Introduction. A significant increase in whooping cough incidence has been observed in recent decades, accompanied by an alteration in its age structure due to a rising proportion of older age groups. The widespread use of acellular pertussis (aP) vaccines, typically in combined DTaP drugs, is considered a possible reason for the "resurgence" of pertussis. A key limitation of aP vaccines is their inability to generate sufficiently stable and long-term immunity. Moreover, they do not prevent infection or subsequent transmission of the pathogen. Researchers agree that aP vaccines contribute to the emergence and spread of virulent Bordetella pertussis strains of "new" genotypes, enabling them to overcome the immune response against antigens of "old," "vaccine" genotypes. This phenomenon is a key reason for the decreased effectiveness of pertussis vaccines.
Aim. Construction and genetic stability assessment of recombinant B. pertussis bacteria of a "new" genotype, isogenic to "old" genotype strains.
Materials and methods. Through allele exchange, mutant B. pertussis 4MКК bacteria were obtained, displaying the "new" genotype ptxР3-ptx⃰A1-fim3-2-fim2-2, where ptx*A1 encodes the pertussis toxin (PT) toxoid. This involved replacing the native target sequences in the B. pertussis 475 chromosome, which had the "old" genotype, with their mutant equivalents found in recombinant suicide plasmids. The structural and property stability of attenuated B. pertussis 4MКК bacteria was examined after undergoing 15 passages in culture medium and 5 passages in mice.
Results. Recombinant attenuated B. pertussis 4MKK bacteria were engineered to possess a "new" genotype ptxР3-ptx⃰A1-fim3-2-fim2-2. While isogenic to the "old" genotype, these bacteria contain mutant sequences of ptxP3, ptxA1, dnt, fim3 and fim2 genes. The modified DNA fragments of B. pertussis 4MKK bacteria maintain their structure during storage, passage on culture medium, and within the mice organism.
Conclusion. The constructed B. pertussis 4MKK bacteria of ptxP3- ptx⃰A1-fim3-2-fim2-2 genotype are suitable for comparative immunobiological analysis of "old" versus "new" genotypes and for the development of novel pertussis vaccines.
Введение. В последние десятилетия отмечается существенный рост заболеваемости коклюшем и изменение ее возрастной структуры за счет увеличения доли лиц старших возрастных групп. Одной из возможных причин «возвращения» коклюша считается широкое использование бесклеточных коклюшных вакцин (БКВ) в составе комбинированных препаратов АаКДС. БКВ не формируют достаточно стойкого и продолжительного иммунитета, а также не предотвращают инфицирование и распространение возбудителя. Исследователи сходятся во мнении, что применение БКВ способствует появлению и распространению вирулентных штаммов возбудителя коклюша с новыми, «невакцинными» генотипами, обладающими способностью преодолевать иммунный ответ против антигенов «старых», «вакцинных» генотипов, что является ключевой причиной снижения эффективности вакцин.
Цель. Конструирование рекомбинантных бактерий B. pertussis «нового» генотипа, изогенных бактериям B. pertussis «старого» генотипа, и оценка их генетической стабильности.
Материалы и методы. Мутантные бактерии B. pertussis 4MKК «нового» генотипа ptxP3-ptx⃰A1-fim3-2-fim2-2, где ptx⃰A1 кодирует токсоид коклюшного токсина (КТ), получены в результате аллельного обмена между нативными копиями целевых последовательностей в составе хромосомы B. pertussis 475 «старого» генотипа и их мутантными копиями в составе рекомбинантных суицидных плазмид. Стабильность структуры и свойств аттенуированных бактерий B. pertussis 4MKК оценивали после 15 пассажей на питательной среде и 5 пассажей – в организме мышей.
Результаты. Сконструированы рекомбинантные аттенуированные бактерии B. pertussis 4MКК «нового» генотипа ptxР3-ptx⃰A1-fim3-2-fim2-2, изогенные бактериям «старого» генотипа, содержащие мутантные последовательности генов ptxР3, ptxА1, dnt, fim3 и fim2. Структура модифицированных фрагментов ДНК бактерий B. pertussis 4MKK не изменяется при хранении и пассажах на питательной среде и в организме мышей.
Заключение. Сконструированные бактерии B. pertussis 4MКК «нового» генотипа ptxР3- ptx⃰A1-fim3-2-fim2-2 могут быть использованы для сравнительного анализа иммунобиологических характеристик бактерий «старого» и «нового» генотипов и разработки новых противококлюшных вакцин.