Applied Biochemistry and MicrobiologyApplied Biochemistry and MicrobiologyПрикладная биохимия и микробиология0555-10993034-574XThe Russian Academy of Sciences68935610.31857/S0555109925030089DRVMWCArticlesСтатьиResearch ArticleEffect of brucellin conjugated with gold nanoparticles on the immune response and phagocytosis of brucellaВлияние конъюгата бруцеллина с наночастицами золота на иммунный ответ и фагоцитоз бруцеллDykmanL. A.ДыкманЛ. А.
Russian Federation
dykman_l@ibppm.ruStaroverovS. A.СтароверовС. А.
Russian Federation
dykman_l@ibppm.ruVyrshchikovR. D.ВырщиковР. Д.
Russian Federation
dykman_l@ibppm.ruInstitute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms — Research Institution Saratov Federal Scientific Centre of the Russian Academy of SciencesИнститут биохимии и физиологии растений и микроорганизмов — обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Саратовский научный центр Российской академии наук”040920256133033111608202516082025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://cardiosomatics.ru/0555-1099/article/view/689356

A conjugate of 15-nm gold nanoparticles with brucellin, a polysaccharide-protein complex isolated from the Brucella vaccine strain, was obtained. The obtained conjugate was used to vaccinate white mice. The drug was administered intraperitoneally three times with an interval of 7 days. After that, all animals were injected with a suspension of cells of the Brucella abortus 82 vaccine strain. Using a cell proliferative test, it was shown that in the group of animals immunized with a brucellin conjugate with gold nanoparticles, phagocytic cells and splenocytes had higher metabolic activity compared to the group immunized with the native antigen. Moreover, this trend was enhanced after the introduction of the vaccine strain. The highest antibody titer was observed in animals immunized with a brucellin conjugate with gold nanoparticles (1 : 2560 initially and 1 : 10240 after stimulation with the vaccine strain). It is important that during the opsonophagocytic reaction, the level of opsonizing antibodies was very high, which helped neutralize bacteria persisting in the animals.

Получен конъюгат наночастиц золота (15 нм) с бруцеллином — полисахаридно-белковым комплексом, выделенным из вакцинного штамма бруцелл. Полученным конъюгатом проводили вакцинацию белых мышей. Препарат вводили внутрибрюшинно трехкратно с интервалом в 7 дней. После чего всем животным инъецировали суспензию клеток вакцинного штамма Brucella abortus 82. С использованием клеточного пролиферативного теста показано, что в группе животных, иммунизированных конъюгатом бруцеллина с наночастицами золота, фагоцитирующие клетки и спленоциты обладали более высокой метаболической активностью по сравнению с группой, иммунизированной нативным антигеном. Причем эта тенденция усиливалась после введения вакцинного штамма. Наиболее высокий титр антител был у животных, иммунизированных конъюгатом бруцеллина с наночастицами золота (1 : 2560 исходно и 1 : 10240 после стимуляции вакцинным штаммом). Важно, что при проведении опсонофагоцитарной реакции оказался весьма высоким уровень опсонизирующих антител, которые способствуют нейтрализации персистирующих в организме животных бактерий.

