Использование моделей in vivo для оценки иммуногенности терапевтических вакцин против ВПЧ на основе онкобелка Е7

5 8. Szepfalusi Z., Pichler J., Elsasser S. et al. Transplacental priming of the human immune system with environmental allergens can occur early in gestation. J. Allergy Clin. Immunol. 2000; 106: 530-6.

59. Fusaro A. E., de Brito C. A., Tanigushi E. F. et al. Balance between early life tolerance and sensitization in allergy: dependence on the timing and intensity of prenatal and postnatal allergen exposure of the mother. Immunology. 2009; 128: e541-50.

60. Uthoff H., Spenner A., Reckelkamm W. et al. Critical role of preconceptional immunization for protective and nonpathologi-cal specific immunity in murine neonates. J. Immunol. 2003; 71: 3485-92.

61. Polte T., Hennig C., Hansen G. Allergy prevention starts before conception: maternofetal transfer of tolerance protects against the development of asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2008; 122: 1022-30.

62. Jones C. A., Holloway J. A., Warner J. O. Does atopic disease start in foetal life? Allergy. 2000; 55: 2-10.

63. Jones C. A., Holloway J. A., Warner J. O. Fetal immune responsiveness and routes of allergic sensitization. Pediatr. Allergy Immunol. 2002; l3 (Suppl. 15): 19-22.

64. Barret E. G. Maternal influence in the transmission of asthma susceptibility. Pulm. Pharmacol. Ther. 2008; 21: 474-84.

65. Bufford J. D., Reardon C. L., Roberg K. A. et al. Effects of dog

ownership in early childhood on immune development and atopic diseases. Clin. Exp. Allergy. 2008; 38: 1635-43.

66. Lombardi E., Simoni M., La Grutta S. et al. Effects of pet exposure in the first year of life on respiratory and allergic symptoms in 7-yr-old children. The SIDRLA-2 study. Pediatr. Allergy Immunol. 2010; 21: 268-76.

67. Nilsson L., Bjorksten B., Hattevig G. et al. Season of birth as predictor of atopic manifestations. Arch. Dis. Chilh. 1997; 76: 341-4.

68. Knudsen T. B., Thomsen S. F., Ulrik C. S. et al. Season of birth and risk of atopic disease among children and adolescents. J. Asthma. 2007; 44: 257-60.

69. Hertz-Picciotto I., Park H. Y., Dostal M. et al. Prenatal exposures to persistent and nonpersistent organic compounds and effects on immune system development. Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 2008; 102: 146-54.

70. Pyrhonen K., Laara E., Hiltunen L. et al. Season of the first trimester of pregnancy predicts sensitisation to food allergens in childhood: a population-based cohort study from Finland. J. Epidemiol. Commun. Hlth. 2012; 66: 49-56.

71. Gushchin I. S. Evolutionary warning; allergy. Patologicheskaya fiziologiya i eksperimental'naya terapiya. 2014; 1: 57-67.

Received 18.09.14

© коллектив авторов, 2015 удк 615.373.03:578.827].012

Кухаренко А. Е.1, Гравель И. В.2, Хамитов Р. А.1

использование моделей in vivo для оценки иммуногенности терапевтических вакцин против впч на основе онкобелка Е7

1ГНЦ РФ ФГУП Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, г Москва; 2ГБОУ ВПО Первый ГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России, г. Москва

Разработка терапевтических вакцин, направленных на индукцию специфических Т-клеточных иммунных ответов против раннего онкобелка Е7 вируса папилломы человека (ВПЧ), необходима для контроля и подавления существующего в организме инфекционного агента. Доступные методы тестирования эффективности вакцин с использованием экспериментальных моделей животных не всегда позволяют получить необходимую и релевантную информацию о терапевтическом потенциале. В настоящем обзоре представлены результаты информационно-аналитического исследования доступных моделей животных и критериев для оценки показателей специфической активности. Показаны наиболее перспективные модели для проведения доклинических исследований иммуногенности терапевтических вакцин против ВПЧ-ассоциированных заболеваний мукозального типа.

Ключевые слова: вакцины против ВПЧ; доклинические исследования; белок Е7; папилломавирус человека; модельные системы животных.

Для цитирования: Иммунология. 2015; 36(1): 52-57.

Development of therapeutic vaccines directed on induction of specific T-cell immune response against human papillomavirus early oncoprotein E7 is required for monitoring and suppression of infectious agent in invaded organism. Available techniques for vaccine efficacy testing based on experimental animal models would not result in relevant information concerning therapeutic potential. In current review analytical research results of available animal models as well as evaluation criteria for specific activity parameters are represented. Advanced models for preclinical study of immunogenicity of therapeutical vaccines against mucosal type HPV-associated diseases are shown.

Key words: HPV vaccines, preclinical development; E7 protein; human papillomavirus, animal model system

citation: Immunologiya. 2015; 36(1): 52-57.

