В проекте продемонстрирована технология получения моноклональных антител, в которой на этапе иммунизации животных вместо традиционых белковых антигенов используются иммуногены в форме нуклеиновых кислот, причём для получения сильного и сконцентрированного иммунного ответа применяется гетерологическая прайм-буст иммунизация. Идея проекта: гетерологическая иммунизация с использованием комбинации векторов разного типа – автономно реплицирующейся РНК и ДНК-вакцины — предоставляет технологически совершенный способ индукции гуморального ответа против антигенов, которые сложно произвести и применить в форме очищенных белков. Для демонстрации эффективности проектной технологии будут получены моноклональные антитела против антигенов с высокой практической важностью – белка шипа (S) коронавируса SARS-CoV-2 и гликопротеина стельности коров PAG1.
В условиях развертывающейся эпидемии COVID-19 колоссальное значение для медицины имеет поиск терапевтических препаратов, эффективных против SARS-CoV-2, как и другие исследования иммунологии коронавируной инфекции. В качестве терапевтического препарата потенциально возможно использовать хьюманизированные вирус-нейтрализующие MAb против белка S SARS-CoV-2 (иммунодоминантный вирусный антиген, белок ответственный за связывание вирусной частицы с клеточным рецептором) [64,65]. В данном проекте будут получены MAb против белка S SARS-CoV-2, и гибридомы, которые можно использовать для создания хьюманизированных антител.
В РК не проводятся работы по созданию репликонных конструкций, за исключением работ заявителей. В мировой науке ситуация следующая: применение альтернативных подходов к иммунизации является “горячей точкой” экспериментальной иммунологии. Проект обладает новизной: остаётся широкое пространство для поиска оптимальных решений в выборе векторов и режимов гетерологической иммунизации. Заявители впервые продемонстрируют эффективность комбинации псевдоинфекционных вирусов и ДНК-вакцин для получения моноклональных антител.
Значимость проекта. Гетерологическую иммунизацию можно использовать для создания вакцин против актуальных патогенов, как успешно продемонстрировали российские разработчики на примере вакцины “СПУТНИК V”. Фактически, в проекте будет создан прототип вакцины против SARS-CoV-2. Проект создаёт предпосылки для создания в РК вакцин против COVID-19. Успех проекта сигнализирует подъём биотехнологии в РК на более высокий уровень.
Продемонстрировать эффективность прайм-буст иммунизации псевдоинфекционными вирусами и плазмидными ДНК в качестве альтернативы иммунизации белковыми антигенами в процессе производства моноклональных антител против белка S коронавируса SARS-CoV-2 и гликопротеина стельности коров PAG1.
Генно-инженерные конструкции для индукции гуморального иммунного ответа против главного антигена коронавируса SARS-CoV-2; генно-инженерные конструкции для получения рекомбинантного белка PAG1 (маркёр стельности коров), и для индукции антител против PAG1 (используются в диагностике в животноводстве); моноклональные антитела против белка S коронавируса SARS-CoV-2; моноклональные антитела против белка PAG1; технология иммунизации без использования очищенных белков для получения моноклональных антител; метод измерения титров антител против коронавируса SARS-CoV-2, пригодный для применения в медицине и эпидемиологии; публикация в международном журнале с импакт-фактором.
Влияние ожидаемых результатов на развитие науки и технологий: Проект обладает научной новизной, по причине использования протокола иммунизации, объединяющего псевдовирусы (РНК-репликоны) и ДНК-вакцины, это новое направление в иммунизации (НК-иммунизация). Область запланированных исследований в настоящее время являются горячей точкой на стыке генетической инженерии и иммунологии. Гетерологическую иммунизацию можно использовать для создания эффективных вакцин против актуальных патогенов, примером замечательного успеха гетерологической иммунизации в вакцинологии является российская вакцина против COVID-19 “СПУТНИК V”. Для генетической инженерии и иммунологии РК работы по проекту являются инновационными исследованиями, и успех проекта доказывает подъём биотехнологии в стране на более высокий технологический уровень.
Шустов Александр Вячеславович, кандидат биологических наук, руководитель проекта, заведующий лабораторией генетической инженерии РГП «Национальный центр биотехнологии». Научные интересы: молекулярная биология, генетическая инженерия, технологии производства биотехнологических продуктов с использованием рекомбинантных ДНК, неклиническая иммунология, вакцинология, рекомбинантные и хъюманизированные антитела. Индекс Хирша — 7.
https://orcid.org/0000-0001-9880-9382
Куйбагаров Марат Амангельдыевич, кандидат ветеринарных наук, h-индекс-1. Стаж научных исследований 17 лет. Специалист по производству моноклональных антител. Роль в проекте – проводит иммунизации мышей,получает гибридомы, нарабатывает моноклональные антитела.
Исполнитель – Кеер Виктория Владимировна, магистр биологии, индекс Хирша 2, младший научный сотрудник лаборатории генетической инженерии НЦБ. Роль в проекте – собирает инфекционные клоны репликонов, производит и титруетPIV.
Исполнитель – Сыздыкова Лаура Ризабековна, магистр техники и технологии, индекс Хирша 1 (Thomson Reuters) H:2 (РИНЦ), младший научный сотрудник лаборатории генетической инженерии НЦБ. Роль в проекте – собирает генно-инженерные конструкции, плазмиды,исследует иммунные сыворотки в ИФА.
Исполнитель – Зауатбаева Гульзат Маратовна. Магистр технических наук со специализацией биотехнология, младший научный сотрудник лаборатории генетической инженерии НЦБ. Роль в проекте – поддерживает банк клеточных культур, выделяет плазмиды, проводит клонирования.
2021 год
В данном исследовании впервые в Казахстане продемонстрирована эффективность технологии гетерологической прайм-буст иммунизации вирусами и плазмидными ДНК в качестве альтернативы иммунизации белковыми антигенами в процессе производства моноклональных антител. Созданы рекомбинантные вирусы, производящие поверхностный гликопротеин S коронавируса SARS-CoV-2 и гликопротеин стельности коров PAG1. Созданы плазмидные векторы для экспрессии in vivo белков S и PAG1. Получены моноклональные антитела против антигенов S и PAG1.
Amirgazin A, Shevtsov A, Karibayev T, Berdikulov M, Kozhakhmetova T, Syzdykova L, Ramankulov Y, Shustov AV. Highly pathogenic avian influenza virus of the A/H5N8 subtype, clade 2.3.4.4b, caused outbreaks in Kazakhstan in 2020 //PeerJ. 2022 Mar 2;10:e13038. doi:10.7717/peerj.13038. eCollection 2022 . Q2