veterinaryВетеринария сегодняVeterinary Science Today2304-196X2658-6959"Veinard"10.29326/2304-196X-2024-13-2-177-182veterinary-817Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ | БИОТЕХНОЛОГИЯORIGINAL ARTICLES | BIOTECHNOLOGYАдъювантные свойства производных хитозана при введении мышам антирабической вакциныAdjuvant properties of chitosan derivatives administered to mice with anti-rabies vaccinehttps://orcid.org/0000-0001-8029-2725ДоброскокК. Б.DobroskokK. B.

Доброскок Ксения Борисовна, аспирант кафедры вирусологии и микробиологии имени академика В. Н. Сюрина

ул. Академика Скрябина, 23, г. Москва, 109472 

Ksenia B. Dobroskok, Postgraduate Student, Department of Virology and Microbiology named after Academician V. N. Syurin

23 Academician Skryabin str., Moscow 109472 

dkseny@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4214-039XЯрыгинаЕ. И.YaryginaE. I.

Ярыгина Елена Игоревна, д-р биол. наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры вирусологии и микробиологии имени академика В. Н. Сюрина

ул. Академика Скрябина, 23, г. Москва, 109472

Elena I. Yarygina, Dr. Sci. (Biology), Senior Researcher, Professor of the Department of Virology and Microbiology named after Academician V. N. Syurin

23 Academician Skryabin str., Moscow 109472 

jarigina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7159-7356ЛипатоваМ. С.LipatovaM. S.

Липатова Мария Сергеевна, магистр кафедры вирусологии и микробиологии имени академика В. Н. Сюрина

ул. Академика Скрябина, 23, г. Москва, 109472

Laria S. Lipatova, Magister of the Department of Virology and Microbiology named after Academician V. N. Syurin

23 Academician Skryabin str., Moscow 109472 

mashunka04@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0003-7900-592XКалмыковаМ. С.KalmykovaM. S.

Калмыкова Марина Станиславовна, доцент, канд. вет. наук, доцент кафедры вирусологии и микробиологии имени академика В. Н. Сюрина

ул. Академика Скрябина, 23, г. Москва, 109472

Marina S. Kalmykovа, Associate Professor, Cand. Sci. (Veterinary Medicine), Associate Professor of the Department of Virology and Microbiology named after Academician V. N. Syurin

23 Academician Skryabin str., Moscow 109472 

marina.pcr@mail.ruФГБОУ ВО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К. И. Скрябина» (ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА имени К. И. Скрябина)РоссияMoscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology – MVA by K. I. SkryabinRussian Federation202413062024132177182Copyright © Доброскок К.Б., Ярыгина Е.И., Липатова М.С., Калмыкова М.С., 20242024Доброскок К.Б., Ярыгина Е.И., Липатова М.С., Калмыкова М.С.Dobroskok K.B., Yarygina E.I., Lipatova M.S., Kalmykova M.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://veterinary.arriah.ru/jour/article/view/817

Для специфической иммунопрофилактики особенно актуальным остается вопрос поиска препарата, который бы отвечал всем требованиям, предъявляемым к современным адъювантам. В литературе много сведений о положительном влиянии хитозана, в том числе и на иммунную систему. В статье представлены результаты доклинических испытаний препаратов на основе различных форм хитозана, которые являются экономически доступными. В качестве испытуемых были взяты три препарата производства ООО «Биопрогресс» (г. Щелково, Россия): хитозан водорастворимый (сукцинат) – 2%-й раствор; хитозан пищевой (водорастворимый) – 2%-й раствор; хитозан пищевой (кислоторастворимый) – 2%-й раствор; а также вакцина против бешенства «Рабиков» производства ФКП «Щелковский биокомбинат» (Россия). Изучение иммуногенных свойств препаратов хитозана проводили на 85–100-суточных самках белых лабораторных мышей массой 21–35 г. Животные были поделены на 37 групп по 6 мышей в каждой. Препараты хитозана применяли подкожно или внутримышечно сочетанно с антирабической вакциной или без таковой. Животным контрольных групп вводили либо физиологический раствор, либо только вакцину. Также была сформирована группа интактных животных. Показано, что хитозан водорастворимый (сукцинат) при подкожном введении, хитозан пищевой (кислоторастворимый) в концентрации 1:64 и выше и хитозан пищевой (водорастворимый) в концентрации 1:108 при подкожном и внутримышечном способах введения повышают уровень поствакцинальных антирабических антител. Таким образом, исследуемые препараты на основе хитозана не оказывают негативного влияния на организм лабораторных животных и обладают иммуногенными свойствами.