введение. Инфекции, вызываемые вирусом папилломы человека (ВПЧ), приобретают все большее распространение в мире и относятся к наиболее значимым заболеваниям, передающимся половым путем [1, 2]. В настоящее время уже

Для корреспонденции: Кухаренко Андрей Евгеньевич; andrey.kukharenko@gmail.com

For correspondence: Kukharenko Andrey Evgen'evich, andrey. kukharenko@gmail.com

доказана этиологическая роль более чем 100 видов ВПЧ в развитии доброкачественных и злокачественных опухолей аногенитальной области [3, 41. Ассоциированный с ВПЧ рак шейки матки занимает второе место по частоте среди онкологической патологии у женщин [5, 6].

В настоящее время на фармацевтическом рынке имеются две профилактические вакцины против ВПЧ - это Gardasil (Мегск&Со, США) и Сегуапх (GlaxoSmithЫme Biologicals, Бельгия), действие которых направлено на создание специфического гуморального иммунитета к капсидным белкам вируса и предотвращение развития инфекции.

Достоинства и недостатки экспериментальных моделей CRPV/кролики и ROPV/кролики Таблица 1

Модель Достоинства Недостатки

CRPV/кролики Прямой мониторинг динамики роста, биология CRPV сходна с ВПЧ [15], папилломы редко подвергаются спонтанному регрессу [14]

ROPV/кролики Возможность индуцировать папилломатоз ротовой полости и генитального тракта [15], биология ROPV сходна с ВПЧ малого онкогенного риска [25], папилломы богаты вирионами [14]

Вариабельность иммунных ответов [15], инфекция может протекать бессимптомно [24], инфекция может быть индуцирована только на волосистом участке кожи [15], папилломы "стерильные" [14]

Папилломы подвергаются иммунообусловленному регрессу [25], наличие латентной фазы развития инфекции [26], трудность мони-торирования потенциальных эффектов [15]

Разработка терапевтических вакцин, направленных на индукцию специфических Т-клеточных иммунных ответов против ранних вирусных онкобелков, позволит обеспечить подавление или эрадикацию существующего в организме инфекционного агента [7, 8]. Постоянное присутствие в инфицированных клетках и исключительно вирусное происхождение раннего онкобелка Е7 делает этот антиген идеальной мишенью для разработки высокоспецифичных способов иммунотерапии ВПЧ-ассоциированных заболеваний.

Использование полноразмерного онкобелка Е7 приведет к комплексному иммунному ответу на совокупность эпито-пов по сравнению с пептидными вакцинами на основе CD8(+) Т-клеточных эпитопов [9] и будет иметь благоприятный профиль безопасности в отличие от векторных и ДНК-вакцин [10].

Однако в настоящее время терапевтические вакцины не вышли из стадии разработки. Одна из причин - отсутствие адекватных экспериментальных моделей, позволяющих оценить терапевтическую эффективность вакцин. Доступные методы тестирования эффективности вакцин не всегда позволяют получить необходимую и релевантную информацию для разработки дизайна клинического исследования и выбора метода анализа для включения в проект нормативной документации [11].

В рамках фармацевтической разработки терапевтической вакцины против ВПЧ-ассоциированных заболеваний мукозального типа на основе онкобелка Е7 или его гибрида с другими иммуностимулирующими агентами необходимо изучить доступные модели животных и определить критерии для оценки показателей специфической активности.

Выбор релевантной модели для оценки потенциальных вакцин имеет серьезные ограничения. Семейство вирусов PapiПomaviridae отличается выраженной тканевой и видовой специфичностью, репликация ДНК вируса и экспрессия он-кобелков тесно связаны со стадией дифференцировки керати-ноцитов [12], что приводит к невозможности моделирования инфекций у доступных видов лабораторных животных.

Модельные системы, предлагаемые для оценки специфической активности вакцин против ВПЧ, основаны на индукции папилломатоза видоспецифическими типами папилло-мавирусов у кроликов, собак, крупного рогатого скота (КРС) и мышей [13].

Моделирование папилломатоза у кроликов. Инфицирование некоторых линий кроликов вирусом папилломы американского кролика (СЮРУ) с развитием клинической картины папилломатоза Шоупа [14] - наиболее часто используемая модель для тестирования специфической активности лекарственных средств для профилактики и терапии заболеваний, вызываемых ВПЧ [15].

Сходство СЮРУ-инфекции с естественным процессом развития ВПЧ-инфекции, биологическое и биохимическое сходство белков Е7 [14] позволяют получать воспроизводимые результаты при оценке активности вакцин [16].

Для индукции папилломатоза Шоупа используют различные штаммы СЮРУ В скарифицированные участки кожи на спинке животного инокулируют «безкапсидные» природные [15, 17] или мутантные ДНК СЮРУ посредством электропо-рации [18] или в составе бактериальных плазмидных векторов [19]. Формирование визуализируемых папиллом проис-

ходит в течение 14-28 дней [20], на фоне введения высоких доз вируса могут развиваться метастазирующие плоскоклеточные карциномы у 75% инфицированных животных в течение 10-18 мес [21].

Также известен вирус орального папилломатоза кроликов (ЮОРУ), который обладает тропностью к слизистым оболочкам и индуцирует развитие небольших доброкачественных дискретных папиллом в ротовой полости домашних [22] и новозеландских белых кроликов [15]. Индукцию ЮОРУ-инфекции у животных осуществляют путем нескольких проколов в нижнюю срединную область языка и инъецирования гомогената ЮОРУ-инфицированных папиллом [23]. Рост ЮОРУ-индуцированных папиллом достигает максимума в течение 6-8 нед [20].

