biopreparatБИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечениеBiological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment2221-996X2619-1156Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Productsbiopreparat-101Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESИзучение диагностической значимости иммунореактивных эпитопов протеаз семейства Omptin с использованием пептидной библиотекиEvaluation of diagnostic potential of immunoreactive epitopes of the Omptin protease family by using a peptide libraryФедороваВ. А.FeodorovaV. A.

Главный научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии и нанобиотехнологий, д-р мед. наук, профессор

Chief research associate of the Laboratory of Molecular Biology and Nanobiotechnologies. Doctor of Medical Sciences, professor

feodorovav@mail.ruХижняковаМ. А.KhizhnyakovaM. A.

Младший научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии и нанобиотехнологий

Junior research associate of the Laboratory of Molecular Biology and Nanobiotechnologies

noemail@neicon.ruЗайцевС. С.ZaitsevS. S.

Научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии и нанобиотехнологий

Research associate of the Laboratory of Molecular Biology and Nanobiotechnologies

noemail@neicon.ruЛяпинаА. М.LyapinaA. M.

Научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии и нанобиотехнологий

Research associate of the Laboratory of Molecular Biology and Nanobiotechnologies

noemail@neicon.ruСаяпинаЛ. В.SayapinaL. V.

Главный эксперт управления экспертизы противобактериальных медицинских иммунобиологических препаратов Центра экспертизы и контроля медицинских иммунобиологических препаратов, д-р мед. наук

Chief expert. Doctor of Medical Sciences

noemail@neicon.ruЛяпинаЕ. П.LyapinaE. P.

Профессор кафедры инфекционных болезней, д-р мед. наук

Professor of the Department of Infectious Diseases. Doctor of Medical Sciences

noemail@neicon.ruУльяноваО. В.UlyanovaO. V.

Старший научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии и нанобиотехнологий, канд. мед. наук, доцент

Senior research associate of the Laboratory of Molecular Biology and Nanobiotechnologies. Candidate of Medical Sciences, assistant professor

noemail@neicon.ruМотинВ. Л.MotinV. L.

Профессор университета, Департамент патологии, Департамент микробиологии и иммунологии, канд. биол. наук

Professor of the Department of Pathological Conditions and the Department of Microbiology and Immunology. Candidate of Biological Sciences

noemail@neicon.ruФедеральный исследовательский центр вирусологии и микробиологии, филиал в г. Саратове; Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. ВавиловаРоссияFederal Research Center for Virology and Microbiology (FRCVM) - Branch in Saratov; N. I. Vavilov Saratov State Agrarian UniversityRussian FederationФедеральный исследовательский центр вирусологии и микробиологии, филиал в г. СаратовеРоссияFederal Research Center for Virology and Microbiology (FRCVM) - Branch in SaratovRussian FederationНаучный центр экспертизы средств медицинского примененияРоссияScientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal ProductsRussian FederationСаратовский государственный медицинский университет имени В. И. РазумовскогоРоссияSaratov State Medical University named after N. I. RazumovskyRussian FederationУниверситет Техаса, факультет медициныРоссияUniversity of Texas Medical BranchRussian Federation201720022018173180186Copyright © Федорова В.А., Хижнякова М.А., Зайцев С.С., Ляпина А.М., Саяпина Л.В., Ляпина Е.П., Ульянова О.В., Мотин В.Л., 20182018Федорова В.А., Хижнякова М.А., Зайцев С.С., Ляпина А.М., Саяпина Л.В., Ляпина Е.П., Ульянова О.В., Мотин В.Л.Feodorova V.A., Khizhnyakova M.A., Zaitsev S.S., Lyapina A.M., Sayapina L.V., Lyapina E.P., Ulyanova O.V., Motin V.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.biopreparations.ru/jour/article/view/101

Конструирование высокочувствительных диагностических тест-систем нового поколения требует использования современных инновационных технологий, позволяющих выявлять возбудителей инфекционных заболеваний на молекулярном уровне путем выявления специфических антител к индивидуальным иммунореактивным эпитопам. Разработка таких иммунотестов основана на молекулярном картировании таргетного антигена с применением библиотеки коротких перекрывающихся пептидов, направленных на идентификацию антигенной детерминанты как специфической для конкретного патогена, так и эпитопов, общих для группы возбудителей инфекционных заболеваний. В статье изложены новые подходы к совершенствованию ретроспективной лабораторной диагностики инфекционных болезней, вызываемых бактериями семейства Enterobacteriaceae, основанные на результатах картирования модельного белка группы Omptin. Обсуждаются перспективы апробации экспериментального варианта пептидного твердофазного иммуноферментного анализа, обозначенного как р6/24-Omptin-ТИФА, для выявления антител к диагностически значимым эпитопам Omptin, в сыворотках крови людей, переболевших энтеробактериальными инфекциями, с целью дальнейшего внедрения в практическое здравоохранение.

