Получение и комплексная оценка диагностических сывороток к антигену Yersinia pseudotuberculosis, выделенному с применением диметилсульфоксида

Автор: Иващенко Сергей Владимирович, Маниесон Виктор Эммануэль, Петченко Ксения Александровна, Спиряхина Татьяна Владиславовна, Ларионова Ольга Сергеевна

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Рубрика: Ветеринария и зоотехния

Статья в выпуске: 1, 2023 года.

Бесплатный доступ

Цель исследования - получение гипериммунных сывороток крови морской свинки и кролика с использованием антигена, выделенного при помощи диметилсульфоксида из клеток Yersinia pseudotuberculosis, а также изучение возможности комплексного использования полученных специфических антител в непрямом иммуноферментном анализе (ИФА) для обнаружения иерсиний. Для получения гипериммунных сывороток использовали смесь антигена и адъюванта в соотношении 1:1. В составе антигена преобладали белки. Его вводили животным в количестве 0,6 мг на морскую свинку и 2 мг на кролика. В качестве адъюванта применяли 1 %-й полиазолидинаммоний, модифицированный гидрат-ионами йода. Иммунизировали животных подкожно пятикратно с интервалом в 2 недели. Полученные сыворотки проявили в ИФА родовую специфичность по отношению к Yersinia enterocolitica и Yersinia pseudotuberculosis (1:6400-1:25600). Взаимодействие их с Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Proteus vulgaris, Enterobacter aerogenes, Brucella abortus было незначительным (1:100-1:400). Комплексное использование специфичных гипериммунных сывороток крови от двух видов животных позволило провести непрямой ИФА для обнаружения антигена. Для этого адсорбировали антитела морской свинки на поверхности лунок микропланшета. Затем с помощью кроличьей сыворотки осуществили индикацию антигена, прикрепившегося к адсорбированным на микропланшете антителам морской свинки. Антитела кролика выявляли пероксидазным антивидовым конъюгатом. Комплексное использование экспериментальных сывороток позволило обнаружить энтеропатогенные иерсинии в среде накопления даже в условиях значительного фекального загрязнения исследуемого материала уже на 3-й день «холодового обогащения» при условии внесении в 1 мл среды накопления не менее 50 иерсиниозных клеток.

Еще

Гипериммунная сыворотка, антиген, диметилсульфоксид, иммуноферментный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/140297202

IDR: 140297202   |   DOI: 10.36718/1819-4036-2023-1-125-130

Текст научной статьи Получение и комплексная оценка диагностических сывороток к антигену Yersinia pseudotuberculosis, выделенному с применением диметилсульфоксида

Введение. Энтеропатогенные иерсинии ( Yersinia enterocolitica и Yersinia pseudotuberculosis ) повсеместно вызывают расстройства функции желудочно-кишечного тракта у молодняка сельскохозяйственных животных. Эти расстройства известны как кишечный иерсиниоз и псевдотуберкулез.

Основным методом диагностики иерсиниозов является бактериологический, в котором ключевое значение имеет «холодовое обогащение» возбудителя на бедных питательных средах накопления [1].

Эффективность бактериологической диагностики псевдотуберкулеза и кишечного иерси-ниоза можно повысить предварительной индикацией иерсиний в средах накопления при помощи иммуноферментной тест-системы. Обязательной составной частью тест-системы являются гипериммунные сыворотки, содержащие специфические антитела. Для непрямого варианта ИФА необходимо наличие иерсиниозных сывороток, полученных от двух видов лабораторных животных [2]. Нами ранее была получена иерсиниозная гипериммунная сыворотка от кроликов [3]. В настоящей работе предпринята попытка использования морских свинок для получения антител.

Для иммунизации животных нами использовался антиген (ДА), полученный в результате обработки клеток Y. pseudotuberculosis диметилсульфоксидом. Основной химический состав ДА представлен белками [4].

Получение иммунных сывороток с высоким титром антител возможно только при использовании адъювантов, усиливающих действие антигена. Синтетические полиэлектролиты являются перспективной группой адъювантных препаратов [5]. Представителем данной группы химических соединений является полиазолидинаммоний, модифицированный гидрат-ионами йода (ПААГ).

Возможности совместного применения ПААГ и ДА Y. pseudotuberculosis для получения гипериммунных сывороток крови впервые изучались нами при иммунизации кроликов [3]. Данный эксперимент показал перспективность таких гипериммунизаций, что определило использование комплекса ПААГ + ДА Y. pseudotuberculosis при иммунизации морских свинок.