Основные достоинства и недостатки модельных систем СЮРУ/кролики и ЮОРУ/кролики перечислены в табл. 1.

Поскольку недостатки модели СЮРУ/кролики являются критическими, она не может рассматриваться в качестве адекватной экспериментальной системы для оценки иммуно-терапевтических свойств разрабатываемых терапевтических вакцин против ВПЧ мукозального типа из-за способности названной инфекции поражать только волосистые участки кожи, а также вариабельности и длительности исследования.

Система ЮОРУ/кролики является наиболее релевантной для экспериментального моделирования заболеваний, ассоциированных с мукозальными ВПЧ малого онкогенного риска, в частности рецидивирующего респираторного папилло-матоза и аногенитального кондиломатоза [26]. Несмотря на очевидные преимущества в контексте экспериментального моделирования ВПЧ-ассоциированных заболеваний, система ЮОРУ/кролики в настоящее время не нашла широкого применения, вероятно, из-за сложного технического выполнения, а также проблем с валидацией модели.

Результаты оценки специфической активности некоторых вакцин против ВПЧ на кроликах с экспериментальным па-пилломатозом представлены в табл. 2.

Результаты проведенного анализа показали, что большинство исследований фокусировалось на количественной оценке эффектов потенциальных лекарственных средств посредством волюмометрического измерения отдельных папиллом без детальной оценки состояния систем врожденного и адаптивного иммунитета вакцинированных кроликов. Важно отметить, что такая оценка эффективности не учитывает вариабельность скорости роста папиллом и не позволяет получить информацию об иммунных процессах, приводящих к регрессу опухоли [15]. Также модельные системы СЮРУ/ кролики и ЮОРУ/кролики применимы в большей степени для исследования профилактических вакцин, направленных против структурных (капсидных) белков, но не для оценки специфической активности (иммуногенности) терапевтических вакцин.

Моделирование папилломатоза у Крс. Папилломави-рус КРС 4-го типа рассматривают в качестве инфекционного агента, применяемого для образования экспериментального папилломатоза у КРС.

Модельная система ВРУ/КРС имеет сходный с ВПЧ высокого онкогенного риска потенциал, однако ВРУ-4 индуци-

Таблица 2

Результаты тестирования специфической активности некоторых вакцин против ВПЧ на кроликах с экспериментальным

папилломатозом

Вакцина

Иммунный ответ

Клинический эффект

Источник

Профилактические вакцины

Вакцины на основе белка L1 Продукция нейтрализующих антител к L1

Защита против вакцинального типа вируса

Вакцины на основе химерных VLP + L2)

Вакцина на основе минорного протеина L2

Вакцина на основе вирусоподобных частиц (VLP) на основе L1

Вакцина на основе онкобелка F6 и F7

Вакцина на основе ДНК-плазмиды, контролирующей CRPV E7

Терапевтические вакцины

Усиление пролиферации ТЫ-лимфоцитов на фоне минимального гуморального иммунного ответа

Контроль роста папиллом

Индукции клеточного звена иммунитета на фоне Удлинение периода развития карцином, от-минимального гуморального иммунного ответа сутствие защиты против вакцинального типа

[27]

Продукция нейтрализующих антител к L1 и L2 Защита против вакцинального типа вируса [28] Продукция нейтрализующих антител к L2 Защита против вакцинального типа вируса [29] Не изучался Регресс папиллом у кроликов [30]

[15] [31]

рует развитие фибропапиллом, локализованных эндогенно, в то время как ВПЧ инфицирует исключительно эпителиальные кератиноциты [32].

В литературе описаны исследования с использованием данной системы при разработке ветеринарной вакцины на основе белка Е7 вируса BPV 4-го типа. После иммунизации телят отмечали замедление роста и регресс папиллом [33]. Различия в патогенезе заболевания, аутбредность животных, серьезные затруднения при мониторировании экспериментальных повреждений [34] ограничивают применение данной модели для экспериментальных исследований терапевтических вакцин [35].

Моделирование папилломатоза у собак. Вирус орального папилломатоза собак (СОР'У) индуцирует формирование повреждений и папиллом в ротовой полости естественного хозяина, сходных с повреждениями аногенитальной области человека, которые вызваны ВПЧ малого онкогенного риска [36].

Инокуляция COPV обусловливает развитие папиллом в ротовой полости собак породы бигль в течение 4-8 нед, которые далее подвергаются спонтанному регрессу, и только незначительная часть папиллом прогрессирует в оральную плоскоклеточную карциному [37].