Searching for a preparation that would meet all the requirements for modern adjuvants remains a matter of critical importance for specific immunoprophylaxis. Much information is available now on chitosan positive effect, including its effect on the immune response. The article provides results of the preclinical tests for different affordable chitosan-based products. For the test purposes, we took the following three products manufactured by LLC Bioprogress (Shchelkovo, Russia): water-soluble chitosan (succinate) – 2% solution edible chitosan (water-soluble) – 2% solution; edible chitosan (acid-soluble) – 2% solution, as well as antirabies vaccine RABIKOV manufactured by Shchelkovo Biocombinat (Russia). Immunogenic properties of chitosan-based products were tested in 85–100-day-old female white laboratory mice weighing 21–35 g. The animals were divided into 37 groups (6 mice in each group). Chitosan-based products were administered subcutaneously or intramuscularly, either together with the anti-rabies vaccine or without it. Animals from the control groups received either saline solution or the vaccine only. There was also a group of intact animals. The experiment demonstrated that the water-soluble chitosan (succinate) administered subcutaneously, acid-soluble edible chitosan (at a concentration of 1:64 and more), and water-soluble edible chitosan (at a concentration of 1:108) administered subcutaneously and intramuscularly increase the level of post-vaccination anti-rabies antibodies. Thus, the tested chitosan-based products do not have any negative impact on the laboratory animals and have immunogenic properties.