gold nanoparticlesbrucellinimmunizationantibodiesproliferative activityopsonophagocytic reactionнаночастицы золотабруцеллиниммунизацияантителапролиферативная активностьопсонофагоцитарная реакцияМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation075-03-2024-488Бухарин О.В. // Вестник Московского университета. Сер. 16. Биология. 2008. № 1. С. 6–13.Евдокимова Н.В., Черненькая Т.В. // Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. 2013. Т. 15. № 3. С. 192–197.Bigger J.W. // Lancet. 1944. V. 244. P. 497–500. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(00)74210-3Moyed H.S., Broderick S.H. // J. Bacteriol. 1986. V. 166. P. 399–403. https://doi.org/10.1128/jb.166.2.399-403.1986Costerton J.W., Stewart P.S., Greenberg E.P. // Science. 1999. V. 284. P. 1318–1322. https://doi.org/10.1126/science.284.5418.1318Бойченко М.Н., Кравцова Е.О., Буданова Е.В. Белая О.Ф., Малолетнева Н.В., Умбетова К.Т. // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2020. Т. 25. № 1. С. 35–40. https://doi.org/10.17816/EID35180Бойченко М.Н., Кравцова Е.О., Зверев В.В. // Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2019. № 5. С. 61–72. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2019-5-61-72Pappas G., Akritidis N., Bosilkovski M., Tsianos E. // N. Engl. J. Med. 2005. V. 352. P. 2325–2336. https://doi.org/10.1056/NEJMra050570Atluri V.L., Xavier M.N., de Jong M.F., den Hartigh A.B., Tsolis R.M. // Annu. Rev. Microbiol. 2011. V. 65. P. 523–541. https://doi.org/10.1146/annurev-micro-090110-102905Al Dahouk S., Nöckler K. // Expert Rev. Anti-Infect. Ther. 2011. V. 9. P. 833–845. https://doi.org/10.1586/eri.11.55Hans R., Yadav P.K., Zaman M.B., Poolla R., Thavaselvam D. // Front. Nanotechnol. 2023. V. 5. 1132783. https://doi.org/10.3389/fnano.2023.1132783Galińska E.M., Zagórski J. // Ann. Agric. Environ. Med. 2013. V. 20. P. 233–238.Староверов С.А., Дыкман Л.А. // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8. № 11-12. С. 118–122. https://doi.org/10.1134/S1995078013060165Ko J., Splitter G.A. // Clin. Microbiol. Rev. 2003. V. 16. P. 65–78. https://doi.org/10.1128/cmr.16.1.65-78.2003Ficht T.A., Kahl-McDonagh M.M., Arenas-Gamboa A.M., Rice-Ficht A.C. // Vaccine. 2009. V. 27. Suppl. 4. P. D40–D43. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.08.058Avila-Calderon E.D., Lopez-Merino A., Sriranganathan N., Boyle S.M., Contreras-Rodriguez A. // Biomed. Res. Int. 2013. V. 2013. 743509. https://doi.org/10.1155/2013/743509Wang Z., Wu Q. // Curr. Pharm. Biotechnol. 2013. V. 14. P. 887–896. https://doi.org/10.2174/1389201014666131226123016Abkar M., Lotfi A.S., Amani J., Eskandari K., Ramandi M.F., Salimian J. et al. // Vet. Res. Commun. 2015. V. 39. P. 217–228. https://doi.org/10.1007/s11259-015-9645-2Lopes Chaves L., Dourado D., Prunache I.-B., Manuelle Marques da Silva P., Tacyana dos Santos Lucena G., Cardoso de Souza Z. et al. // Int. J. Pharm. 2024. V. 659. 124162. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2024.124162Zhuo Y., Zeng H., Su C., Lv Q., Cheng T., Lei L. // J. Nanobiotechnology. 2024. V. 22. 480. https://doi.org/10.1186/s12951-024-02758-0Liang J., Yao L., Liu Z., Chen Y., Lin Y., Tian T. // Small. 2025. V. 21. № 1. 2407649. https://doi.org/10.1002/smll.202407649Goetz M., Thotathil N., Zhao Z., Mitragotri S. // Bioeng. Transl. Med. 2024. V. 9. № 4. e10663. https://doi.org/10.1002/btm2.10663Fries C.N., Curvino E.J., Chen J.-L., Permar S.R., Fouda G.G., Collier J.H. // Nat. Nanotechnol. 2021. V. 16. № 4. P. 1–14. https://doi.org/10.1038/s41565-020-0739-9Rajaiah P. // Discov. Med. 2024. V. 1. 58. https://doi.org/10.1007/s44337-024-00080-0Badten A.J., Torres A.G. // Vaccines. 2024. V. 12. 313. https://doi.org/10.3390/vaccines12030313Dykman L.A. // Expert Rev. Vaccines. 2020. V. 19. P. 465–477. https://doi.org/10.1080/14760584.2020.1758070Sengupta A., Azharuddin M., Al-Otaibi N., Hinkula J. // Vaccines. 2022. V. 10. 505. https://doi.org/10.3390/vaccines10040505Miauton A., Audran R., Besson J., Hajjami H.-M.-E., Karlen M., Warpelin- Decrausaz L. et al. // eBioMedicine. 2024. V. 99. 104922. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2023.104922Загоскина Т.Ю., Марков Е.Ю., Калиновский А.И., Голубинский Е.П. // Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2001. № 3. С. 65–69.Staroverov S.A., Vyrshchikov R.D., Bogatyrev V.A., Dykman L.A. // Int. Immunopharmacol. 2024. V. 133. 112121. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2024.112121Frens G. // Nat. Phys. Sci. 1973. V. 241. P. 20–22. https://doi.org/10.1038/physci241020a0De Jesus A., Pusec C.M., Nguyen T., Keyhani-Nejad F., Gao P., Weinberg S.E., Ardehali H. // STAR Protoc. 2022. V. 3. 101668. https://doi.org/10.1016/j.xpro.2022.101668Silver A.C. // J. Vis. Exp. 2018. V. 137. e58022. https://doi.org/10.3791/58022-vBerridge M.V., Herst P.M., Tan A.S. // Biotechnol. Annu. Rev. 2005. V. 11. P. 127–152. https://doi.org/10.1016/S1387-2656(05)11004-7Shah K., Maghsoudlou P. // Br. J. Hosp. Med. 2016. V. 77. P. C98–C101. https://doi.org/10.12968/hmed.2016.77.7.C98Дыкман Л.А., Богатырев В.А. // Биохимия. 1997. Т. 62. № 4. С. 411–418.Hufnagel M., Koch S., Kropec A., Huebner J. // Int. J. Food Microbiol. 2003. V. 88. № 2–3. P. 263–267. https://doi.org/10.1016/S0168-1605(03)00189-2Hu B.T., Kirch C., Harris S., Hildreth S.W., Madore D.V., Quataert S.A. // Clin. Diagn. Lab. Immunol. 2005. V. 12. № 2. P. 287–295. https://doi.org/10.1128/CDLI.12.2.287-295.2005Maleki M., Salouti M., Ardestani M.S., Talebzadeh A. // Artif. Cells Nanomed. Biotechnol. 2019. V. 47. P. 4248–4256. https://doi.org/10.1080/21691401.2019.1687490Dwyer M., Gadjeva M. // Methods Mol. Biol. 2014. V. 1100. P. 373–379. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-724-2_32Salehi S., Hohn C.M., Penfound T.A., Dale J.B. // mSphere. 2018. V. 3. e00617–е00618. https://doi.org/10.1128/msphere.00617-18Leung S., Collett C.F., Allen L., Lim S., Maniatis P., Bolcen S.J. et al. // Vaccines. 2023. V. 11. 1703. https://doi.org/10.3390/vaccines11111703Kizilbash N., Suhail N., Soliman M., Elmagzoub R.M., Marsh M., Farooq R. // Curr. Pharm. Biotechnol. 2025. https://doi.org/10.2174/0113892010363803250110052220 (in press)Mandal S. // JETIR. 2025. V. 12. P. a959– a974.Teimouri H., Taheri S., Saidabad F.E., Nakazato G., Maghsoud Y., Babaei A. // Biomed. Pharmacother. 2025. V. 183. 117844. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2025.117844