Модельную систему СОР^/собаки широко применяют для разработки вакцин против мукозальных ВПЧ малого он-

Таблица 3

Результаты оценки специфической активности некоторых вакцин на основе белка Е7 и его пептидов с применением трансгенных мышей линии C57BL/6

Вакцина

Тип линии

Иммуногенность

Влияние на рост карциномы

Источник

На основе белка ВПЧ-16

На основе белка теплового шока hsp65 Mycobacterium bovis и белка E7 ВПЧ-16

На основе аутологического hsp70 мышей и E7 ВПЧ-16

На основе N-домена кальретикулина (NCRT), 1/2 С-терминали белка теплового шока hsp70 и E7 ВПЧ-16 На основе аденилатциклазы (CyaA) Bordetella pertussis и белка E7 ВПЧ-16

Вакцина на основе длинного С-терминального фрагмента белка Е7 ВПЧ-16, инкорпорированного в вирусоподобные частицы (VLP) вируса инфекционного бурсита

TC-1

TC-1

TC-1

TC-1

TC-1

TC-1/A2, HLA-A2-гуманизированные трансгенные мыши

Активация ТС-1-специфического СD8(+) Т-клеточного иммунитета

Активация ТС-1-специфического СD8(+) Т-клеточного иммунитета, отсутствует влияние на СD4(+) Т-клеток Нет сведений

Активация ТС-1-специфического СD8(+)-Т-клеточного иммунитета Активация Е7-специфического

СD8(+)- Т-клеточного иммунитета и активация ТЫ--зависимых ответов Активация Т-клеточного иммунитета

Отсутствие роста опухолей на [48] фоне инокуляции ТС-1 в дозе у всех иммунизированных животных в течение 90 дней

Регресс опухолей [49]

Предотвращение формирования [50] опухолей на фоне профилактической вакцинации, ингибиро-вание роста опухолей в легких животных на фоне терапевтической вакцинации Ингибирование роста опухолей, [8] антиангиогенное действие

Регресс опухолей [51]

Регресс опухолей [52]

когенного риска [34, 35]. B. Jahan-Parwar и соавт. [38] попытались усовершенствовать эту модель путем пролонгирования роста папиллом у собак после инокуляции в слизистую щек и надъязычную область ротовой полости на фоне введения разных доз преднизолона. Модификация метода приводила к пролонгированному времени роста папиллом до 26 нед. Однако использование иммуносупрессорного агента в ущерб иммунокомпетентности ставит под сомнения адекватность данной модели при оценке терапевтических вакцин.

Моделирование папилломатоза у обезьян. В гени-тальных образцах популяции нечеловекообразных приматов идентифицированы 12 папилломавирусов макак-резус Macaca mular (RhPV) и 1 папилломавирус яванских макак Macaca fascicularis (MfPVa) [12].

Самки макак-резус имеют половую систему, сходную по физиологии с человеком и чувствительную к развитию плоскоклеточной карциномы шейки матки, которая вызвана вирусом RhPVl. У яванских макак описаны случаи образования цервикальных дисплазий, ассоциированных с вирусом папилломы [39], повреждения имели сходство с цервикаль-ной интраэпителиальной неоплазией (CIN) человека [12].

Таким образом, модельные системы RhPV/макак-резус и MfPVa/яванская макака могут рассматриваться в качестве высокорелевантной модели для исследований папилломави-русной инфекции, патогенеза CIN и оценки эффективности терапевтических вакцин против ВПЧ [40], но этические моменты, высокая стоимость животных и их содержания ограничивают применение данной модели для оценки новых препаратов в рамках доклинических исследований.

Моделирование БПЧ-ассоциированных инфекций у мышей. Несмотря на высокую видоспецифичность ВПЧ [35] и отсутствие данных о вирусах папилломы, специфичных для мышей, для изучения механизмов воспаления, врожденного и адаптивного иммунного ответа на терапевтические вакцины против ВПЧ высокого онкогенного риска интенсивно используют мышей линии C57BL/6 [41]. Экспериментальное моделирование карцином у мышей C57BL/6 основано на трансплантации им экспериментальных перевиваемых опухолевых клеточных линий C3 и TC-1.

Линия опухолевых клеток C3 получена M. Feltkamp и соавт. [42] на основе эмбриональных клеток мышей C57BL/6 путем трансфекции генома ВПЧ 16-го типа (ВПЧ-16) и активации онкогена ras. Клетки стабильно экспрессируют онко-белки ВПЧ Е6 и Е7. Подкожное введение суспензии клеток c3 мышей приводит к развитию пальпируемых опухолей на 213-е сутки после иммунизации у 50% животных, а на 19-е сутки - у всех животных [43].

Опухолевая клеточная линия TC-1 получена K. Lir и со-авт. [44] из первичных клеток легочного эпителия мышей c57BL/6. После трансфицирования клеток эпителия ретро-вирусным вектором, экспрессирующим белки Е6 и Е7 ВПЧ-16 проводили иммортализующую трансформацию полученной линии путем трансфекции клеток плазмидным вектором, несущим активированный онкоген человека e-Ha-ras.

В настоящее время доступны две модификации системы TC-1/C57BL/6: эктопическая и ортотопическая [45]. Эктопическая модель подразумевает подкожную инокуляцию суспензии клеток TC-1 мышам [44] с образованием опухолей в среднем на 9-е сутки [46], по морфологическим и гистологическим параметрам сходна с CIN, вызванной ВПЧ-16.

При ортотопическом варианте модели TC-1/C57BL/6, предложенном R. Macedoa и соавт. [45], инокуляцию опухолевых клеток проводили в область языка или щек животных, что приводило к более медленной кинетике роста опухоли. Увеличение периода выживаемости животных позволяло более детально изучить реакции иммунитета на вакцинацию, а не ограничиваться небольшим периодом жизни животных под действием агрессивных опухолей.