хитозанадъювантвакцинацияиммунопрофилактикавакцина «Рабиес»вакцина «Рабиков»цитотоксичностьиммунитетантителадоклиническое исследованиеchitosanadjuvantvaccinationimmunoprophylaxisRABIES vaccineRABIKOV vaccinecytotoxicityimmunityantibodiespreclinical testsРабота выполнена на базе кафедры вирусологии и микробиологии имени академика В. Н. Сюрина. В ходе выполнения работы консультативную и практическую помощь оказывали сотрудники ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА имени К. И. Скрябина.The experiment was done in the Department of Virology and Microbiology named after Academician V. N. Syurin. Advisory and practical assistance during the experiment was provided by the staff of the Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology – MVA by K. I. Skryabin.ReferencesАвдеева Ж. И., Алпатова Н. А., Бондарев В. П., Волкова Р. А., Лонская Н. И., Лебединская Е. В. и др. Вакцины с адъювантами. Доклинические исследования. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2015; (1): 15–20. https://elibrary.ru/ubekftAvdeeva Zh. I., Alpatova N. A., Bondarev V. P., Volkova R. A., Lonskaya N. I., Lebedinskaya E. V., et al. Vaccines with adjuvants. Preclinical studies. BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2015; (1): 15–20. https://elibrary.ru/ubekft (in Russ.)Самуйленко А. Я., Гринь С. А., Еремец В. И., Албулов А. И., Еремец Н. К., Боровой В. Н. и др. Адъюванты. М.: Август Борг; 2016. 171 с. https://elibrary.ru/zsdherSamuilenko A. Ya., Grin S. A., Eremets V. I., Albulov A. I., Eremets N. K., Borovoy V. N., et al. Adjuvants. Moscow: Avgust Borg; 2016. 171 p. https://elibrary.ru/zsdher (in Russ.)Албулов А. И., Фролова М. А., Красочко П. А., Красочко П. П., Гринь А. В., Елисеев А. К. Использование хитозана в качестве адъюванта при производстве вакцинных препаратов. Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана (Росхит-23): материалы шестнадцатой Всероссийской конференции с международным участием (Владивосток, 2–6 октября 2023 г.). Владивосток: Дальневосточный федеральный университет; 2023; 155–158. https://doi.org/10.24866/7444-5553-8Albulov A. I., Frolova M. A., Krasochko P. A., Krasochko P. P., Grin A. V., Eliseev A. K. Ispol’zovanie khitozana v kachestve ad”yuvanta pri proizvodstve vaktsinnykh preparatov = The use of chitosan as an adjuvant in vaccine production. Sovremennye perspektivy v issledovanii khitina i khitozana (Roskhit-23): materialy shestnadtsatoi Vserossiiskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem (Vladivostok, 2–6 oktyabrya 2023 g.) = Current perspectives on chitin and chitosan (Roskhit-23): Proceedings of the Sixteenth AllRussian Conference with International Participation (Vladivostok, 2–6 October 2023). Vladivostok: Far Eastern Federal University; 2023; 155–158. https://doi.org/10.24866/7444-5553-8 (in Russ.)Варламов В. П., Ильина А. В., Шагдарова Б. Ц., Луньков А. П., Мысякина И. С. Хитин/хитозан и его производные: фундаментальные и прикладные аспекты. Успехи биологической химии. 2020; 60: 317–368. https://www.fbras.ru/wp-content/uploads/2020/01/8-Varlamov-final.pdfVarlamov V. P., Il’ina A. V., Shagdarova B. Ts., Lunkov A. P., Mysyakina I. S. Chitin/Chitosan and its derivatives: Fundamental problems and practical approaches. Biochemistry (Moscow). 2020; 85 (Suppl. 1): 154–176. https://doi.org/10.1134/S0006297920140084Доброскок К. Б., Липатова М. С., Ярыгина Е. И. Влияние хитозана сукцината на формирование монослоя культуры клеток ПТ-80. Сборник научных трудов десятой Всероссийской межвузовской конференции по клинической ветеринарии в формате Purina Partners (Москва, 18 декабря 2020 г.). М.: НПО «Сельскохозяйственные технологии»; 2020; 453–460. https://elibrary.ru/slcelzDobroskok K. B., Lipatova M. S., Yarygina E. I. The effect of chitosan succinate on the formation of a monolayer of PT-80 cell culture. Sbornik nauchnykh trudov desyatoi Vserossiiskoi mezhvuzovskoi konferentsii po klinicheskoi veterinarii v formate Purina Partners (Moskva, 18 dekabrya 2020 g.) = Collection of scientific papers of the Tenth All-Russian Interuniversity Conference on Clinical Veterinary Medicine in Purina Partners format (Moscow, December 18, 2020). Moscow: NPO “Sel’skokhozyaistvennye tekhnologii”; 2020; 453–460. https://elibrary.ru/slcelz (in Russ.)