Цель исследования – получение гипериммунной сыворотки крови морской свинки путем иммунизации животного ДА Y. Pseudotuberculosis в комплексе с ПААГ, а также изучение возможности комплексного использования полученных антител с аналогичными кроличьими антителами в непрямом ИФА.

Задачи: получение гипериммунной сыворотки крови морской свинки в результате иммунизации животного ДА Y. pseudotuberculosis и ПААГ в качестве адъюванта; изучение специфичности полученной гипериммунной сыворотки крови морской свинки; совместное использование полученных антител с аналогичными кроличьими антителами в непрямом ИФА для индикации иер-синий в среде накопления с фекалиями свиней.

Объекты и методы. ДА получали из микробной культуры Y. pseudotuberculosis III О:3 серова-риантa. Специфичность гипериммунных сывороток крови морских свинок определяли при помощи формалинизированных клеток Y. Pseudotuberculosis О:1, О:3, О:4, О:5 серовариантов, Y. enterocolitica О:3, О:9 серовариантов и других видов бактерий кишечной группы, а также единого бруцеллезного антигена производства ОАО «Покровский завод биопрепаратов». Все исполь- зованные в работе штаммы бактерий были получены из музейной коллекции патогенных микроорганизмов ФКУН РосНИПЧИ «Микроб».

Методика получения ДА Y. Pseudotuberculosis заключалась в обработке сухой ацетоновой микробной массы бактерий диметилсульфоксидом. «Ацетоновый порошок» заливали диметилсульфоксидом в соотношении 1:6, инкубировали на шейкере при 37 °С 40 мин, осаждали центрифугированием при 5 тыс. об/мин и удаляли осадок. Надосадочную жидкость, содержащую ДА, диализировали против 0,01 М кар-бонатно-бикарбонатного буферного раствора (КББ) для освобождения от диметилсульфоксида. Диализ проводили 10 ч при комнатной температуре, с перемешиванием и сменой КББ. Полученный ДА лиофильно высушивали [4].

Иммунизацию морских свинок массой 400– 500 г проводили подкожно четырехкратно вдоль спины в 3–4 точки в объеме 1 мл смеси ДА и ПААГ. Соотношение адъюванта к раствору антигена составляло 1:1. ПААГ использовали в 1 %-й концентрации. ДА вводили из расчета 0,6 мг препарата на животное. Иммунизирующая доза для морской свинки была рассчитана из дозы, использованной нами ранее для иммунизации кролика, с учетом коэффициента межвидового переноса доз [6]. Было проведено 5 иммунизаций с интервалом в 2 недели. Кровь для получения сыворотки брали из сердца в процессе тотального обескровливания животного через 14 сут после последней иммунизации.

Гипериммунная сыворотка крови кролика была получена нами ранее аналогичным способом при введении 2 мг ДА на животное [3].

Полученные гипериммунные сыворотки крови морских свинок исследовали методом твердофазного непрямого ИФА [7].

  • 10 %-ю взвесь свиных фекалий, отобранных в момент дефекации, обсеменяли суточными агаровыми культурами Y. enterocolitica или Y. pseudotuberculosis , а затем вносили в среду накопления (фосфатно-солевой буфер (ФСБ) pH = 7,6–7,8) таким образом, чтобы концентрации иерсиний в средах накопления составляли 5·105; 5·103; 50; 5 клеток/мл. Среды накопления с посевами инкубировали при 4 °С в течение 6 сут. Исследование сред в ИФА проводили на 3-и и 6-е сут «холодового обогащения» посевов. Для индикации иерсиний часть содержимого

пробирки после перемешивания среды вносили в лунку планшета и обрабатывали 1 %-м формалином в течение 4 ч.

Результаты и их обсуждение. Результаты оценки специфичности гипериммунных сывороток представлены в таблице 1. Полученная гипериммунная сыворотка морской свинки показала родовую иерсиниозную специфичность в

ИФА с цельными клетками бактерий. Взаимодействие с бактериями из других родов кишечной микрофлоры и бруцеллами было незначительным. Гипериммунная сыворотка крови морской свинки проявила несколько меньшую анти-тельную активность и сходную специфичность при сравнении с аналогичной кроличьей сывороткой (табл. 1).