Несмотря на то, что рост опухоли происходит быстрее, чем развивается иммунный ответ на вакцинацию, модель Tc-1/ C57BL/6 нашла широкое применение для тестирования терапевтических вакцин против карциномы шейки матки [47].

Результаты исследований по оценке иммуногенности некоторых терапевтических ВПЧ вакцин на основе ранних белков ВПЧ и их пептидов, проведенных с использованием мышей линии C57BL/6, приведены в табл. 3.

Таким образом, на основании анализа результатов приведенных выше экспериментальных исследований можно заключить, что метод индукции опухоли у мышей линии C57BL/6 путем прививания клеточной линии TC-1, экспрес-сирующей ранние онкобелки ВПЧ, может рассматриваться как наиболее релевантный и информативный способ оценки специфической активности терапевтических ВПЧ-вакцин против карциномы шейки матки, ассоциированной с ВПЧ высокого онкогенного риска.

Учитывая способность иммунной системы животных распознавать антигенные эпитопы Т-лимфоцитами, полагаем, что идентификация HLA-A-рестрикторных Е7-специфических CTL-эпитопов и использование трансгенных мышей, экспрессирующих химерные HLA-молекулы I класса [53, 54], позволят разработать валидные методы оценки иммуногенности вакцины для оценки и прогнозирования иммунных ответов у пациентов при проведении клинических исследований. В настоящее время широко применяют методы окрашивания внутриклеточных цитокинов, ELISPOT и тетрамерного окрашивания MHCI [9, 55, 56].

Заключение. Экспериментальные животные системы имеют существенные ограничения, связанные, в частности, с их надежностью и адекватностью. Описанные подходы при моделировании ВПЧ-инфекции для тестирования терапевтических вакцин могут дать ограниченную информацию об их иммуногенности, а также о влиянии качества препарата на проявление специфической активности разрабатываемой вакцины.

Комплексный подход с применением различных экспериментальных моделей, а также изучение иммунного ответа у нативных животных на фоне вакцинации или использование в качестве дополнительной модели трансгенных животных, экспрессирующих молекулы HLA класса I, помогут детально подойти к вопросу разработки пространства качества терапевтической вакцины, оптимизировать затраты разработчиков на проведенные доклинические и клинические исследования.

Включение современных физико-химических и иммунологических методов позволит изучить комплексный иммунный ответ, получить данные, коррелирующие с качеством продукта, и может облегчить разработку методов количественной оценки активности Е7-специфических Т-клеточного ответов на фоне иммунизации, обусловливающий терапевтическое действие вакцины.

ЛИТЕРАТУРА

1. Vadaparampil S. T., Malo T. L., Kahn J. A., Salmon D. A., Lee H. H., Quinn G. P. et al. Physicians' human papillomavirus vaccine recommendations. 2009 and 2011. Am. J. Prev. Med. 2014; 46(1): 80-4.

2. Monsonego J. HPV testing in prevention of cervical cancer: practices and current trends. Am. Biol. Clin. (Paris). 2013; 71: 27-32.

3. Shah K. V. A case for immunization of human papillomavirus (HPV) 6/11-infected pregnant women with the quadrivalent HPV vaccine to prevent juvenile-onset laryngeal papilloma. J. Infect. Dis. 2013.

4. Ngamkham J., Homcha-Aim P., Boonmark K., Phansri T., Swangvaree S. S. Preliminary study on human papillomavirus frequency and specific type-distribution in vulva cancer from Thai women. Asian Pac. J. Cancer Prev. 2013; 14(4): 2355-9.

5. Fernandes J., Carvalho M., de Fernandes T., Ara@ujo J., Azevedo P., Azevedo J., Meissner R. Prevalence of human papillomavirus type 58 in women with or without cervical lesions in northeast Brazil. Ann. Med. Hlth Sci. Res. 20l3; 3(4): 504-10.

6. Priebe A. M. 2012 cervical cancer screening guidelines and the future role of HPV testing. Clin. Onstet. Gynecol. 2013; 56(1): 44-50.

7. Brinkman J. A., Hughes S. H., Stone P., Caffrey A. S., Mucer-spach L. I., Koman L. D. et al. Therapeutic vaccination for HPV induced cervical cancers. Dis. Markers. 2007; 23(4): 337-52.

8. Hung C. F., Wu T. C., Monie A., Roden R. Antigen-specific immunotherapy of cervical and ovarian cancer. Immunol. Rev. 2008; 222: 43-69.

9. Sharma R. K., Srivastava A. K., Yolcu E. S., MacLeod K. J., Schabowsky R.-H., Madireddi S., Shirwan H. SA-4-1BBL as the immunomodulatory component of a HPV-16 E7 protein based vaccine shows robust therapeutic efficacy in a mouse cervical cancer model. Vaccine. 2010; 28(36): 5794-802.

10. Cid-Arregui A. Therapeutic vaccines against human papilloma-virus and cervical cancer. Open Viro. J. 2009; 3: 37-83.

11. Marx U., Sandig V. Drug Testing in Vitro. Breakthroighs and Trends in Cell Culture Technology. Weinheim: WILEY-vCH Verlag GmbH & Co. KGaA; 2007.

