Условия и сроки хранения лиофилизированных поли- и моноклональных антитоксических пероксидазных конъюгатов
Автор: Якушева О.А., Алексеева Л.П., Евдокимова В.В., Зюзина В.П., Яговкин М.Э.
Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio
Рубрика: Микробиология
Статья в выпуске: 4, 2022 года.
Бесплатный доступ
Подобраны оптимальные условия лиофилизации поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов, используемых в прямом варианте иммуноферментного анализа (ИФА), предназначенном для детекции холерного токсина у штаммов Vibrio cholerae O1, O139. К числу эффективных стабилизаторов, включенных в состав защитных сред, относятся 1%-ная сахароза, 1%-ный тиосульфат натрия, 0.5%-ный яичный альбумин или 0.5%-ный бычий сывороточный альбумин. Их использование увеличивает сроки хранения, повышает стабильность, способствует сохранению высокой чувствительности и специфичности поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов. Оценка серологической активности антитоксических конъюгатов в ИФА после лиофилизации в защитной среде со стабилизаторами показала, что она остается на исходном уровне. Результаты проверки лиофилизированных конъюгатов в процессе хранения позволяют говорить о возможности их применения в течение двух лет без изменения основных показателей.
Холерный токсин, поликлональный и моноклональный пероксидазный конъюгат, иммуноферментный анализ, дот-ифа, лиофилизация, защитная среда высушивания
Короткий адрес: https://sciup.org/147239680
IDR: 147239680 | DOI: 10.17072/1994-9952-2022-4-300-308
Текст научной статьи Условия и сроки хранения лиофилизированных поли- и моноклональных антитоксических пероксидазных конъюгатов
Perm University. Biology. Iss. 4 (2022): рр. 300-308. (In Russ.).
Холера, острая диарейная болезнь, вызываемая токсигенными штаммами Vibrio cholerae , продолжает оставаться приоритетной проблемой мирового здравоохранения. В настоящее время существует более 200 различных серогрупп холерных вибрионов, однако только токсигенные штаммы О1 и О139 серо-групп способны вызывать эпидемии холеры [Safa, Nair, Kong, 2010].
На основании биологических свойств представителей О1 серогруппы делят на биотипы – классический и El Tor, которые различаются по типу продуцируемого токсина, а также по нуклеотидной последовательности генов ctxB, кодирующих его биосинтез, и были обозначены у классических вибрионов как ctxAB1, у вибрионов El Tor – ctxAB3 [Kim et al., 2014].
В результате эволюционных преобразований клинических изолятов V. cholerae El Tor по всему миру появились геноварианты, которые содержат в опероне ctxAB, кодирующем биосинтез токсина, специфический для классического биовара ген субъединицы В ( ctxB1 ). Были также обнаружены клоны одной из генетических особенностей, у которых было наличие в опероне ctxAB нового аллеля гена ctxB – ctxB7 [Kerketta, Kar, Khuntia, 2019] .
Холерный токсин (ХТ) является одним из основных факторов патогенности холерных вибрионов и определяет основные проявления холеры. Для выявления ХТ, как в РФ, так и за рубежом, используют генно-диагностические методы (амплификация, изотермическая амплификация и полногеномное секвенирование), которые относятся к косвенным методам и позволяют обнаружить у исследуемых штаммов генетическую детерминанту вирулентности – ген ХТ ( ctxAB ) [Lyon, 2001; Gubala, Proll, 2006; Koskela et al., 2009; Kim et al., 2015; Izumiya et al., 2019]. Применение генно-диагностических методов, несмотря на их высокую чувствительность и специфичность, имеет ряд ограничений, например, наличие генов, детерминирующих синтез ХТ, не всегда является показателем экспрессии самого токсина, кроме того, с помощью этих методов невозможно определить его количество и в какой форме он продуцируется. Этот показатель определяют с помощью высокочувствительных иммунохимических методов, в частности, иммуноферментного анализа (ИФА). В зарубежных публикациях отмечается, что ИФА-системы остаются наиболее используемыми и достоверными, при этом для обнаружения ХТ применяют различные варианты иммуноферментного анализа («сэндвич» вариант дот-ИФА, двойной «сэндвич»-ИФА) [Tuteja et al., 2007; Meza-Lucas et al., 2016; Bayat, Khabiri, Hemati, 2018].
