НОМИНАНТ № 4 — Лялина (Щербинина) Т.С.


НОМИНАНТ № 4 на ПРЕМИЮ имени П.П. ШОРЫГИНА 2016 г.

 Лялина (Щербинина) Татьяна Сергеевна 

4

Место работы и должность:  Институт биоинженерии, ФИЦ Биотехнологии РАН, лаборатория инженерии биополимеров; младший научный сотрудник.
Адрес: г. Москва, Проспект 60-летия Октября, д. 7, к. 1.

Иммуногенные свойства белковых частиц, капсулированных в полисахаридную матрицу.

Создание противовирусных вакцин актуально для терапии как острых, так и хронических заболеваний. Для эффективной элиминации зараженных вирусом клеток требуется активация цитотоксических CD8+ Т-клеток, распознающих пептиды антигенов в составе молекул главного комплекса гистосовместимости  (ГКГС) I класса. Процессинг белков для представления пептидов молекулами  ГКГС I класса антиген-представляющими клетками требует попадания антигенов в цитозоль клеток. Иммунизация белками не приводит к попаданию антигенов в цитозольный путь, а осуществляется через эндосомольно-лизосомальный процессинг, характерный для представления антигенов молекулами ГКГС II класса и активации хелперных CD4+ Т-клеток. С активацией CD8+ и CD4+ Т-клеток ассоциирована продукция В-клетками IgG1 и IgG2a антител соответственно. Целью данной работы было исследование влияния полисахаридной оболочки белковых наночастиц на формирование IgG1 и IgG2a.

Методом термической обработки были получены четыре типа частиц: на основе лактоферрина (ЛЧ), частицы лактоферрина в матрице сукцинилхитозана (CЗ=75% на основе хитозана ММ 50 кДа и СД 90%) (ЛС) и частицы лактоферрина в матрице сукцинилхитозана, модифицированные дополнительно низкомолекулярным хитозаном (СД 90%, ММ=20 кДа) (ЛСХ),   частицы лактоферрина в матрице, состоящей из сукцинилхитозана и галактоманнана (ЛСГ).

Шифр Состав полисахаридной матрицы ζ-потенциал, мВ Размер, нм
1 ЛЧ   – 22,4±2,9 110±20
2 ЛС Сукцинилхитозан (СЗ=75%, СД=90% из хитозана ММ=50 кДа) -15±3 200±30
3 ЛСХ Сукцинилхитозан (тот же)

Хитозан (СД 90%, ММ=20 кДа)

19±4 300±50
4 ЛСГ Сукцинилхитозан (тот же)

Галактоманнан (ММ=110 кДа, М:Г=1,6)

-15±4

 

320±50

 

Мышей линии С57BL/6 иммунизировали подкожно суспензией наночастиц, после чего в сыворотках крови методом ИФА было определено содержание IgG, а также субклассов IgG1и IgG2a специфичных к лактоферрину. Иммунизация частицами 2, 3 и 4 стимулировала более высокий титр антител класса IgG, по сравнению с частицами 1, не модифицированными полисахаридами,  что свидетельствует об адъювантном эффекте полисахаридной матрицы.  Титры антител субкласса IgG1 для частиц 2, 3 и 4 не отличались достоверно от контроля 1.  Значительные отличия наблюдались в продукции IgG2а, ассоциированного с формированием цитотоксического клеточного ответа. Титры антител IgG2a субкласса увеличивались в ряду 2=3<4,  для частиц 1, не модифицированных полисахаридами, формирования антител субкласса IgG2a не наблюдалось.

Таким образом, инкапсуляция белка в полисахаридную оболочку, приводит к формированию как гуморального, так и клеточного иммунного ответа. Лучшие результаты по индукции IgG2a антител были получены для наночастиц, покрытых оболочкой из галактоманнана. Это позволяет предположить, что подобные частицы могут быть перспективны для создания эффективных и безопасных противовирусных вакцин, обладающих высокой иммуногенностью в отношении внутриклеточных патогенов.