12. Wood C. E., Chen Z., Cline J. M., Miller B. E., Burk R. D. Characterization and experimental transmission of an oncogenic papillomavirus in female macaques. J. Virol. 2007; 81(12): 6339-45.

13. Christensen N. D., Kreider J. W. Animal models of papillomavirus. In: Handbook of Animal Models of Infection / Eds. O. Zak, M. A. Sande. London: Academic Press, 1999.

14. Suckow M. A., Stevens K. A., Wilson R. P. The Laboratory Rabbit, Guinea Pig, Hamster, and Other Rodents (American College of Laboratory Animal Medicine). Academic Press; 2012.

15. Christensen N. D. Cottontail rabbit papillomavirus (CRPV) model system to test antiviral and immunotherapeutic strategies. Antivir. Chem. Chemother. 2005; 16(6): 355-62.

16. Leachman S. A., Tigelaar R. E., Shlyankevich M,, Slade M. D., Irwin M., Chang E. et al. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor priming plus papillomavirus E6 DNA vaccination: effects on papilloma formation and regression in the cottontail rabbit papillomavirus-rabbit model. J. Virol. 2000; 74(18): 8700-8.

17. Ito Y., Evans C. A. Induction of tumors in domestic rabbits with nucleic acid preparations from partially purified shope papilloma virus and from extracts of the papillomas of domestic and cottontail rabbits. J. Exp. Med. 1961; 114(4): 485-500.

18. Salmon J., Ramoz N., Cassonnet P., Orth G., Breitburd F. A cottontail rabbit papillomavirus strain (CRPVb) with strikingly divergent E6 and E7 oncoproteins: An insight in the evolution of papillomaviruses. Virology. 1997; 235(2): 228-34.

19. Nasseri M., Meyers C., Wettstein F. O. Genetic analysis of CRPV pathogenesis: the L1 open reading frame is dispensable for cellular transformation but is required for papilloma formation. Virology. 1989; 170(1): 321-5.

20. Christensen N. D., Cladel N. M., Reed C. A., Han R. Rabbit oral papillomavirus complete genome sequence and immunity following genital infection. Virology. 2000; 269(2): 451-61.

21. Cladel N. M., Hu J., Balogh K. K., Christensen N. D. Differences in methodology, but not differences in viral strain, account for variable experimental outcomes in laboratories utilizing the cottontail rabbit papillomavirus model. J. Virol. Meth. 2010; 165(1): 36-41.

22. Maglennon G. A., McIntosh P., Doorbar J. Persistence of viral DNA in the epithelial basal layer suggests a model for papillo-mavirus latency following immune regression. Virology. 2011; 414(2): 153-63.

23. Embers M. E., Budgeon L. R., Pickel M., Christensen N. D. Protective immunity to rabbit ora1 and cutaneous papillomaviruses by immunization with short peptides of L2, the minor capsid protein. J. Virol. 2002; 76(19): 9798-805.

24. Zhang P., Nouri M., Brandsma J. L., Iftner T., Steinberg B. M. Induction of E6/E7 expression in cottontail rabbit papillomavirus latency following UV activation. Virology. 1999; 263(2): 388-94.

25. Hu J., Cladel N. M., Budgeon L. R., Christensen N. D. Characterization of three rabbit oral papillomavirus oncogenes. Virology. 2004; 325(1): 48-55.

26. Peh W. L., Mlddleton K., Chrlstensen N., Nlcholls P., Egawa K., Sotlar K. et al. Life cycle heterogeneity in animal models of human papillomavirus-associated disease. J. Virol. 2002; 76(20): 10401-16.

27. Mejia A. F., Culp T. D., Cladel N. M., Balogh K. K., Budgeon L. R., Buck C. B., Christensen N. D. Preclinical model to test human papillomavirus virus (HPV) capsid vaccines in vivo using infectious HPV/cottontail rabbit papillomavirus chimeric papil-lomavirus particles. J. Virol. 2006; 80(24): 12393-7.

28. Schellenbacher C., Roden R., Kirnbauer R. Chimeric L1-L2

virus-like particles as potential broad-spectrum human papillo-mavirus vaccines. J. Virol. 2009; 83(19): 10085-95.

29. Jagu S., Karanam B., Gambhira R., Chivukula S. V., Chaganti R. J., Lowy D. R. et al. Concatenated multitype L2 fusion proteins as candidate prophylactic pan-human papillomavirus vaccines. J. Natl. Cancer Inst. 2009; 101(11): 782-92.

30. Govan V. A., Rybicki E. P., Williamson A. L. Therapeutic immunisation of rabbits with cottontail rabbit papillomavirus (CRPV) virus-like particles (VLP) induces regression of established pap-illomas. Virol. J. 2008; 5: 45.

31. Han R., Peng X., Reed C. A., Cladel N. M., Budgeon L. R., Pickel M. D., Christensen N. D. Gene gun-mediated intracutaneous vaccination with papillomavirus E7 gene delays cancer development of papillomavirus-induced skin papillomas on rabbits. Cancer Detect. Prev. 2002; 26(6): 458-67.

