Использование Bacillus subtilis в качестве носителя оральной вакцины против Streptococcus suis

Из-за прогрессирующего роста бактерий, вызванного широким применением антибиотиков, лечение стрептококкоза становится все более сложной задачей. Необходима надежная вакцинация против Streptococcus suis. Современные возможности молекулярной диагностики и генной инженерии создают перспективы для прямого клонирования протективных эпитопов гена Lmb местного штамма S. suis в предложенную систему доставки антигена иммунной системы свиней. Среди носителей оральных вакцин Bacillus subtilis признана относительно экологически чистым носителем с эффективной системой секреции белка и адаптивным метаболизмом, способная продуцировать споры в относительно жестких условиях. Это свойство спор может использоваться для повышения стабильности и возможности повторного использования вакцин. Изучена возможность использования протективных эпитопов Lmb S. suis в составе B. subtilis в качестве носителя оральной рекомбинантной вакцины против Streptococcus suis. Нуклеотидные последовательности S. suis получены в базе данных GenBank после предварительного анализа литературных данных об известных протективных антигенах S. suis различных серотипов. Анализ нуклеотидных последовательностей проводили с использованием программного обеспечения Unipro UGENE v. 43.0. Для поиска T (CTL и Th) и B зависимых эпитопов гена Lmb использовали The Immune Epitope Database (IEDB). Приведено описание сконструированной на основе компьютерного дизайна вакцины, в которой спрогнозирована локализация CTL, B и Th эпитопов. Описаны результаты клонирования последовательности антигенно-активного эпитопа белка S. suis Lmb в B. subtilis для последующего перорального введения и изучения изменений иммунологических реакций и побочных реакций у животных. Выявлена возможность клонировать эпитопы рекомбинантного белка Lmb S. suis в полилинкер вектора pBE-S. В перспективе представляется возможным создать новую недорогую и удобную в эксплуатации вакцину против S. suis, не требующую инъекционного введения.

1. Van de Beek D.L., Spanjaard J. Streptococcus suis meningitis in the Netherlands // Journal of Infectious Diseases. 2008. Vol. 57. N 2. P. 158–161. DOI: 10.1016/j.jinf.2008.04.009.

2. Feng Y., Xiuzhen Pan, Wen Sun, Changjun Wang. Streptococcus suis enolase functions as a protective antigen displayed on the bacterial cell surfac // Journal of Infectious Diseases. 2009. Vol. 200. N 10. P. 1583–1592. DOI: 10.1086/644602.

3. Segura M. Streptococcus suis vaccines: Candidate antigens and progress // Expert Review of Vaccines. 2015. Vol. 14. N 12. P. 1587–1608. DOI: 10.1586/14760584.2015.1101349.

4. Bonifait L., Veillette M., Létourneau V., Grenier D., Duchainea C. Detection of Streptococcus suis in bioaerosols of swine confinement buildings // Applied and Environmental Microbiology. 2014. Vol. 80. N 11. P. 3296–3304. DOI: 10.1128/AEM.04167-13.

5. Michaud S., Duperval R., Higgins R. Streptococcus suis meningitis: First case reported in Quebec // Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology. 1996. Vol. 7. N 5. P. 329–331.

6. Segura M., Zheng H., De Greeff A. Latest developments on Streptococcus suis: An emerging zoonotic pathogen: Part 2 // Future Microbiology. 2014. Vol. 9. N 5. P. 587–591. DOI: 10.2217/fmb.14.15.

7. Czerkinsky C., Russell M.W., Lycke N., Lindblad M. Oral administration of a streptococcal antigen coupled to cholera toxin B subunit evokes strong antibody responses in salivary glands and extramucosal tissues // Infection and Immunity. 1989. Vol. 57. N 4. P. 1072–1077.

8. Su Y., Liu C., Fang H., Zhang D. Bacillus subtilis: A universal cell factory for industry, agriculture, biomaterials and medicine // Microbial Cell Factor. 2020. Vol. 19. N 1. P. 1–12. DOI: 10.1186/s12934-020-01436-8.

9. Hagmann M. Computers Aid Vaccine Design // Science. 2000. Vol. 290. N 5489. P. 80–82. DOI: 10.1126/science.290.5489.80.

10. Chen H., Ullah J., Jia J. Progress in Bacillus subtilis Spore Surface Display Technology towards Environment, Vaccine Development, and iocatalysis // Journal of Molecular Microbiology and Biotechnologyl. 2017. Vol. 27. N 3. P. 159–167. DOI: 10.1159/000475177. Epub 2017 Jun 13.

11. Schnitzler N., Lütticken R., Podbielski A. Lmb, a protein with similarities to the LraI adhesin family, mediates attachment of Streptococcus agalactiae to human laminin // Infection and Immunity. 1999. Vol. 67. N 2. P. 871–878. DOI: 10.1128/IAI.67.2.871-878.1999.

12. Terao Y., Kawabata S., Kunitomo E., Nakagawa I., Hamada S. Novel laminin-binding protein of Streptococcus pyogenes, Lbp, is involved in adhesion to epithelial cells // Infection and Immunity. 2002. Vol. 70. N 2. P. 993–997. DOI: 10.1128/IAI.70.2.993-997.2002.

13. Loisel E., Jacquemet L., Sterne L., Bauvois C., Luc Ferrari J., Verrat T., Di Guilmi A.M. Claire DurmortAdcAII, A New Pneumococcal ZnBinding Protein Homologous with ABC Transporters: Biochemical and Structural Analysis // Journal of Molecular Biology. 2008. Vol. 381. N 3. P. 594–606. DOI: 10.1016/j.jmb.2008.05.068. Epub 2008 Jun 3.