Статьи:

  1. Бакулин А. В., Щербинина Т.С., Лопатин С.А., Варламов В.П., Курченко В. П., Ботина С.Г., Агаркова Е. Ю., Харитонов В. Д. Удаление β-лактоглобулина из молочной сыворотки с помощью хитозана // Молочная промышленность, 2012. — № 11, — с. 62.
  2. Варламов В.П., Щербинина Т.С., Бакулин А. В., Буткевич Т.В., Курченко В. П., Харитонов В. Д., Агаркова Е. Ю., Ботина С.Г.. Выделение β-лактоглобулина из сыворотки: использование различных форм хитозана // Молочная промышленность, 2013. — № 10, — с. 11-12.
  3. Anastasia А. Zubareva, Tatyana S. Shcherbinina, Valery P. Varlamov, Еlena V. Svirshchevskaya. Biodistribution of doxorubicin-loaded succinoyl chitosan nanoparticles in mice injected by intravenous or intranasal routes //Progress in the Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives, 2014. — V. XIX, p. 145-154.
  4. Zubareva A., Shcherbinina T., Varlamov V., Svirshchevskaya E. Intracellular Sorting of Differently Charged Chitosan Derivatives and Chitosan-Based Nanoparticles // Nanoscale, 2015. — Apr 24, 7(17), — p. 7942-52. doi: 10.1039/c5nr00327
  5. Щербинина Т. С., Зубарева А. А., Варламов В. П.,Свирщевская Е. В. Эффект включения производных хитозана на иммуногенные свойства белковых наночастиц // Российский иммунологический журнал, 2015, том 9 (18), № 2(1), стр. 516-518.
  6. Каширина Е. И., Савина А. А., Щербинина Т. С. Характеристика иммунного ответа на противоаллергенную капсулированную вакцину// Российский иммунологический журнал, 2015, том 9 (18), № 2(1), стр. 245-246.

 Патенты:

  1. Патент РФ на изобретение №2510849 от 30 октября 2012 года «Способ обработки молочной сыворотки» авторов Бакулина А.В., Лопатина С.А., Щербининой Т.С., Варламова В.П., Курченко В.П., Агарковой Е.Ю., Харитонова В.Д., Ботиной С.Г. (Зарегистрирован  в Государственном реестре изобретений Российской Федерации  05 февраля 2014 года).

Тезисы докладов:

  1. Щербинина Т.С., Капустин М.А., Лопатин С.А., Курченко В.П. Выделение лактоферрина с использованием нового катионного сорбента «Диасфер АК Сульфо»/ Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов. Сборник научных трудов. – М.: ВНИИПБТ, 2012. — с. 251.
  2. Н.В. Гавриленко, М.А. Капустин, Т.С. Щербинина, В.П. Курченко Использование различных форм хитозана для выделения β-лактоглобулина из сыворотки коровьего молока // Материалы 11-й Международной конференции “Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана” РосХит-2012.Мурманск, 25-30 июня 2012 года. С. 299-303.
  3. Щербинина Т.С., Куликов С.Н., Ильина А.В., Варламов В.П. Исследование антимикробных, антиоксидантных и ферментативных свойств лактоферрина// Материалы VI Российского симпозиума Белки и пептиды. Уфа, 11-15 июня 2013 г., с. 243.
  4. Щербинина Т.С., Зубарева А.А., Варламов В.П. Получение частиц на основе хитозана и лактоферрина для преодоления гемато-энцефалического барьера // Материалы XXVI зимней молодежной научной школы «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии». Москва, 10-14 февраля 2014 г. – с. 152.
  5. Щербинина Т.С., Зубарева А.А., Курек Д.В., Варламов В.П., Получение  и характеристика наночастиц на основе производных хитозана и лактоферрина// Материалы 12-й Международной конференции “Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана” РосХит 2014, Пермь, 23-28 июня 2014 года. – с. 392-397.
  6. T. Shcherbinina, A. Zubareva, E. Svirshchevskaya, V. Varlamov Characterization of lactoferrin-succinoyl-chitosan nanoparticles developed by controlled heat treatment// Materials of 22nd Annual International Conference on Composites or Nano Engineering (ICCE-22), Saint Julien, Malta, 13th -19th July 2014.
  7. Щербинина Т.С., Варламов В.П., Свирщевская Е.В., Иммуногенные свойства белков, капсулированных в полимерные наночастицы// Материалы Международной конференции по биоорганической химии, биотехнологии и бионанотехнологии, посвященная 55-летию Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук и 80-летию со дня рождения академика Ю.А. Овчинникова, Москва, 15-19 сентября 2014 года. – с. 66 (ACTA NATURAE, спецвыпуск №1, 2014)
  8. Shcherbinina Tatiana, Zubareva Anastasia, Varlamov Valery, Svirshchervskaya Elena Influence of polysaccharide shell on immunogenic properties of protein nanoparticles//Materials of 13th EAACI Immunology Winter School “Basic Immunology Research In Allergy and Clinical Immunology” 5-8 February 2015, Les Arcs 1800, France. – p. 38.
  9. Щербинина Т.С., Варламов В.П., Свирщевская Е.В Распознавание капсулированных белков Т-клетками // Материалы XXVII Зимней Молодежной Научной Школы «Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии» Москва, 9-12 февраля 2015 г, с 168