chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2025-20-2-107-118QVQVOCchemicallytech-2234Research ArticleBIOCHEMISTRY AND BIOTECHNOLOGYБИОХИМИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯProduction of the recombinant hemagglutinin protein of the swine influenza virus A/H1N1 and analysis of its physicochemical and antigenic propertiesПолучение и анализ физико-химических и антигенных свойств рекомбинантного белка геммагглютинина вируса свиного гриппа A/H1N1https://orcid.org/0000-0001-8059-9743АвдонинаЕ. Д.AvdoninaE. D.

Авдонина Елена Дмитриевна, младший научный сотрудник, лаборатория молекулярной биотехнологии

123098, Москва, ул. Гамалеи, д. 18

Elena D. Avdonina, Junior Researcher, Laboratory of Molecular Biotechnology

18, Gamaleya ul., Moscow, 123098

avdonina.yelena@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0780-5998ПервойкинаК. А.PervoykinaK. A.

Первойкина Кристина Алексеевна, младший научный сотрудник, лаборатория молекулярной биотехнологии

Scopus Author ID 57698990900

123098, Москва, ул.Гамалеи, д. 18

Kristina A. Pervoykina, Junior Researcher, Laboratory of Molecular Biotechnology

Scopus Author ID 57698990900

18, Gamaleya ul., Moscow, 123098

uk-ru123@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4731-1629ВерховскаяЛ. В.VerkhovskayaL. V.

Верховская Людмила Викторовна, к.б.н., ведущий научный сотрудник, лаборатория молекулярной биотехнологии

123098, Москва, ул. Гамалеи, д. 18

Ludmila V. Verkhovskaya, Cand. Sci. (Biol.), Leading Researcher, Laboratory of Molecular Biotechnology

18, Gamaleya ul., Moscow, 123098

verkhov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8518-1669ЩербининД. Н.ShcherbininD. N.

Щербинин Дмитрий Николаевич, к.б.н., научный сотрудник, лаборатория молекулярной биотехнологии

Scopus Author ID 36599350900, ResearcherID E-7682-2014

123098, Москва, ул. Гамалеи, д. 18

Dmitriy N. Shcherbinin, Cand.Sci. (Biol.), Researcher, Laboratory of Molecular Biotechnology

Scopus Author ID 36599350900, ResearcherID E-7682-2014

18, Gamaleya ul., Moscow, 123098

dim284@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6476-3520ВисковаН. Ю.ViskovaN. Yu.

Вискова Наталья Юрьевна, научный сотрудник, лаборатория клеточной микробиологии

123098, Россия, Москва, ул. Гамалеи, д. 18

Natalia Yu. Viskova, Researcher, Laboratory of Molecular Biotechnology

18, Gamaleya ul., Moscow, 123098

apr2004@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1983-481XКружковаИ. С.KruzhkovaI. S.

Кружкова Ирина Сергеевна, врач-инфекционист; научный сотрудник

125367, Москва, Волоколамское шоссе, д. 63

123098, Москва, ул. Гамалеи, д. 18

Irina S. Kruzhkova, Infectious Disease Specialist; Researcher

63, Volokolamskoye sh., Moscow, 125367

18, Gamaleya ul., Moscow, 123098

irina-kru@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4227-5363ИльинаМ. А.IlinaM. A.

Ильина Мария Аркадьевна, заведующая Московским центром хронических инфекционных заболеваний, клещевых инфекций, медицины путешествий и вакцинопрофилактики

125367, Москва, Волоколамское шоссе, д. 63

Maria A. Ilina, Head of the Moscow Center for Chronic Infectious Diseases, Tick-Borne Infections, Travel Medicine and Vaccine Prevention

63, Volokolamskoye sh., Moscow, 125367

ilina_mar@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7516-9490КудрявцеваЛ. В.KudriavtsevaL. V.