Таблица 1

Результат определения специфичности полученных гипериммунных сывороток крови

Бактериальные клетки в разведении 109 на 1 мл

Титры антител полученных сывороток в ИФА с клетками бактерий

Сыворотка морской свинки

Сыворотка кролика

Yersinia pseudotuberculosis О:1

1:12800

1:25600

Yersinia pseudotuberculosis О:3

1:12800

1:25600

Yersinia pseudotuberculosis О:4

1:6400

1:12800

Yersinia pseudotuberculosis О:5

1:12800

1:12800

Yersinia enterocolitica О:3

1:12800

1:25600

Yersinia enterocolitica О:9

1:6400

1:12800

Escherichia coli

1:200

1:400

Salmonella typhimurium

1:100

1:100

Proteus vulgaris

1:100

1:200

Enterobacter aerogenes

1:200

1:200

Brucella abortus

1:100

1:200

Для определения антигенов в исследуемом материале могут быть использованы прямой и непрямой варианты ИФА. Для проведения прямого ИФА диагностическую сыворотку необходимо конъюгировать с ферментом, что может привести к снижению чувствительности и специфичности создаваемой тест-системы. В непрямом варианте ИФА конъюгировать специфическую сыворотку не надо, поэтому непрямой вариант ИФА был признан более перспективным. Для его осуществления мы имели две специфические гипериммунные сыворотки: морской свинки и кролика. Антитела морской свинки было решено использовать для адсорбции на поверхности лунок планшета в разведении 1:200, а с помощью кроличьих антител мы осуществляли индикацию антигена в исследуемом материале, также используя разведения 1:200. Последовательность этапов проведения непрямого ИФА приведена на рисунке.

Исследуемым материалом для индикации являлась среда накопления – ФСБ, предварительно обсемененная энтеропатогенными иер-синиями и фекалиями свиней, а также подвергнутая «холодовому обогащению». Проведенная подготовка исследуемого материала позволила максимально приблизить процесс индикации к реальной ситуации, при которой наблюдается присутствие значительного количества посторонней микрофлоры и накопление корпускулярных и растворимых иерсиниозных антигенов. Результаты исследования указывают на возможность индикации энтеропатогенных иерси-ний при помощи экспериментальных сывороток на 3-й день «холодового обогащения» при условии внесении в 1 мл среды накопления не менее 50 иерсиниозных клеток, а при инокуляции 5 клеток – на 6-й день (табл. 2).

Схема проведения непрямого варианта ИФА для индикации энтеропатогенных иерсиний в средах накопления

Диагностические возможности совместного использования экспериментальных сывороток

Таблица 2

Кол-во бактерий, внесенных в среды накопления

Время обогащения, сут

3

6

Разведения среды, показавшие положительный результат с экспериментальными сыворотками

Y. pseudotuberculosis

5·105

1:8

1:32

5·103

1:4

1:16

50

1:2

1:8

5

1:4

Y. enteroсolitica

5·105

1:4

1:16

5·103

1:2

1:8

50

Цельная

1:4

5

Цельная

о

I—

о

без фекалий

с Y. pseudotuberculosis

1:4

1:16

с Y. enteroсolitica

1:4

1:16

с фекалиями

Без иерсиний

Список литературы Получение и комплексная оценка диагностических сывороток к антигену Yersinia pseudotuberculosis, выделенному с применением диметилсульфоксида

  • Зыкин Л.Ф., Щербаков А.А., Хапцев З.Ю. Иерсиниоз и псевдотуберкулез сельскохозяйственных животных. Саратов, 2002. 67 с.
  • Теория и практика иммуноферментного анализа / А.М. Егоров [и др.]. М.: Высш. шк., 1991. 288 с.
  • Manieson V.E., Ivaschenko S.V. The use of polyazolidineammonium and dimethyl-sulfoxide antigen Yersinia pseudotuberculosis to obtain hyperimmune serum // E3S Web of Conf. 2020. 175. 03011. DOI: 10.1051/е3sconf/202017503011.
  • Свойства диметилсульфоксид-фракции Yersinia enterocolitica / А. Хаджу [и др.] // Научная жизнь. 2014. № 6. С. 149-155.
  • Петров Р.В., Хаитов Р.М. Иммуногены и вакцины нового поколения. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 608 с.
  • Выбор дозы препарата для доклинического исследования: межвидовой перенос доз / Е.В. Шекунова [и др.] // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. 2020. № 1 (10). С. 19-28.
  • Hornbeck P., Winston S.E., Fuller S.A. Enzyme-linked immunosorbent assays // Current Protocols in Molecular Biology. 2001. № 15. P. 15.
Статья научная