В иммуноферментном анализе широко используют конъюгаты антител с пероксидазой хрена (ПХ), что обусловлено доступностью сырья для выделения этого фермента, относительной легкостью очистки и конъюгации, а также большим числом хромофорных и флюорохромных субстратов [Пирожков и др., 2010]. Однако данный фермент является чувствительным к ряду факторов, что приводит к потере его каталитической активности в процессе хранения и уменьшению способности антител связываться с соответствующим антигеном. Возможными причинами являются необратимое изменение конформации белковых молекул, модификация (например, окисление) функциональных групп белков, отвечающих за проявление каталитической активности или способности образовывать специфические иммунокомплексы, микробная контаминация и последующая деградация белков. Фермент имеет слабожесткую структуру и подвержен отрицательному влиянию внешних воздействий, в связи с чем срок его годности ограничен и составляет 6 месяцев, что обусловливает и низкий срок годности тест-системы в целом, в то время как срок годности остальных компонентов тест-системы в 2–3 раза выше [Пат. RU2232190C2 …, 2004]. В связи с этим существует необходимость подбора условий и методов, повышающих срок годности иммунопероксидазных конъюгатов, и разработки подходов к возможной стабилизации биологической активности фермента [Куклина и др., 2011]. Эффективным методом, увеличивающим стабильность таких препаратов, является лиофилизация. Известно, что присутствие в средах высушивания таких компонентов, как сыворотка эмбриона теленка [Кытманов и др., 2018], гидролизат птичьего альбумина [Пат. RU216.013.4820 …, 2015] в сочетании с 1%-ным поливинилпирролидоном и с 1%-ным тиосульфатом натрия [Загоскина и др., 2015], и/или 0.2 %-ным пропионатом кальция оказывает заметный стабилизирующий эффект. Введение сахарозы перед лиофилизацией конъюгатов предотвращает падение биологической активности пероксидазы и способствует образованию объемной таблетки при лиофилизации и хранении [Шаморова, 2009].
На базе ФКУЗ Ростовского-на-Дону противочумного института Роспотребнадзора получены экспериментальные серии пероксидазных конъюгатов на основе поли- и моноклональных антитоксических антител [Якушева и др., 2020а]. Эти препараты позволяют выявлять ХТ у токсигенных холерных вибрионов О1, О139 серогрупп.
Цель работы – оценить в процессе хранения физико-химическую и специфическую активность лио-фильно высушенных поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов, предназначенных для детекции ХТ в прямом варианте планшетного ИФА и дот-ИФА.
Материалы и методы исследований
В работе использовали 25 штаммов холерных вибрионов и 6 штаммов гетерологичных микроорганизмов, полученных из коллекции Музея живых культур с центром патогенных для человека вибрионов ФКУЗ Ростовского-на-Дону противочумного института Роспотребнадзора (табл. 1). Штаммы V. cholerae О1 и О139 с различным генотипом были подобраны согласно их паспортным данным.
Культуры вибрионов хранили в столбике полужидкого (0.3±0.1%) агара Мартена при температуре 20±2°C, культуры гетерологичных микроорганизмов – в 0.3%-ном полужидком мясо-пептонном агаре с рН 7.1–7.2. Все исследуемые штаммы были типичными по морфологическим, культуральным, биохимическим и серологическим свойствам.