Кудрявцева Лариса Васильевна, заведующая лабораторно-диагностическим отделением

125367, Москва, Волоколамское шоссе, д. 63

Larisa V. Kudriavtseva, Head of Laboratory and Diagnostic Department

63, Volokolamskoye sh., Moscow, 125367

drkudriavtsevalv@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5775-3343КолобухинаЛ. В.KolobukhinaL. V.

Колобухина Людмила Васильевна, д.м.н., профессор, руководитель лаборатории респираторных вирусных инфекций с апробацией лекарственных средств; врач-инфекционист, ГБУЗ «Инфекционная клиническая больница № 1 Департамента здравоохранения г. Москвы»

Scopus Author ID 6601956811

123098, Москва, ул. Гамалеи, д. 18

125367, Россия, Москва, Волоколамское шоссе, д. 63

Lyudmila V. Kolobukhina, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Laboratory of Respiratory Viral Infections with Drug Testing; Infectious Disease Specialist, Infectious Diseases Clinical Hospital No. 1, Moscow City Health Department

Scopus Author ID 6601956811

18, Gamaleya ul., Moscow, 123098

63, Volokolamskoye sh., Moscow, 125367

lkolobuchina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5268-1296ШмаровМ. М.ShmarovM. M.

Шмаров Максим Михайлович, д.б.н., заведующий лабораторией молекулярной биотехнологии

Scopus Author ID 6507322279, ResearcherID D-8662-2014

123098, Москва, ул. Гамалеи, д. 18

Maksim M. Shmarov, Dr. Sci. (Biol.), Head of the Laboratory of Molecular Biotechnology

Scopus Author ID 6507322279, ResearcherID D-8662-2014

18, Gamaleya ul., Moscow, 123098

ribozym@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8578-2838АнтипятН. А.AntipyatN. A.

Антипят Наталья Александровна, заместитель главного врача по медицинской части

Scopus Author ID 57207693166

125367, Москва, Волоколамское шоссе, д. 63

Natalya A. Antipyat, Deputy Chief Physician for Medical Affairs

Scopus Author ID 57207693166

63, Volokolamskoye sh., Moscow, 125367

natadoc70@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1769-5059ГинцбургА. Л.GintsburgA. L.

Гинцбург Александр Леонидович, академик Российской академии наук, д.б.н., профессор, директор; заведующий кафедрой инфектологии и вирусологии, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет), Министерство здравоохранения Российской Федерации

Scopus Author ID 7005111491

123098, Москва, ул. Гамалеи, д. 18

119048, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

Alexander L. Gintsburg, Full Member of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Biol.), Professor, Director; Head of the Department of Infectology and Virology, I.M.Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Scopus Author ID 7005111491

18,Gamaleya ul., Moscow, 123098

8-2, Trubetskaya ul., Moscow, 119991

gintsburg@gamaleya.orghttps://orcid.org/0000-0002-5696-1586ТюринИ. Н.TyurinI. N.