Доброскок К. Б., Ярыгина Е. И. Доклинические исследования различных форм хитозана на биологических системах: культуре клеток ПТ-80 и лабораторных мышах. Актуальные вопросы биологии, биотехнологии, ветеринарии, зоотехнии, товароведения и переработки сырья животного и растительного происхождения: материалы национальной научно-практической конференции (Москва, 1 апреля 2021 г.). Часть II. М.: ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА имени К. И. Скрябина; 2021; 14–16.Dobroskok K. B.,Yarygina E. I. Doklinicheskie issledovaniya razlichnykh form khitozana na biologicheskikh sistemakh: kul’ture kletok PT-80 i laboratornykh myshakh = Preclinical studies of various forms of chitosan on biological systems: PT-80 cell culture and laboratory mice. Aktual’nye voprosy biologii, biotekhnologii, veterinarii, zootekhnii, tovarovedeniya i pererabotki syr’ya zhivotnogo i rastitel’nogo proiskhozhdeniya: materialy natsional’noi nauchno-prakticheskoi konferentsii (Moskva, 1 aprelya 2021 g.). Chast’ II = Current issues of biology, biotechnology, veterinary medicine, animal science, commodity science and processing of raw materials of animal and plant origin: proceedings of the national scientific and practical conference (Moscow, April 1, 2021). Part II. Moscow: Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology – MVA by K. I. Skryabin; 2021; 14–16 (in Russ.)Курашова С. С., Дзагурова Т. К., Ишмухаметов А. А., Егорова М. С., Баловнева М. В., Соцкова С. Е., Ткаченко Е. А. Адъюванты на основе углеводов для производства вакцин. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2018; 18 (2): 81–91. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2018-18-2-81-91Kurashova S. S., Dzagurova Т. К., Ishmukhametov А. А., Egorova М. S., Balovneva М. V., Sotskova S. E., Tkachenko Е. А. Carbohydrate-based adjuvants for vaccine production. BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2018; 18 (2): 81–91. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2018-18-2-81-91 (in Russ.)Минькова О. А., Ярыгина Е. И., Бачинская В. М. Влияние препарата хитозана в составе вакцины на продолжительность иммунного ответа у кур. Вакцины нового поколения для профилактики особо опасных болезней сельскохозяйственных животных: сборник трудов Международной научно-практической конференции (Москва, 10 октября 2023 г.). Под. общ. ред. С. В. Позябина, Л. А. Гнездиловой. М.: Сельскохозяйственные технологии; 2023; 224–230. https://elibrary.ru/erolzpMinkova O. A., Yarygina E. I., Bachinskaya V. M. Vliyanie preparata khitozana v sostave vaktsiny na prodolzhitel’nost’ immunnogo otveta u kur = Effect of the chitosan-based vaccine on the immunity duration in chickens. Vaktsiny novogo pokoleniya dlya profilaktiki osobo opasnykh boleznei sel’skokhozyaistvennykh zhivotnykh: sbornik trudov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (Moskva, 10 oktyabrya 2023 g.). Pod. obshch. red. S. V. Pozyabina, L. A. Gnezdilovoi = Next-generation vaccines for control of highly dangerous diseases in farm animals: proceedings of the International Scientific and Practical Conference (Moscow, October 10, 2023). Ed. by S. V. Pozyabin, L. A. Gnezdilova. Moscow: Sel’skokhozyaistvennye tekhnologii; 2023; 224–230. https://elibrary.ru/erolzp (in Russ.)Хантимирова Л. М. Получение хитозана, его производных, изучение их физико-химических характеристик и иммуноадъювантной активности в составе инактивированных вакцин против гриппа: автореф. дис. … канд. биол. наук. М.; 2019. 24 с.Khantimirova L. M. Preparation of chitosan and its derivatives, study of their physico-chemical characteristics and immunoadjuvant activity in the composition of inactivated influenza vaccines: Author’s abstract of thesis for degree of Cand. Sci. (Biology). M.; 2019. 24 p. (in Russ.)Хантимирова Л. М., Каширина О. С., Черникова М. И., Васильев Ю. М. Сравнительная оценка иммуногенности охарактеризованных препаратов на основе хитозана и других адъювантов в составе инактивированных вакцин против гриппа. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2016; 15 (1): 86–92 с. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2016-15-1-86-92Khantimirova L. M., Kashirina O. S., Chernikova M. I., Vasiliev Y. M. Comparative immunogenicity evaluation of characterized chitosan-based and other adjuvants for inactivated influenza vaccines. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2016; 15 (1): 86–92. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2016-15-1-86-92 (in Russ.)Ярыгина Е. И., Калмыкова М. С., Третьякова И. В. Изучение цитотоксического действия препаратов на основе хитозана на перевиваемые культуры клеток. Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2019; (8): 40–43. https://elibrary.ru/vnvdpaYarygina E. I., Kalmykova M. S., Tretyakova I. V. Study of cytotoxic effect of drugs based on chitosan for transplantable cell cultures. Veterinary, Zootechnics and Biotechnology. 2019; (8): 40–43. https://elibrary.ru/vnvdpa (in Russ.)Malik A., Gupta M., Gupta V., Gogoi H., Bhatnagar R. Novel application of trimethyl chitosan as an adjuvant in vaccine delivery. International Journal of Nanomedicine. 2018; 13: 7959–7970. https://doi.org/10.2147/ijn.s165876Malik A., Gupta M., Gupta V., Gogoi H., Bhatnagar R. Novel application of trimethyl chitosan as an adjuvant in vaccine delivery. International Journal of Nanomedicine. 