Таблица 1
Варианты генотипов штаммов холерных вибрионов О1 и О139 серогрупп, использованные в работе [Genotype variants of O1 and O139 serogroup V. cholerae strains used in this study]
Штаммы |
Генотип |
Источник выделения |
Год выделения^ |
Место выделения |
Vibrio cholerae О1 серогруппы классического биовара |
||||
569B |
ctxAВ1+, tcpA+ |
человек |
1950 |
Индия |
500 |
ctxAВ1+, tcpA+ |
- |
1968 |
Пакистан |
1763 |
ctxAВ1+, tcpA+ |
человек |
1947 |
Индокитай |
Vibrio cholerae О1 серогруппы Эль Тор биовара |
||||
1310 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1966 |
Ирак, г. Багдад |
3119 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1970 |
г. Одесса |
5879 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1972 |
г. Таганрог |
12214 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1976 |
- |
13020 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1986 |
г. Азов |
14383 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1990 |
Ростовская обл. х. Колузаево |
14455 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1990 |
г. Ставрополь |
14460 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1990 |
г. Ставрополь |
14464 |
ctxAВ3+, tcpA+ |
человек |
1990 |
г. Ставрополь |
Vibrio cholerae О1 серогруппы Эль Тор биовара (генова |
рианты) |
|||
17917 |
ctxAВ1+, tcpA+ |
вода |
1999 |
вода |
19667 |
ctxAВ7+, tcpA+ |
человек |
2014 |
г. Москва |
Vibrio cholerae О139 серогруппы |
||||
16070 |
ctxAВ+, tcpA+ |
- |
- |
Индия |
16063 |
ctxAВ+, tcpA+ |
человек |
1993 |
Ростовская обл. г. Азов |
16064 |
ctxAВ+, tcpA+ |
человек |
1993 |
Ростовская обл. г. Азов |
Vibrio cholerae О1 серогруппы Эль Тор биовара |
||||
19766 |
сtxАВ–, tcpА– |
вода |
2015 |
г. Элиста, пруд Заячий |
19778 |
сtxАВ–, tcpА– |
вода |
2015 |
Иркутская обл. р. Ангара |
19791 |
сtxАВ–, tcpА– |
вода |
2015 |
Краснодарский край, р. Агура |
19813 |
сtxАВ–, tcpА– |
человек |
1998 |
г. Мариуполь |
19875 |
сtxАВ–, tcpА– |
вода |
2015 |
г. Элиста, пруд Заячий |
Vibrio cholerae О139 серогруппы |
||||
17675 |
сtxАВ–, tcpА– |
вода |
1997 |
г. Москва, р. Москва |
17677 |
сtxАВ–, tcpА– |
вода |
1997 |
г. Москва, р. Москва |
17678 |
сtxАВ–, tcpА– |
вода |
1997 |
г. Москва, р. Москва |
Гетерологичные микроорганизмы |
||||
Escherichia сoli 1961 |
- |
1965 |
- |
|
Escherichia сoli 1962 |
- |
1965 |
- |
|
Aeromonas hydrophila Р-143 |
вода |
1944 |
г. Ростов-на-Дону, р. Дон |
|
Aeromonas hydrophila Р-1269 |
вода |
1959 |
г. Санкт-Петербург, р. Нева |
|
Salmonella typhimurium 1288 |
- |
1960 |
г. Лондон |
|
Salmonella typhimurium 4446 |
- |
- |
г. Лондон |
В качестве источника токсина использовали супернатанты токсигенных штаммов. Исследования с применением патогенных биологических агентов II–III групп патогенности осуществляли согласно требованиям санитарных правил СП 3.3686-21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней», СП 1.3.2322-2008 «Безопасность работы с микроорганизмами III и IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней».
По отработанной схеме [Якушева и др., 2020б] были приготовлены экспериментальные образцы поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов для детекции ХТ в супернатантах токсигенных штаммов V. cholerae О1, О139 серогрупп. Конъюгаты на основе моноклональных антител имели рабочее раз- ведение 1:32, а поликлональные – 1:64, при этом их чувствительность в прямом варианте ТИФА и дот-ИФА равнялась 10 нг/мл.
Подбор оптимального стабилизатора осуществляли путем оценки четырех вариантов среды высушивания:
первый вариант (I) – 1%-ная сахароза, 1%-ный поливинилпирролидон, 0.5%-ный яичный альбумин; второй (II) – 1%-ная сахароза, 1%-ный тиосульфат натрия, 0.5%-ный яичный альбумин; третий (III) – 1%-ная сахароза, 1%-ный поливинилпирролидон, 0.5%-ный бычий сывороточный альбумин (БСА); четвертый (IV) – 1%-ная сахароза, 1%-ный тиосульфат натрия, 0.5%-ный БСА. Компоненты стабилизатора растворяли в фосфатно-солевом буфере pH 7.2 комнатной температуры при постоянном перемешивании. Полученный раствор фильтровали через фильтры Millipor с размерами пор 0.45 мкм с последующим добавлением в него равного объема конъюгата.