Тюрин Игорь Николаевич, главный врач

Scopus Author ID 56895933300

125367, Москва, Волоколамское шоссе, д. 63

Igor N. Tyurin, Chief Physician

Scopus Author ID 56895933300

63, Volokolamskoye sh., Moscow, 125367

tyurin.dti@yandex.ruНациональный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи Министерства Здравоохранения Российской ФедерацииРоссияThe Gamaleya National Center of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationИнфекционная клиническая больница № 1, Департамент здравоохранения города Москвы; Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи Министерства Здравоохранения Российской ФедерацииРоссияInfectious Disease Clinical Hospital No. 1, Moscow City Health Department; The Gamaleya National Center of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationИнфекционная клиническая больница № 1, Департамент здравоохранения города МосквыРоссияInfectious Disease Clinical Hospital No. 1, Moscow City Health DepartmentRussian FederationНациональный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи Министерства Здравоохранения Российской Федерации; Инфекционная клиническая больница № 1, Департамент здравоохранения города МосквыРоссияThe Gamaleya National Center of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation; Infectious Disease Clinical Hospital No. 1, Moscow City Health DepartmentRussian Federation202506052025202107118Copyright © Avdonina E.D., Pervoykina K.A., Verkhovskaya L.V., Shcherbinin D.N., Viskova N.Y., Kruzhkova I.S., Ilina M.A., Kudriavtseva L.V., Kolobukhina L.V., Shmarov M.M., Antipyat N.A., Gintsburg A.L., Tyurin I.N., 20252025Авдонина Е.Д., Первойкина К.А., Верховская Л.В., Щербинин Д.Н., Вискова Н.Ю., Кружкова И.С., Ильина М.А., Кудрявцева Л.В., Колобухина Л.В., Шмаров М.М., Антипят Н.А., Гинцбург А.Л., Тюрин И.Н.Avdonina E.D., Pervoykina K.A., Verkhovskaya L.V., Shcherbinin D.N., Viskova N.Y., Kruzhkova I.S., Ilina M.A., Kudriavtseva L.V., Kolobukhina L.V., Shmarov M.M., Antipyat N.A., Gintsburg A.L., Tyurin I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/2234Objectives

Objectives. To analyze the physicochemical and antigenic properties of recombinant hemagglutinin protein of swine influenza virus strain A/H1N1 (swH1-His) obtained by transduction of suspension line HEK293 with recombinant human adenovirus serotype 5.

Methods

Methods. The de novo assembly of the target hemagglutinin gene was performed via the polymerase chain reaction. Recombinant adenovirus recAd5-swH1-His was obtained using the AdEasy™ Adenoviral Vector System kit. Accumulation of preparative amounts of recombinant protein was performed by transduction of recAd5-swH1-His suspension culture of HEK293 cells in a wave-type bioreactor. Recombinant hemagglutinin was isolated from the culture medium by metal-chelate affinity purification on a sorbent. The actual molecular mass and its correspondence to the expected value, as well as the presence of histidine residues were shown by electrophoresis and Western blot. The antigenic specificity of swH1-His was determined by indirect enzyme-linked immunosorbent assay with specific sera.

Results

Results. Recombinant hemagglutinin swH1-His was obtained in the amount of 1.2 mg from 50 mL of culture fluid. The compliance of its mass with the declared molecular mass (≈70 kDa) was confirmed along with the presence of cross-linking with histidine residues. The antigenic specificity of swH1-His in reaction with sera was demonstrated.

Conclusions

Conclusions. The physicochemical and antigenic characteristics of recombinant protein hemagglutinin of swine influenza A/H1N1 (swH1-His) obtained by transduction of HEK293 cells with recombinant human adenovirus of serotype 5 were determined. The obtained recombinant hemagglutinin can be used as an antigen for animal and human influenza diagnostic purposes.

Цели

Цели. Анализ физико-химических и антигенных свойств рекомбинантного белка гемагглютинина вируса свиного гриппа штамма А/H1N1 — swH1-His — полученного путем трансдукции суспензионной линии HEK293 рекомбинантным аденовирусом человека 5-го серотипа.

Методы

Методы. Сборку целевого гена гемагглютинина de novo проводили методом полимеразной цепной реакции. Рекомбинантный аденовирус recAd5-swH1-His получали с помощью набора AdEasy™ Adenoviral Vector System, накопление препаративных количеств рекомбинантного белка проводили методом трансдукции recAd5-swH1-His суспензионной культуры клеток HEK293 в биореакторе волнового типа. Методом металл-хелатной аффинной очистки на сорбенте выделили рекомбинантный гемагглютинин из культуральной среды. Методами электрофореза и вестерн-блота определили его молекулярную массу, показали ее соответствие ожидаемой, а также наличие гистидиновых остатков. Методом непрямого иммуноферментного анализа со специфическими сыворотками установили антигенную специфичность swH1-His.