The construction of highly sensitive new-generation diagnostic test systems requires the use of modern innovative technologies that are capable of detecting infectious agents at the molecular level by identifying specific antibodies to individual immunoreactive epitopes. The development of such immunoassays is based on molecular mapping of a target antigen using a library of short overlapping peptides aimed at identification of both epitopes specific for a particular pathogen, and those common to the group of infectious agents. The article describes new approaches that are based on the results of mapping of the Omptin group model protein that could be critical for improving retrospective laboratory diagnosis of infectious diseases caused by bacteria of the Enterobacteriaceae family. The article discusses the prospects for assessing the applicability of the peptide ELISA experimental version, designated as p6/24-Omptin-TIFA, for the detection of antibodies to diagnostically significant Omptin epitopes in the serum of people who have had enterobacterial infections, in order to introduce it into healthcare practices.

лабораторная диагностикапептидный эррейтвердофазный иммуноферментный анализOmptinEnterobacteriaceaeретроспективная диагностикаиммунореактивный эпитопlaboratory diagnosispeptide arrayELISAOmptinEnterobacteriaceaeretrospective diagnosisimmunoreactive epitopeReferencesЗабокрицкий НА. Инфекционная заболеваемость в Российской Федерации и тенденции ее развития в ближайшее десятилетие. Электронный научно-образовательный вестник Здоровье и образование в XXI веке. 2015; 17(5): 16-26.Zabokritskiy NA. The infectious morbidity in the Russian Federation and tendencies of it is development in the next decade. On-line Scientific & Educational Bulletin «Health and Education Millennium». 2015; 17(5): 16–26 (in Russian).Роспотребнадзор обнародовал статистику инфекционных болезней за первое полугодие. Available from: http://www.yaprivit.ru/news/2365/.Rospotrebnadzor released statistics of infectious diseases for the first half of the year. Available from: http://www.yaprivit.ru/ news/2365/.Reineke U, Schutkowski M, eds. Methods of Molecular Biology, Epitope Mapping Protocols. Vol. 524. New York: Humana Press; 2009.Reineke U, Schutkowski M, eds. Methods of Molecular Biology, Epitope Mapping Protocols. Vol. 524. New York: Humana Press; 2009.Hritonenko V, Stathopoulos C. Omptin proteins: an expanding family of outer membrane proteases in Gram-negative Enterobacteriaceae. Mol Membr Biol. 2007; 24(5 - 6): 395-406.Hritonenko V, Stathopoulos C. Omptin proteins: an expanding family of outer membrane proteases in Gram-negative Enterobacteriaceae. Mol Membr Biol. 2007; 24(5 – 6): 395–406.Kukkonen M, Korhonen TK. The Omptin family of enterobacterial surface proteases/adhesins: from housekeeping in Escherichia coli to systemic spread of Yersinia pestis. Int J Med Microbiol. 2004; 294(1): 7-14.Kukkonen M, Korhonen TK. The Omptin family of enterobacterial surface proteases/adhesins: from housekeeping in Escherichia coli to systemic spread of Yersinia pestis. Int J Med Microbiol. 2004; 294(1): 7–14.Haiko J, Suomalainen M, Ojala T, Lähteenmäki K, Korhonen TK. Invited review: Breaking barriers - attack on innate immune defences by Omptin surface proteases of enterobacterial pathogens. Innate Immun. 2009; 15(2): 67-80.Haiko J, Suomalainen M, Ojala T, Lähteenmäki K, Korhonen TK. Invited review: Breaking barriers – attack on innate immune defences by Omptin surface proteases of enterobacterial pathogens. Innate Immun. 2009; 15(2): 67–80.Brannon JR, Thomassin JL, Gruenheid S, Le Moual H. Antimicrobial peptide conformation as a structural determinant of Omptin protease specificity. J Bacteriol. 2015; 197(22): 3583-91.Brannon JR, Thomassin JL, Gruenheid S, Le Moual H. Antimicrobial peptide conformation as a structural determinant of Omptin protease specificity. J Bacteriol. 2015; 197(22): 3583–91.Sodeinde OA, Subrahmanyam YV, Stark K, Quan T, Bao Y, Goguen JD. A surface protease and the invasive character of plague. Science 1992; 258(5084): 1004-7.Sodeinde OA, Subrahmanyam YV, Stark K, Quan T, Bao Y, Goguen JD. A surface protease and the invasive character of plague. Science 1992; 258(5084): 1004–7.Куклева ЛМ, Бойко АВ. Активатор плазминогена - многофункциональный белок возбудителя чумы. Проблемы особо опасных инфекций 2016; 3: 13-20.Kukleva LM, Boiko AV. Plasminogen activator — multifunctional protein of plague pathogen. Problems of Particularly Dangerous Infections 2016; 3: 13–20 (in Russian).Korhonen TK, Haiko J, Laakkonen L, Jдrvinen HM, Westerlund-Wikstrцm B. Fibrinolytic and coagulative activities of Yersinia pestis. Front Cell Infect Microbiol. 