Жидкие пероксидазные антитоксические конъюгаты в защитной среде высушивания разливали по флаконам по 1 мл объемом 5 мл с резиновыми пробками и замораживали. Лиофилизацию проводили на аппарате для сублимационного высушивания Heto PowerDry PL9000,Thermo Scientific (Дания), в течение 11 ч., плавно изменяя температуру сушки с –25 до +30°С. Аналогичным образом лиофилизировали поли-и моноклональные пероксидазные конъюгаты к ХТ без добавления стабилизаторов. По окончании лиофилизации флаконы укупоривали в среде атмосферного воздуха. Готовый препарат хранили при 4°C.
Физические свойства поли- и моноклональных конъюгатов (растворимость, цветность, прозрачность, потеря в массе при высушивании) и иммунохимические (специфическая активность, чувствительность) контролировали до и после лиофилизации. Сроки хранения лиофилизированных конъюгатов оценивали в долгосрочных испытаниях через 6, 12, 18, 24 мес. в условиях сухого защищенного от света месте при температуре 4°С. Количественное определение белка проводили методом сравнения поглощения белков при 260 и 280 нм на приборе Bio-Rad SmartSpec Plus.
В опытах использовали одни и те же заведомо отрицательные и положительные пробы, аликвоты которых хранились при температуре –20°С. Специфическую активность и чувствительность проверяли на супернатантах токсигенных, нетоксигенных холерных вибрионов и гетерологичных микроорганизмов, которые получали в результате выращивания штаммов в среде AKI по стандартному методу M. Iwanaga [Iwanaga, Kuyyakanond, 1987]. Специфическую активность регидратированных конъюгатов определяли в прямом ТИФА и дот-ИФА.
Постановку дот-ИФА осуществляли на нитроцеллюлозной мембране (НЦМ) с диаметром пор 0.45 мм (Bio-Rad) [Якушева и др., 2020а].
Прямой ТИФА проводили в 96-луночных панелях «Costar» (USA), лунки которых сенсибилизировали в течение 2 ч. при 37°С соответствующими супернатантами в разведении 1:2 в 0.01 М фосфатно-солевом буфере (ФСБ), рН 7.4. В качестве положительного контроля использовали препарат очищенного ХТ 50 нг/мл [Алексеева и др., 2019], а отрицательным контролем являлась среда AKI. Неспецифическую сорбцию блокировали 1%-ным раствором БСА в течение 30 мин. при 37°С.
Для разведения конъюгата использовали 0.01 М ФСБ (рН 7.4) с добавлением 0.05%-ного Твин 20. Длительность инкубации токсинсодержащих образцов с конъюгатами не превышала 30 мин. После каждого этапа следовала процедура отмывания планшета ФСБ рН 7.4 от несвязавшихся компонентов реакции. Субстратом служили свежеприготовленные растворы ТМБ (3.3'.5.5'-тетраметилбензидин) и 0.03%-ной перекиси водорода в 50 мМ цитрат-фосфатном буфере (pH 5.0). Реакцию останавливали через 10 мин. добавлением в лунки 2 М раствора серной кислоты. Результаты ИФА регистрировали с помощью спектрофотометра «Bio Tek EL 800» (Bio Tek Instruments, США) при длине волны 450 нм (референсволна 630 нм). Все исследования проводили не менее чем в трех повторностях. При анализе результатов были использованы параметрические статистические методы (p < 0.05). [Ашмарин, Воробьев, 1962].
Результаты и их обсуждение
Приготовленные нами ранее [Якушева и др., 2020] экспериментальные образцы поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов для детекции ХТ в супернатантах токсигенных штаммов V. cholerae О1, О139 находились в жидком состоянии и хранились при 4°С. В этом случае сроки их эффективного использования ограничивались одной неделей, при хранении при температуре –20°С – шестью мес. Лиофильное высушивание поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов без стабилизатора не обеспечивало увеличения сроков их хранения.
Поэтому следующим этапом нашей работы был подбор стабилизирующей среды для лиофильного высушивания поли- и моноклональных пероксидазных антитоксических конъюгатов, способствующей сохранению их физико-химических свойств и специфической активности. Испытанию подверглись четыре варианта стабилизирующей среды. Подбор вариантов защитных сред базировался на результатах предварительных исследований, свидетельствующих о возможности использования традиционных компонентов: сахарозы, тиосульфата натрия, поливинилпирролидона, яичного и бычьего сывороточного альбумина, которые обеспечивают высокий уровень сохранности препаратов при различных режимах сушки. Как показали результаты ТИФА, рабочий титр и чувствительность моноклонального и поликлонального пероксидазного конъюгатов остались на исходном уровне после добавления к ним различных стабилизирующих сред. Согласно полученным данным, все вышеуказанные компоненты, входящие в состав сред, не препятствовали связыванию иммуноглобулинов с антигеном, а также обеспечивали возможность проникновения субстрата к активному центру пероксидазы.