32. Knowles G., O'Neil B. W., Campo M. S. Phenotypical characterization of lymphocytes infiltrating regressing papillomas. J. Virol. 1996; 70(12): 8451-8.

33. McGarvie G. M., Grind1ay G. J., Chandrachud L. M., O'Neil B. W., Jarrett W. F., Campo M. S. T cell responses to BPV-4 E7 during infection and mapping of T cell epitopes. Virology. 1995; 206(1): 504-10.

34. Bell J. A., Sundberg J. P., Ghim S. J., Newsome J., Jenson A. B., Schlegel R. A formalin-inactivated vaccine protects against mucosal papillomavirus infection: a canine model. Pathobiolog. 1994; 62(4): 194-8.

35. Fausch S., Da Silva D. M., Eiben G. L., Le Poole C., Kast W. M. HPV protein/peptide vaccines: from animal models to clinical trials. Front. in Biosci. 2003; 8: 81-91.

36. Nicholls P. K., Moore P. F., Anderson D. M., Moore R. A., Parry N. R., Gough G. W., Stanley M. A. Regression of canine oral papillomas is associated with infiltration of CD4+ and CD8+ lymphocytes. Virology. 2001; 283(1): 31-9.

37. Stanley M. A., Moore R. A., Nicholls P. K., Santos E. B., Thom-sen L., Parry N. et al. Intra-epithelial vaccination with COPV Ll DNA by particle-mediated DNA delivery protects against mu-cosal challenge with infectious COPV in beagle dogs. Vaccine. 2001; 19(20-22): 2783-92.

38. Jahan-Parwar B., Chhetri D. K., Hart S., Bhuta S., Berke G. S. Development of a canine model for recurrent respiratory papil-lomatosis. Ann. Otol. (St. Louis). 2003; 112(12): 1011-3.

39. Wood C. E., Borgerink H., Register T. C., Scott L., Cline J. M. Cervical and vaginal epithelial neoplasms in cynomolgus monkeys. Vet. Pathol. 2004; 41(2): 108-15.

40. Roberts J. N., Kines R. C., Katki H. A., Lowy D. R., Schiller J. T. Effect of Pap smear collection and carrageenan on cervico-vaginal human papillomavinls-16 infection in a rhesus macaque model. J. Natl. Cancer Inst. 2011; 103(9): 734-43.

41. Johnson M. Laboratory mice and rats. Mater. Meth. 2012; 2: 113.

42. Feltkamp M. C.,Smits H. L., Vierboom M. P., Minnaar R. P., de Jongh B. M., Drijfhout J. W. et al. Vaccination with cytotoxic T lymphocyte epitope-containing peptide protects against a tumor induced by human papillomavirus type l6-transformed cells. Eur. J. Immunol. 1993; 23(9): 2242-9.

43. Bian T., Wang Y., Lu Z., Ye Z., Zhao L., Ren J. et al. Human papillomavirus type 16 L1E7 chimeric capsomeres have prophylactic and therapeutic efficacy against papillomavirus in mice. Med. Cancer Ther. 2008; 7(5): 1329-35.

44. Lin K. Y., Guarnieri F. G., Staveley-O'Carroll K. F., Levitsky H. I., August J. T,, Pardoll D. M., Wu T. C. Treatment of established tumors with a novel vaccine that enhances major histocompat-ibility class II presentation of tumor antigen. Cancer Res. 1996; 56(1): 21-6.

45. Macedoa R., Lescaillea G., Mateoa V., Bailloua C., Belliera B., Lemoine F. M. OP194: Novel mucosal orthotopic pre-clinical tumor model for the validation of therapeutic vaccines for HPV-associated head and neck cancers. Oral Oncol. 2013; 49 (Suppl. 1): 77.

46. Wu T. C., Hsieh S. T., Purow B. W., Kurman R. J. Demonstration of human papillomavirus (HPV) genomic amplification and viral-like particles from CaSki cell line in SCID mice. J. Virol. Meth. 1997; 65(2): 287-98.

47. Fazeli M., Soleimanjahi H., Ghaemi A., Farzanepour M., Aman-zadeh A., Reza Hashemi S. Efficacy of HPV-16 E7 based vaccine in a TC-1 tumoric animal model of cervical cancer. Cell J. 2011; 12(4): 483-8.

48. Li Y. L., Qiu X. H., Shen C., Liu J. N., Zhang J. Vaccination

иммунология № 1, 2015

of full-length HPV16 E6 or E7 protein inhibits the growth of HPV16 associated tumors. Oncol. Rep. 2010; 24(5): 1323-9.

49. Chu N. R., Wu H. B,, Wu T., Boux L. J., Siegel M. I., Mizzen L. A. Immunotherapy of a human papillomavirus (HPV) type 16 E7-expressing tumour by administration of fusion protein comprising Mycobacterium bovis bacille Calmette-Guérin (BCG) hsp65 and HPV16 E7. Clin. Exp. Immunol. 2000; 121(2): 216-26.

50. Li Y. L., Liu J., Liu J. N., Zhang J. Immunization of protein HPV16 E7 in fusion with mouse HSP70 inhibits the growth of TC-1 cells in tumor bearing mice. Vaccine. 2011; 29(35): 5959-62.

