дұрыс оқу жақтауы тандалған инферлейкин 15 генің фрагменты бар генетикалық құрылымдар схемалары әзірленді. Ірі қара малдың интерлейкин 15 гені рЕТ28 веторына EcoRI және XhoI шектеу орындарына енгізіледі. Экспрессия аймағына 6His-Tag, тромбин алаңы, интерлейкин және 6His-Tag гендері кіреді. Белоктың болжамды молекулалық массасы 24 кДа. Интерлейкин 15 гені pET32 плазмидтік векторында NcoI және XhoI шектеу орындарына енгізіледі. Экспрессия аймағына тиоридоксин ақуызы, 6His-Tag, S-Таг, тромбин және энтерокиназа гендері, интерлейкин гені және 6His-Tag кіреді. Белоктың болжамды молекулалық массасы 35 кДа құрайды.
Ірі қара малдың интерлейкин 15 генін pET28 және pET32 плазмидаларына клондау нәтижесінде pET28/IL15bovine және pET32/IL15bovine экспрессиялық плазмидалары алынды. Алынған генетикалық құрылым электрокомпетентті BL21 ішек таяқшасы жасушиларына трансформацияланған. Өзгертілген жасушалар қатты LB+kan қоректік орта 37°С температурада өсірлген. Негізіде ішек таяқшасының культуралды қасиеттеріне сәйкес шоғырылары алынды. Шоғырыларды скрининг үшін 15 шоғыры таңдалған. Полимеразды тізбекті реакция әдісін қолдану арқылы ішек таяқша жасушаларының шогырыларын скринингтік тексеру олардың құрамында интерлейкин 15 мөлшеріне сәйкес келетін ұзындығы 486 негізгі жұп өнім бар екенін көрсетті. Тандалған шоғары жасушалар сұйық LB+kan қоректік орта 37°С температурада өсірлген. Центрифугалаудан кейін жасушалар криоконсервациялау ортасында қайта сұйылтылған, алквоталарға бөлініп, мұздатылды. Полиакриламидті гель электрофорезі Escherichia coli BL21/pET28/IL15bovine штаммының молекулалық салмағы 24 кДа рекомбинантты ақуыздың өндірілуін көрсетті. Алынған генетикалық құрылым pET32/IL15bovine де ішек таяқшасының BL21 штаммына трасфарциялңан. Полимеразды тізбекті реакция әдісін қолдану арқылы ішек таяқша жасушаларының шогырыларын скринингтік тексеру олардың құрамында интерлейкин 15 мөлшеріне сәйкес келетін ұзындығы 486 негізгі жұп өнім бар екенін көрсетті. Тандалған шоғары жасушалар сұйық LB+kan қоректік орта 37°С температурада өсірлген. Центрифугалаудан кейін жасушалар криоконсервациялау ортасында қайта сұйылтылған, алквоталарға бөлініп, мұздатылды.
BL21/pET32/IL15bovine алынған штамм молекулалық салмақ 35 кДа ақуызды өдірілген. Экспрессиялық белсенділікті анықтау үшін E.coli BL21/pET28/IL15bovine и BL21/pET32/IL15bovine трансформацияланған жасушалар әртүрлі IPTG концентрациясында, температурамен және уақытта LB қоректік орта инкубацияланды. Рекомбинантты ақуыздар экспрессияның оңтайлы параметрлер 0,2 мМ, 37°С және 16 сағат индукция кезінде анықталды. Бұл параметрлер ірі қара малдың рекомбинантты интерлейкинін (rIL15b) одан әрі бөліну және тазарту үшін пайдаланды. rIL15b тазарту 8 М мочевинамен денатурация жағдайында Ni2+-NTA хроматографиясы арқылы орындалды. rIL15b дұрыс қайта бүктелу үшін His-tag бағандарында 8-ден 0 М-ге дейінгі мочевинаның сызықтық градиенті қолданылды. Ақуыздар 20-дан 500 ммоль/л-ге дейінгі сызықтық имидазол градиенттерімен элюцияланды.
Экспрессияланғаң ақуыздар 12% ПААГ, иммуноблот және LC-MS/MS спектрометрия арқылы сипатталды. His-tag қарсы моноклоналды антиденелермен BL21/pET28/IL15bovine және BL21/pET32/IL15bovine жасушаларында өдірілген рекомбинантты ақуыздар иммуноблоты сәйкесінше 24 және 35 кДа молекулалық массасы бар ақуыз жолақтары анықтады. rIL15b иондарының LC-MS/MS спектрлік деректері Mascot дерекқоры арқылы талданған. Талдау нәтижесінде спектрлік иондар ірі қара малдың интерлейкиніне 15 (Scor 157,9) сәйкес келді.