Была проведена лиофилизация поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов к ХТ с использованием стабилизирующих сред и оценены их основные физико-химические и биологические показатели. Препараты после лиофилизации представляли собой гомогенную компактную массу в виде таблетки белого цвета, равномерно прилегающей к внутренней поверхности флакона, конъюгаты без стабилизатора имели серый оттенок. Остаточная влажность сухих конъюгатов не превышала 2%. После добавления необходимого объема растворителя (дистиллированная вода) лиофилизированные препараты хорошо без осадка растворялись в течение 1 мин. при температуре 20…25°С.
Регидратированные препараты представляли собой гомогенные, слабо опалесцирующие жидкости, от бесцветной до слабожелтой окраски, без хлопьев и комков. Результаты исследований показали снижение значений оптической плотности в прямом ТИФА для поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов, лиофилизированных без стабилизирующей среды. Аналогичную реакцию наблюдали и в отношении лиофилизатов первой и третьей стабилизирующих сред (табл. 2). В препаратах поли- и моноклональных конъюгатов, лиофилизированных без стабилизирующей среды, отмечено снижение содержания белка на 10.5±0.04 и 9.9±0.09% соответственно. Показатель потери белка конъюгатов после лиофилизации в первой и третьей стабилизирующих средах составил 5.5%. Минимальное снижение количества белка установлено в препаратах лиофилизатов второй и четвертой стабилизирующих сред. Последние, как показали результаты ИФА, в большей степени способствовали сохранности специфической активности препаратов, тогда как для первого и третьего вариантов сред было зарегистрировано её снижение.
Таблица 2
Оценка специфической активности и содержание белка в пероксидазных конъюгатах до и после лиофильного высушивания
[Assessment of specific activity and protein content of peroxidase conjugates before and after lyophilic drying]
До лиофилизации |
После лиофилизации |
|||||
Стабилизирующая среда |
Содержание белка, % |
ОП в ТИФА с с/н V. cholerae О1 El Tor ctx-AB + |
Стабилизирующая среда |
Потеря белка, % от общего содержания |
ОП в ТИФА с с/н V. cholerae О1 El Tor ctxAB + |
|
I 2 S * Ч 5S к ^ |
Отсутствует |
8.4±0.12 |
1.543±0.02 |
Отсутствует |
10.5±0.04 |
0.888±0.01 |
I |
9.5±0.08 |
1.545±0.02 |
I |
5.5±0.04 |
1.268±0.05 |
|
II |
9.3±0.04 |
1.540±0.02 |
II |
1.2±0.04 |
1.538±0.03 |
|
III |
9.4±0.08 |
1.544±0.02 |
III |
5.4±0.04 |
1.248±0.04 |
|
IV |
9.3±0.20 |
1.539±0.02 |
IV |
1.4±0.04 |
1.527±0.01 |
|
Положительный контроль |
1.680±0.02 |
Положительный контроль |
1.665±0.01 |
|||
Отрицательный контроль |
0.089±0.01 |
Отрицательный контроль |
0.091±0.01 |
|||
о а g § о О Й 2 я |
Отсутствует |
9.2±0.08 |
1.202±0.02 |
Отсутствует |
9.9±0.09 |
0.719±0.01 |
I |
10.4±0.37 |
1.291±0.04 |
I |
5.1±0.04 |
1.113±0.05 |
|
II |
10.2±0.12 |
1.298±0.01 |
II |
1.3±0.09 |
1.268±0.02 |
|
III |
10.4±0.16 |
1.203±0.03 |
III |
5.5±0.01 |
1.097±0.03 |
|
IV |
10.3±0.08 |
1.297±0.02 |
IV |
1.1±0.03 |
1.268±0.01 |
|
Положительный контроль |
1.404±0.01 |
Положительный контроль |
1.386±0.01 |
|||
Отрицательный контроль |
0.089±0.01 |
Отрицательный контроль |
0.083±0.02 |
Примечание. Представлены средние значения оптических плотностей (ОП) и стандартное отклонение.