2013; 3: 35.Korhonen TK, Haiko J, Laakkonen L, Järvinen HM, Westerlund-Wikström B. Fibrinolytic and coagulative activities of Yersinia pestis. Front Cell Infect Microbiol. 2013; 3: 35.Евсеева ВВ, Платонов МЕ, Копылов ПХ, Дентовская СВ, Анисимов АП. Активатор плазминогена чумного микроба. Инфекция и иммунитет 2015; 5(1): 27-36.Evseeva VV, Platonov ME, Kopylov PKh, Dentovskaya SV, Anisimov AP. Plasminogen activator of Yersinia pestis. Russian Journal of Infection and Immunity 2015; 5(1): 27–36 (in Russian).Easterbrook TJ, Reddin K, Robinson A, Modi N. Studies on the immunogenicity of the Pla protein from Yersinia pestis. Contrib Microbiol Immunol. 1995; 13: 214-5.Easterbrook TJ, Reddin K, Robinson A, Modi N. Studies on the immunogenicity of the Pla protein from Yersinia pestis. Contrib Microbiol Immunol. 1995; 13: 214–5.Benner GE, Andrews GP, Byrne WR, Strachan SD, Sample AK, Heath DG, et al. Immune response to Yersinia outer proteins and other Yersinia pestis antigens after experimental plague infection in mice. Infect Immun. 1999; 67(4):1922-8.Benner GE, Andrews GP, Byrne WR, Strachan SD, Sample AK, Heath DG, et al. Immune response to Yersinia outer proteins and other Yersinia pestis antigens after experimental plague infection in mice. Infect Immun. 1999; 67(4):1922–8.Feodorova VA, Devdariani ZL. Development, characterisation and diagnostic application of monoclonal antibodies against Yersinia pestis fibrinolysin and coagulase. J Med Microbiol. 2000; 49(3): 261-9.Feodorova VA, Devdariani ZL. Development, characterisation and diagnostic application of monoclonal antibodies against Yersinia pestis fibrinolysin and coagulase. J Med Microbiol. 2000; 49(3): 261–9.Braciale VL, Nash M, Sinha N, Zudina IV, Motin VL. Correlates of immunity elicited by live Yersinia pestis vaccine. In: Georgiev VS, Western K, McGowan JJ, eds. National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIH. Volume 1: Frontiers in Research. Totowa, NJ: Humana Press; 2008. P. 473-80.Braciale VL, Nash M, Sinha N, Zudina IV, Motin VL. Correlates of immunity elicited by live Yersinia pestis vaccine. In: Georgiev VS, Western K, McGowan JJ, eds. National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIH. Volume 1: Frontiers in Research. Totowa, NJ: Humana Press; 2008. P. 473–80.Feodorova VA, Khizhnyakova MA, Lyapina AM, Zaitsev SS, Telepnev MV, Sayapina LV, et al. Murine and human early humoral immune responses to Yersinia pestis Pla antigen followed by immunization with live plague vaccine: Proceeding Book of the 12th International Yersinia Symposium. 2016, Oct. 25-28; Tbilisi; Georgia. P. 38.Feodorova VA, Khizhnyakova MA, Lyapina AM, Zaitsev SS, Telepnev MV, Sayapina LV, et al. Murine and human early humoral immune responses to Yersinia pestis Pla antigen followed by immunization with live plague vaccine: Proceeding Book of the 12th International Yersinia Symposium. 2016, Oct. 25–28; Tbilisi; Georgia. P. 38.Yersinia pestis CO92 plasmid pPCP1, complete sequence. NCBI Reference Sequence: NC 003132.1. Available from: https://goo.gl/26Ag6J.Yersinia pestis CO92 plasmid pPCP1, complete sequence. NCBI Reference Sequence: NC 003132.1. Available from: https://goo.gl/ 26Ag6J.Heuzenroeder MW, Barton MD, Vanniasinkam T, Phumoonna T. Linear B-cell epitope mapping using enzyme-linked immunosorbent assay for libraries of overlapping synthetic peptides. Methods Mol Biol. 2009; 524: 137-44.Heuzenroeder MW, Barton MD, Vanniasinkam T, Phumoonna T. Linear B-cell epitope mapping using enzyme-linked immunosorbent assay for libraries of overlapping synthetic peptides. Methods Mol Biol. 2009; 524: 137–44.Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0. Mol Biol Evol. 2013; 30(12): 2725-9.Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0. Mol Biol Evol. 2013; 30(12): 2725–9.Хижнякова МА, Федорова ВА, Зайцев СС, Мотин ВЛ. Применение пептидных микрочипов для эпитопного картирования и иммунодиагностики инфекционных заболеваний. Известия Оренбургского государственного аграрного университета 2013; 1(39): 228-30.Khizhnyakova MA, Feodorova VA, Zaitsev SS, Motin VL. The use of peptide microchips for epitope carting and immuno-diagnostics of infectious diseases. Izvestia Orenburg State Agrarian University 2013; 1(39): 228–30 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.