Introduction: In Russia, almost half of the cases of acute intestinal infections of established etiology in 2022 are due to rotavirus infection (RVI). There is no specific treatment for rotavirus gastroenteritis. There is a need to develop modern, effective and safe vaccines to combat rotavirus infection that are not capable of multiplying (replicating) in the body of the vaccinated person. A promising approach is to create vaccines based on virus-like particles (VLPs).
Objective: Study of the safety and immunogenicity of a vaccine against rotavirus infection based on virus-like particles of human rotavirus A in newborn minipigs with multiple intramuscular administration.
Materials and methods: Newborn minipigs were used as an animal model in this study. The safety of the tested vaccine was assessed based on thermometry data, clinical examination, body weight gain, clinical and biochemical blood parameters, as well as necropsy and histological examination. When studying the immunogenic properties of the Gam-VLP-rota vaccine in doses of 30 and 120 µg, the cellular, humoral and secretory immune response was studied.
Results: The results of assessing the general condition of animals during the immunization period, data from clinical, laboratory and pathomorphological studies indicate the safety of the vaccine against human rotavirus infection based on VLP (Gam-VLP-rota) when administered three times intramuscularly. Good local tolerance of the tested vaccine was demonstrated. The results of the assessment of humoral immunity indicate the formation of a stable immune response after three-time immunization with Gam-VLP-rota, stimulation of the production of antigen-specific IgG antibodies and their functional activity to neutralize human rotavirus A. It was shown that following the triple immunization with the minimum tested concentration of 30 µg/dose, animals developed a cell-mediated immune response. The results of the IgA titer in blood serum and intestinal lavages indicate the formation of both a systemic immunological response and the formation of specific secretory immunity to human rotavirus A.
Conclusion: Thus, three-time intramuscular immunization of minipigs with the Gam-VLP-rota vaccine forms stable protective humoral and cellular immunity in experimental animals. Evaluated vaccine is safe and has good local tolerability.
Введение. В России почти половина случаев острых кишечных инфекций установленной этиологии в 2022 г. приходится на ротавирусную инфекцию (РВИ). Специфического лечения ротавирусного гастроэнтерита не существует. Имеется необходимость создания современных эффективных и безопасных препаратов для борьбы с РВИ, не способных размножаться (реплицироваться) в организме вакцинируемого. Перспективным подходом является создание вакцин на основе вирусоподобных частиц (VLP). Цель работы. Изучение безопасности и иммуногенности вакцины «Гам-VLP-рота» против РВИ на основе VLP ротавируса А человека на новорожденных карликовых свиньях при многократном внутримышечном введении. Материалы и методы. В эксперименте были задействованы новорожденные карликовые свиньи. Безопасность тестируемой вакцины оценивали на основании данных термометрии, клинического осмотра, динамики массы тела, клинических и биохимических показателей крови, а также некропсии и гистологического исследования животных. Для оценки иммуногенности исследовали клеточный, гуморальный и секреторный иммунный ответ на введение вакцины. Результаты. Оценка общего состояния животных в период иммунизации, данные клинико-лабораторных и патоморфологических исследований свидетельствуют о безопасности вакцины «Гам-VLP-рота» при трехкратном внутримышечном введении. Установлена хорошая местная переносимость тестируемой вакцины. Формируется устойчивый гуморальный иммунитет после трехкратной вакцинации «Гам-VLP-рота», антиген-специфические IgG функционально активны в нейтрализации ротавируса А человека. Показано, что в минимальной исследуемой концентрации (30 мкг/доза) после трехкратной вакцинации у животных вырабатывался клеточно-опосредованный иммунный ответ. Полученные результаты титра IgA в сыворотке крови и в смывах кишечника свидетельствуют о формировании как системного иммунологического ответа, так и специфического секреторного иммунного ответа к ротавирусу А человека. Заключение. Трехкратная внутримышечная иммунизация карликовых свиней вакциной «Гам-VLP-рота» формирует устойчивый защитный гуморальный, секреторный и клеточный иммунитет у исследуемых животных. Исследуемая вакцина безопасна и имеет хорошую местную переносимость.
Keywords: human rotavirus A; minipigs; preclinical study; vaccine; virus-like particles.