При использовании в ИФА лиофилизированных конъюгатов без стабилизатора показатели ОП были ниже. Результаты проверки активности и специфичности в ТИФА на широком наборе штаммов показали, что до лиофильного высушивания поли- и моноклональные конъюгаты специфично реагировали с супернатантами токсигенных штаммов V. cholerae, при этом показатели ОП для V. cholerae О1 Classical ctxAB1+ и геновариантов, содержащих специфический для классического биовара ген (ctxAB1+) и ген (ctxAB7+), были 1.628±0.006 и 1.428±0.001 соответственно. Оптическая плотность лунок, сенсибилизированных супернатантами V. cholerae О1 El Tor, содержащих специфический для биовара El Tor ген ctxAB3+ и V. cholerae О139 ctxAB+ и инкубированных с поли- и моноклональными конъюгатами, находилась в пределах значений 0.585±0.003 и 0.412±0.007. Поли- и моноклональные конъюгаты не вступали в реакцию с супернатантами нетоксигенных штаммов и гетерологичными микроорганизмами, и тому подтверждение показатели ОП, равные 0.108±0.001 т.е. на уровне отрицательного контроля. Лиофилизированные во второй и четвертой стабилизирующих средах поли- и моноклональные конъюгаты при взаи- модействии с супернатантами V. cholerae О1 Classical ctxAB1+ и генетически измененными вариантами (ctxAB1+ и ctxAB7+) имели ОП 1.620±0.001 и 1.421±0.002, у V. cholerae О1 El Tor ctxAB3+ и V. cholerae О139 ctxAB+ ОП были 0.579±0.002 и 0.408±0.003. Эти значения сопоставимы с исходным уровнем активности препаратов. Положительная реакция также зарегистрирована в отношении поли- и моноклональных пероксидазных конъюгатов, лиофилизированных в первой и третьей стабилизирующих средах, однако при этом ОП значительно снизились. Так, для супернатантов штаммов V. cholerae О1 Classical ctxAB1+ и геновариантов (ctxAB1+ и (ctxAB7+) они находились в диапазоне 1.185±0.002 - 1.061±0.002. Для большей части супернатантов токсигенных штаммов ОП регистрировались в пределах 0.345±0.003 – 0.257±0.005, свидетельствуя о снижении активности конъюгатов после лиофилизации в первой и третьей стабилизирующих средах.
Экспериментальные образцы поли- и моноклональных конъюгатов до лиофильного высушивания и после него также были изучены в реакции дот-ИФА на широком наборе супернатантов штаммов V. cholerae O1. Их активность оценивали по интенсивности окрашивания пятен в местах нанесения ток-синсодержащих образцов после выполнения дот-иммуноанализа.
Результаты сравнительной оценки лиофилизатов поли- и моноклональных конъюгатов показали, что все конъюгаты до лиофилизации обладают способностью связываться с супернатантами токсигенных штаммов V. cholerae O1, что подтверждается наличием сигнала только в местах нанесения токсинсодер-жащих образцов. Отсутствие окрашенных пятен на НЦМ у супернатантов штаммов V. cholerae O1, не содержащих в геноме детерминант ХТ и супернатантов гетерологичных микроорганизмов – показатель отрицательной реакции дот-ИФА и свидетельство строгой специфичности конъюгатов.
Таблица 3
Определение специфической активности конъюгатов в ИФА после хранения в течение 6, 12, 18, 24 месяцев
[Determination of specific conjugate activity in ELISA after storage for 6, 12, 18, 24 months]
Стабилизирующая среда |
Температура хранения |
Титр лиофилизированных конъюгатов в ИФА до хранения |
Титр лиофилизированных конъюгатов в ИФА |
||||
через 6 месяцев хранения |
через 12 месяцев хранения |
через 18 месяцев хранения |
через 24 месяца хранения |
||||
о :S Й I « 2 S 4 д § § § к ® S |
отсутствует |
4°С |
1:64 |
- |
- |
- |
- |
I |
4°С |
1:64 |
1:64 |
1:32 |
1:16 |
1:8 |
|
II |
4°С |
1:64 |
1:64 |
1:64 |
1:64 |
1:64 |
|
III |
4°С |
1:64 |
1:64 |
1:32 |
1:16 |
1:16 |
|
IV |
4°С |
1:64 |
1:64 |
1:64 |
1:64 |
1:64 |
|
О « 8 5 л g 1 § |
отсутствует |
4°С |
1:32 |
- |
- |
- |
- |
I |
4°С |
1:32 |
1:32 |
1:16 |
1:16 |
1:8 |
|
II |
4°С |
1:32 |
1:32 |
1:32 |
1:32 |
1:32 |
|
III |
4°С |
1:32 |
1:32 |
1:16 |
1:16 |
1:8 |
|
IV |
4°С |
1:32 |
1:32 |
1:32 |
1:32 |
1:32 |
Примечание. - реакция отрицательная.