51. Préville X., Ladant D., Timmerman B., Leclerc C. Eradication of established tumors by vaccination with recombinant Bordetella pertussis adenylate cyclase carrying the human papillomavirus 16 E7 oncoprotein. Cancer Res. 2005; 65(2): 641-9.

52. Marin Caballero J., Garzón A., González-Cintado L., Kowalczyk W., Jimenez Torres I., Calderita G. et al. Chimeric infectious bur-sal disease virus-like particles as potent vaccines for eradication of established HPV-16 E7-dependent tumors. PLoS One. 2012; 7(12): 52976.

53. Newberg M. H., Smith D. H., Haertel S. B., Vining D. R., Lacy

E., Engelhard V. H. Importance of MHC class l alpha2 and al-pha3 domains in the recognition of self and non-self MHC molecules. J. Immunol. 1996; 156: 2473-80.

54. Daftarian P. M., Mansour M., Pohajdak B., Fuentes-Ortega A., Ko-rets-Smith E., Macdonald L. et al. Rejection of large HPV-16 expressing tumors in aged mice by a single immunization of VacciMax encapsulated CTL/T helper peptides. J. Trans. Med. 2007; 5: 26.

55. Di Bonito P., Grasso F., Mochi S., Petrone L., Fanales-Belasio E. et al. Anti-tumor CD8+ T cell immunity elicited by HIV-1-based virus-like particles incorporating HPV-16 E7 protein. Virology. 2009; 395(1): 45-55.

56. Petrone L., Ammendolia M. G., cesolini A., caimi S., Superti

F., Giorgi C., Di Bonito P. Recombinant HPV16 E7 assembled into particles induces an immune response and specific tumour protection administered without adjuvant in an animal model. J. Transl. Med. 2011; 9: 69.

Поступила 12.05.14 Received 12.05.14

© коллектив авторов, 2015 удк 615.272.4:546.26].011

Андреев С. М., Башкатова Е. Н., Пургина Д. Д., Шершакова Н. Н., Хаитов М. Р.

фуллерены: биомедицинский аспект

ФгБУ гНЦ Институт иммунологии ФМБА, 115478, Москва

Обзор посвящен краткому анализу биологической активности фуллерена C60 и его производных с акцентом на ан-тиоксидантные и иммунологические эффекты его водорастворимых форм. Молекула фуллерена характеризуется высокой липофильностью, сильным сродством к электрону, большой сфероидной поверхностью и способностью к самоассоциации с образованием кластеров, что обусловливает его многие биологические эффекты. Анализ литературы последнего десятилетия свидетельствует о существенном расширении сферы практического применения фуллеренов. О воздействии фуллерена на иммунную систему пока немного информации, а немногочисленные сообщения на эту тему противоречивы. В то же время имеются неоспоримые свидетельства, указывающие на большой потенциал фуллереновых препаратов как противовоспалительных и противоаллергических средств. Одним из важных аспектов применения фуллерена в медицине является разработка эффективных способов его количественного анализа в биологических тканях, чему уделяется особое внимание.

Ключевые слова: фуллерен C60; антиоксидантная активность; антифуллереновые антитела; противовоспалительный эффект.

Для цитирования: Иммунология. 2015; 36(1): 57-61. S. M. Andreev, E. N. Bashkatova, D. D. Purgina, N. N. Shershakova, M. R. Haitov FULLERENES: BIOMEDICAL ASPECTS NRC Institute of Immunology FMBA, 115478, Moscow, Russian

the review is devoted to a brief analysis of the biological activity of fullerene C60 and its derivatives, with emphasis on antioxidant and immunological effects of water-soluble forms. the fullerene molecule is characterized by high lipophilicity, strong electron affinity, large spheroid surface and the ability to self-education cluster, which accounts for its many biological effects. the analysis of the literature of the last decade has shown a significant expansion of the range of practical applications of fullerenes. About the effect of fullerene on the immune system until a little information and a few messages on this topic is full of contradictions. At the same time, there is compelling evidence pointing to the great potential of the fullerene drugs as anti-inflammatory and antiallergic agents. Some of the important points of application of fullerene in medicine, the development of effective methods for its quantitative analysis in biological tissues, which is given special attention.

Key words: fullerene C60; antioxidant activity; antifullerenes antibodies; anti-inflammatory effect.

Citation: Immunologiya. 2015; 36(1): 57-61.

Введение

Фуллерен представляет собой единственно известную молекулярную форму углерода, являясь его аллотропной разновидностью наряду с известными формами - графитом, ал-

Для корреспонденции: Андреев Сергей Михайлович, andsergej@yandex.ru

For correspondence: Andreev Sergey Mikhailovich, andsergej@ yandex.ru

мазом, карбином, графеном и углеродными нанотрубками. Его открытие состоялось в 1985 г., микроскопические количества фуллерена были получены исследователями путем лазерного испарения графита в пульсирующей струе гелия, масс-спектрометрия показывала, что большинство молекул в парах графита состоят из 60 атомов углерода (С60) [1]. Свое название фуллерены получили благодаря американскому инженеру и дизайнеру Р. Бакминстеру Фуллеру, в чьих конструкциях используется замкнутая форма, состоящая из правильных пятиугольников и шестиугольников. За открытие

- S7 -