рус eng
«ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «БИОЛОГИЯ. ЭКОЛОГИЯ»
«IZVESTIYA IRKUTSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA». SERIYA «BIOLOGIYA. ECOLOGIYA»
«THE BULLETIN OF IRKUTSK STATE UNIVERSITY». SERIES «BIOLOGY. ECOLOGY»
ISSN 2073-3372 (Print)

Список выпусков > Серия «Биология. Экология». 2017. Том 21

Растительные экспрессионные системы для создания пероральных вакцин против опасных инфекционных заболеваний

Автор(ы)
Р. К. Саляев, Н. И. Рекославская, А. С. Столбиков, А. В. Третьякова, С. Н. Осипенко
Аннотация
Разработка растительных пероральных вакцин оказалась возможной при создании растительных экспрессионных систем, обладающих рядом преимуществ по сравнению с другими экспрессионными системами: относительная дешевизна получения растительных вакцин, широкие возможности коммерциализации и масштабирования, безопасность вследствие отсутствия патогенов млекопитающих, прионов, транспозонов, опасных вирусов в латентном состоянии.
Рассмотрены пути создания профилактических и терапевтических вакцин на основе трансгенных растений против высокоинфекционных вирусных заболеваний: ВИЧ, гепатита В, онкогенных папилломавирусов и т. д. В основе создания превентивных вакцин лежит формирование высокоиммунного нейтрализующего антительного ответа широкого захвата вирусных эпитопов. Принцип создания терапевтических вакцин состоит в активации Т-лимфоцитов с доменами CD8+ (Т-лимфоциты – «киллеры») и CD4+ (Т-лимфоциты – «хелперы»), приводящей к узнаванию опухолевых клеток и их апоптозу. В процессе активации «незаряженных» («наивных»)   Т-лимфоцитов принимают участие дендритные клетки мукозальных поверхностей органов и компоненты главного комплекса гистосовместимости (MHC). Особое внимание уделено способам создания генетических конструкций, обеспечивающих высокую экспрессию целевых генов и синтез антигенных белков. Коммерчески востребованными являются способы трансформации растений, которые позволяют в короткий срок синтезировать большие количества антигенных вирусных белков с минимальными затратами на выделение и очистку. Этим требованиям отвечают растительные экспрессионные системы на основе простых РНК+ вирусов растений с привлечением регуляторных генов и разнообразных генетических элементов вирусов, способствующих более эффективной трансляции вследствие удлинения срока использования матрицы РНК и повышению выхода целевых антигенных белков: репликазы, антисайленсеры, лидерные вирусные последовательности, «ловушки» и «шунты» рибосом и др.
Ключевые слова
растительные экспрессионные системы, пероральные вакцины на основе трансгенных растений, индукция иммунного ответа, профилактические и терапевтические вакцины
УДК
57.084.1+578.74
Литература

1. Жимулев И. Ф. Общая и молекулярная генетика : учеб. пособие / И. Ф. Жимулев. – Новосибирск : Изд-во Сиб. ун-та, 2003. – 479 с.

2. Изучение длительности мукозального иммунного ответа у мышей после приема кандидатной съедобной вакцины на основе плодов томата, трансгенного по гену TBI-HBS / Р. К. Саляев [и др.] // Докл. Акад. наук. – 2009. – Т. 428, № 1. – С. 118–120.

3. Лидерные последовательности эукариотических мРНК могут быть связанными одновременно с инициирующей 80S рибосомой и 40S рибосомной субъединицей / С. А. Согорин [и др.] // Биохимия. – 2012. – Т. 77, вып. 4. – С. 437– 441.

4. Мукозальная кандидатная вакцина против гепатита В, созданная на основе плодов томата, трансгенного по гену preS2-S / Р. К. Саляев [и др.] // Докл. Акад. наук. – 2012. – Т. 446, № 5. – С. 583–586.

5. О сохранении в поколениях способности к синтезу антигенов ВИЧ-1 и гепатита В у растений томата, трансгенных по гену TBI-HBS / Р. К. Саляев [и др.] // Докл. Акад. наук. – 2009. – Т. 425, № 6. – С. 833–836.

6. 6. An E7-based therapeutic vaccine protects mice against HPV16 associated cancer / A. Venuti [et al.] // Vaccine. – 2009. – Vol. 27, N 25–26. – P. 3395–3397.