Взаимодействие супернатантов токсигенных штаммов V. cholerae O1 с поли- и моноклональными конъюгатами, лиофилизированными во второй и четвертой стабилизирующих средах, сопровождалось появлением коричневых пятен на НЦМ. В то же время интенсивность реакции дот-ИФА снижалась, если супернатанты токсигенных штаммов V. cholerae O1 вступали в реакцию с поли- и моноклональными конъюгатами, лиофилизированными в первой и третьей стабилизирующих средах, в которых наряду с сахарозой, БСА или яичным альбумином, присутствовал поливинилпирролидон, в отличие от второй и четвертой, содержащих тиосульфат натрия.
Аналогичные результаты с супернатантами токсигенных штаммов V. cholerae O1 получены в реакции дот-ИФА при использовании поли- и моноклональных конъюгатов, лиофилизированных в среде без стабилизатора, и проявлялась она в виде менее окрашенных пятен. Необходимо также отметить отсутствие сигнала реакции у всех исследуемых лиофилизатов с супернатантами нетоксигенных штаммов V. chol-erae O1 и представителями гетерологичных микроорганизмов.
Представляла также практический интерес оценка стабильности лиофилизированных конъюгатов в процессе хранения в течение 6, 12, 18, 24 мес. при 4°С. Результаты в ИФА показали, что лиофилизированные конъюгаты сохраняли исходную специфическую активность при использовании второй и четвертой стабилизирующих сред (табл. 3). Показатели титров конъюгатов в этом случае оставались на исходном уровне. Хранение поли- и моноклональных конъюгатов, лиофизированных в первой и третьей защитных средах, сопровождалось снижением рабочего титра до 1:8–1:16.
Заключение
Таким образом, на основании данных, полученных в долгосрочных испытаниях, можно рекомендовать срок использования поли- и моноклональных конъюгатов в лиофилизированной форме в течение двух лет. Экспериментально доказано, что в течение этого периода времени серологические и физикохимические показатели лиофилизированных конъюгатов в защитной среде, содержащей 1% сахарозы, 1% тиосульфата натрия, 0.5% яичного альбумина или 0.5% БСА, остаются на уровне, соответствующем требованиям, предъявляемым к диагностическим препаратам.
Список литературы Условия и сроки хранения лиофилизированных поли- и моноклональных антитоксических пероксидазных конъюгатов
- Алексеева Л.П. и др. Современные методические приемы очистки холерного токсина // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2019. Т. 15, № 1. С. 5-9.
- Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Л.: Медгиз, 1962. 180 с.
- Загоскина Т.Ю. и др. Совершенствование тест-системы для скрининга материала на ботулотоксин в дот-иммуноанализе // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения РАМН. 2015. Т. 101, № 1. С. 60-62.
- Куклина Г.В. и др. Разработка иммуноферментной тест-системы для обнаружения Legionella pneumophila серогруппы 1 // Проблемы особо опасных инфекций. 2011. Вып. 110. С. 61-64.
- Кытманов А.А. и др. Разработка иммуноферментных моноклональных тест-систем для выявления возбудителей сапа и мелиоидоза // Проблемы особо опасных инфекций. 2018. Вып. 3. С. 60-65. doi: 10.21055/0370-1069-2018-3-60-65.
- Пат. RU2232190C2 Российская Федерация, МПК C12N9/08 C12N9/96 A61K39/00. Композиция для хранения водных растворов конъюгатов или антител с пероксидазой хрена / Н.А. Игнатова, А.П. Осипов; патентообладатель ЗАО Иммунотех. - заявл. 22.06.2001; опубл. 10.07.2004.