2018; 13: 7959–7970. https://doi.org/10.2147/ijn.s165876Choi B., Jo D.-H., Anower A. K. М. М., Islam S. M. S., Sohn S. Chitosan as an immunomodulating adjuvant on T-cells and antigen-presenting cells in herpes simplex virus type 1 infection. Mediators of Inflammation. 2016; 2016:4374375. https://doi.org/10.1155/2016/4374375Choi B., Jo D.-H., Anower A. K. М. М., Islam S. M. S., Sohn S. Chitosan as an immunomodulating adjuvant on T-cells and antigen-presenting cells in herpes simplex virus type 1 infection. Mediators of Inflammation. 2016; 2016:4374375. https://doi.org/10.1155/2016/4374375Zaharoff D. A., Rogers C. J., Hance K. W., Schlom J., Greiner J. W. Chitosan solution enhances both humoral and cell-mediated immune responses to subcutaneous vaccination. Vaccine. 2017; 25 (11): 2085–2094. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2006.11.034Zaharoff D. A., Rogers C. J., Hance K. W., Schlom J., Greiner J. W. Chitosan solution enhances both humoral and cell-mediated immune responses to subcutaneous vaccination. Vaccine. 2017; 25 (11): 2085–2094. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2006.11.034Younes I., Rinaudo M. Chitin and chitosan preparation from marine sources. Structure, properties and applications. Marine Drugs. 2015; 13 (3): 1133–1174. https://doi.org/10.3390/md13031133Younes I., Rinaudo M. Chitin and chitosan preparation from marine sources. Structure, properties and applications. Marine Drugs. 2015; 13 (3): 1133–1174. https://doi.org/10.3390/md13031133Vázquez J. A., Rodríguez-Amado I., Montemayor M. I., Fraguas J., González M. del P., Murado M. A. Chondroitin sulfate, hyaluronic acid and chitin/chitosan production using marine waste sources: characteristics, applications and eco-friendly processes: A review. Marine Drugs. 2013; 11 (3): 747–774. https://doi.org/10.3390/md11030747Vázquez J. A., Rodríguez-Amado I., Montemayor M. I., Fraguas J., González M. del P., Murado M. A. Chondroitin sulfate, hyaluronic acid and chitin/chitosan production using marine waste sources: characteristics, applications and eco-friendly processes: A review. Marine Drugs. 2013; 11 (3): 747–774. https://doi.org/10.3390/md11030747Muzzarelli R. A. A. Chitins and chitosans as immunoadjuvants and non-allergenic drug carriers. Marine Drugs. 2010; 8 (2): 292–312. https://doi.org/10.3390/md8020292Muzzarelli R. A. A. Chitins and chitosans as immunoadjuvants and non-allergenic drug carriers. Marine Drugs. 2010; 8 (2): 292–312. https://doi.org/10.3390/md8020292Vasiliev Y. M. Chitosan-based vaccine adjuvants: incomplete characterization complicates preclinical and clinical evaluation. Expert Review of Vaccines. 2015; 14 (1): 37–53. https://doi.org/10.1586/14760584.2015.956729Vasiliev Y. M. Chitosan-based vaccine adjuvants: incomplete characterization complicates preclinical and clinical evaluation. Expert Review of Vaccines. 2015; 14 (1): 37–53. https://doi.org/10.1586/14760584.2015.956729Gong Y., Tao L., Wang F., Liu W., Jing L., Liu D., et al. Chitosan as an adjuvant for a Helicobacter pylori therapeutic vaccine. Molecular Medicine Reports. 2015; 12 (3): 4123–4132. https://doi.org/10.3892/mmr.2015.3950Gong Y., Tao L., Wang F., Liu W., Jing L., Liu D., et al. Chitosan as an adjuvant for a Helicobacter pylori therapeutic vaccine. Molecular Medicine Reports. 2015; 12 (3): 4123–4132. https://doi.org/10.3892/mmr.2015.3950Xia Y., Fan Q., Hao D., Wu J., Ma G., Su Z. Chitosan-based mucosal adjuvants: Sunrise on the ocean. Vaccine. 2015; 33 (44): 5997–6010. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.07.101Xia Y., Fan Q., Hao D., Wu J., Ma G., Su Z. Chitosan-based mucosal adjuvants: Sunrise on the ocean. Vaccine. 2015; 33 (44): 5997–6010. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.07.101Камская В. Е. Хитозан: структура, свойства и использование. Научное обозрение. Биологические науки. 2016; (6): 36–42. https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1020Kamskaya V. E. Chitosan: structure, properties and using. Scientific review. Biological sciences. 2016; (6): 36–42. https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1020 (in Russ.)Wen Z. S., Xu Y. L., Zou X. T., Xu Z. R. Chitosan nanoparticles act as an adjuvant to promote both Th1 and Th2 immune responses induced by ovalbumin in mice. Marine Drugs. 2011; 9 (6): 1038–1055. https://doi.org/10.3390/md9061038Wen Z. S., Xu Y. L., Zou X. T., Xu Z. R. Chitosan nanoparticles act as an adjuvant to promote both Th1 and Th2 immune responses induced by ovalbumin in mice. Marine Drugs. 2011; 9 (6): 1038–1055. https://doi.org/10.3390/md9061038

The authors declare that there are no conflicts of interest present.