7. Anti-cancer activity of plant-produced HPV16 E7 vaccine / S. Massa [et al.] // Vaccine. – 2007. – Vol. 25, N 16. – P. 3018–3021.

8. D'Abramo C. H., Archambault J. Small molecular inhibitors of human papillomavirus protein-protein interaction / C. H. D'Abramo, J. Archambault // The Open Virol. J. – 2011. – Vol. 5, N 1. – P. 80–95.

9. Fischer R. Molecular farming pharmaceutical proteins / R. Fischer, N. Emans // Transgenic Research. – 2000. – Vol. 9, N 4–5. – P. 279–299.

10. Gallie D. R. The 5'-leader of tobacco mosaic virus promotes translation through enhanced recruitment of elF4F / D. R. Gallie // NAR. – 2002. – Vol. 30, N 15. – P. 3401– 3411.

11. Hefferon K. Plant virus expression vectors: a powerhouse for global health [Electronic resource] / K. Hefferon // Biomedicines. – 2017. – Vol. 5, N 3, 44 doi: 10.3390/biomedicines5030044.

12. High-velocity microprojectiles for delivering nucleic acids into living cells / T. M. Klein [et al.] // Nature. – 1989. – Vol. 327, N 6117. – P. 70–73.

13. Identification and mode of inheritance of quantative trait loci for secondary metabolite abundance in tomato / S. Alseekh [et al.] // The Plant Cell. – 2015. – Vol. 27, N 3. – P. 485–512.

14. Immunogenicity of a novel, bivalent, plant-based oral vaccine against hepatitis B and human immunodeficiency viruses / S. N. Shchelkunov [et al.] // Biotechnol. Lett. – 2006. – Vol. 23, N 13. – P. 959– 67.

15. Lindbo J. A. High-efficiency protein-expression in plants from agroinfection-compatible tobacco mоsaic virus expression vectors / J. A. Lindbo // BMC Biotechnology. – 2007. – Vol. 7, N 52. – Р. 1–11.

16. Maliga P. Progress towards commercialization of plastid transformation technology / P. Maliga // Trends in Biotechnology. – 2003. – N 1. – P. 20–28.

17. Mason H. S. Expression of hepatitis B surface antigen in transgenic plants / H. S. Mason, D. H. Lam, C. J. Arntzen // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1992. – Vol. 89, N 24. – P. 11745–11749.

18. Oral delivery of human biopharmaceuticals, autoantigens and vaccine antigens encapsulated in plant cells / K.-Ch. Kwon [et al.] // Adv. Drug. Deliv. Rev. – 2013. – Vol. 65, N 6. – P. 782–799.

19. Petrovsky N. Comparative safety of vaccine adjuvants: a summary of current evidence and future needs / N. Petrovsky // Drug. Saf. – 2015. – Vol. 38, N 11. – P. 1059– 1074.

20. Plant-made vaccine antigens and biopharmaceuticals / H. Daniell [et al.] // Trends Plant Sci. – 2009. – Vol. 14, N 12. – P. 669–672.

21. Regression of human papillomavirus intraepithelial lesions is induced by MVA E2 therapeutic vaccine / R. Rosales [et al.] // Human Gene Therapy. – 2014. – Vol. 25, N 12. – P. 1035–1049.

22. Rosales R. Immune therapy for human papillomaviruses-related cancers / R. Rosales, C. Rosales // World J. of Clin. Oncol. – 2014. – Vol. 5, N 5. – P. 1002–1017.

23. Streatfield S. J. Plant based vaccines / S. J. Streatfield, J. A. Howard // Intern. J. for Parasitology. – 2003. – Vol. 33, N 5–6. – P. 479–493.

24. Takeyama H. Plant-based vaccines for animals and humans: recent advances in technology and clinical trials / H. Takeyama, H. Kiyono, Y. Yuki // Therapeutic Advances in Vaccines. – 2015. – Vol. 3, N 5–6. – P. 139–154.

25. The human potential of a recombinant pandemic influenza vaccine produced in tobacco plants / A. Jul-Larsen [et al.] // Human Vaccin. Immunother. – 2013. – Vol. 8, N 5. – P. 653–661.

26. Wieczarek P. Suppress to survive-implication of plant viruses in PTGS / Plant Mol. Biol. Rep. – 2015. – Vol. 33, N 3. – P. 335–345.


Полная версия (русская)