- Пат. RU216.013.4820 Российская Федерация. Способ консервации иммунопероксидазного конъ-югата / А.А. Зайцев, О.А. Гнусарева, С.А. Курчева и др.; патентообладатель Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт. - № 0002549971; опубл. 10.05.2015.
- Пирожков А.П. и др. Стабилизация пероксидазных конъюгатов, используемых в иммуноферментных тест-системах для выявления антигенов вирусов Эбола и Марбург // Вопросы вирусологии. 2010. № 1. С. 45-48.
- Шаморова Н.А. Стабилизация конъюгата тироксин-пероксидаза аммониевой солью 8-анил-инонафтил-1-сульфокислоты // Биотехнология. 2009. № 5. С. 90-93.
- Якушева О.А. и др. Характеристика и оценка диагностической значимости поли- и моноклональ-ных пероксидазных конъюгатов к холерному токсину // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2020а. Т. 16, № 2. С. 37-43.
- Якушева О.А. и др. Оптимизация условий постановки прямого варианта дот-иммуноанализа для детекции холерного токсина // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2020б. Т. 16, № 3. С. 25-31.
- Bayat M., Khabiri A., Hemati B. Development of IgY-Based Sandwich ELISA as a Robust Tool for Rapid Detection and Discrimination of Toxigenic Vibrio cholerae // Can. J. Infect. Dis. Med. Microbiol. 2018. doi: 10.1155/2018/4032531.
- Gubala A.J., Proll D.F. Molecular-beacon multiplex real-time PCR assay for detection of Vibrio cholerae // Appl. Environ. Microbiol. 2006. Vol. 72, №. 9. P. 6424-6428. doi: 10.1128/AEM.02597-05.
- Iwanaga M., Kuyyakanond T. Large production of cholera toxin by Vibrio cholerae O1 in yeast extract peptone water // Journal of Clinical Microbiology. 1987. Vol. 25, № 1. P. 2314-2316.
- Izumiya H. et al. Development of a loop mediated isothermal amplification assay for Vibrio cholerae O1 and O139 // Molecular and Cellular Probes. 2019. Vol. 45. P. 65-67. doi: 10.1016/j.mcp.2019.05.001.
- Kerketta A.S., Kar S.K., Khuntia H.K. Detection of Haitian ctxB7 & tcpA alleles in Vibrio cholerae O1 El Tor biotype in Puri, Odisha, India // Indian J. Med. Res. 2019. Vol. 149, №. 4. P. 558-560. doi: 10.4103/ijmr.IJMR_1130_17.
- Kim E.J. et al. Molecular Insights Into the Evolutionary Pathway of Vibrio cholerae O1 Atypical El Tor Variants // PLoS Pathog. 2014. Vol. 10, № 9. doi: 10.1371/journal.ppat.1004384.
- Kim E.J. et al. Whole-genome sequence comparisons reveal the evolution of Vibrio cholerae O1 // Trends in Microbiology. 2015. Vol. 23, № 8. P. 479-489. doi: 10.1016 / j.tim.2015.03.010.
- Koskela K.A. et al. A multiplatform real-time polymerase chain reaction detection assay for Vibrio cholerae // Diagnostic microbiology and infectious disease. 2009. Vol. 65, № 3. P. 339-344.
- Lyon W.J. TaqMan PCR for detection of Vibrio cholerae O1, O139, non-O1, and non-O139 in pure cultures, raw oysters, and synthetic seawater // Appl. Environ. Microbiol. 2001. Vol. 67, № 10. P. 4685-4693. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2009.07.009.
- Meza-Lucas A. et al. Comparison of DOT-ELISA and Standard-ELISA for Detection of the Vibrio cholerae Toxin in Culture Supernatants of Bacteria Isolated from Human and Environmental Samples // Indian J. Microbiol. 2016. Vol. 56, № 3. P. 379-382. doi: 10.1007/s12088-016-0596-2 .
- Safa A., Nair G.B., Kong R.Y.C. Evolution of new variants of Vibrio cholerae O1 // Trends Microbiol. 2010. Vol. 18, № 1. P. 46-54. doi: 10.1016/j.tim.2009.10.003.
- Tuteja U. et al. Simultaneous direct detection of toxi-genic and non-toxigenic Vibrio cholerae from rectal swabs and environmental samples by sandwich ELISA // J. Med. Microbiol. 2007. Vol. 56, № 10. P. 13401345. doi: 10.1099/jmm.0.47166-0.