Результаты

Результаты. В ходе работы получили рекомбинантный гемагглютинин swH1-His в количестве 1.2 мг из 50 мл культуральной жидкости, доказали соответствие его массы заявленной молекулярной массе (≈70 кДа) и наличие сшивки с гистидиновыми остатками, а также показали антигенную специфичность swH1-His в реакции с сыворотками.

Выводы

Выводы. Определены физико-химическая и антигенная характеристики рекомбинантного белка гемагглютинина свиного гриппа А/H1N1 (swH1-His), полученного трансдукцией клеток HEK293 рекомбинантным аденовирусом человека 5-го серотипа. В дальнейшем полученный рекомбинантный гемагглютинин может быть использован как антиген для диагностики гриппа животных и человека.

рекомбинантный белокрекомбинантный вирус человека 5-го серотипавыделение рекомбинантного белкаантигенная специфичностьиммуноферментный анализrecombinant proteinrecombinant human serotype 5 viruspurification of recombinant proteinantigenic specificityenzyme-linked immunosorbent assayФинансирование было предоставлено Автономной некоммерческой организацией «Московский центр инновационных технологий в здравоохранении» в рамках соглашения № 1603-46/23 от 16 мая 2023 г. о предоставлении гранта на реализацию научнопрактического проекта в сфере медицины.The funding was provided by the Autonomous Nonprofit Organization “Moscow Center for Healthcare Innovations” within the Agreement No. 1603-46/23, dated May 16, 2023, for the grant to implement the scientific and practical project in medicine.ReferencesBecker T., Elbahesh H., Reperant L.A., Rimmelzwaan G.F., Osterhaus A.D.M.E. Influenza Vaccines: Successes and Continuing Challenges. J. Infect. Dis. 2021;224(12 Suppl. 2): S405–S419. https://doi.org/10.1093/infdis/jiab269Becker T., Elbahesh H., Reperant L.A., Rimmelzwaan G.F., Osterhaus A.D.M.E. Influenza Vaccines: Successes and Continuing Challenges. J. Infect. Dis. 2021;224(12 Suppl. 2): S405–S419. https://doi.org/10.1093/infdis/jiab269Lim M.L., Komarasamy T.V., Adnan N.A.A.B., Radhakrishnan A.K., Balasubramaniam V.R.M.T. Recent Advances, Approaches and Challenges in the Development of Universal Influenza Vaccines. Influenza Other Respir. Viruses. 2024;18(3):e13276. https://doi.org/10.1111/irv.13276Lim M.L., Komarasamy T.V., Adnan N.A.A.B., Radhakrishnan A.K., Balasubramaniam V.R.M.T. Recent Advances, Approaches and Challenges in the Development of Universal Influenza Vaccines. Influenza Other Respir. Viruses. 2024;18(3):e13276. https://doi.org/10.1111/irv.13276Jang Y.H., Seong B.L. The Quest for a Truly Universal Influenza Vaccine. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2019;9:344. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00344Jang Y.H., Seong B.L. The Quest for a Truly Universal Influenza Vaccine. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2019;9:344. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00344Sautto G.A., Kirchenbaum G.A., Ross T.M. Towards a universal influenza vaccine: different approaches for one goal. Virol. J. 2018;15(1):17. https://doi.org/10.1186/s12985-017-0918-ySautto G.A., Kirchenbaum G.A., Ross T.M. Towards a universal influenza vaccine: different approaches for one goal. Virol. J. 2018;15(1):17. https://doi.org/10.1186/s12985-017-0918-yWang W.-C., Sayedahmed E.E., Sambhara S., Mittal S.K. Progress towards the Development of a Universal Influenza Vaccine. Viruses. 2022;14(8):1684. https://doi.org/10.3390/v14081684Wang W.-C., Sayedahmed E.E., Sambhara S., Mittal S.K. Progress towards the Development of a Universal Influenza Vaccine. Viruses. 2022;14(8):1684. https://doi.org/10.3390/v14081684Цыбалова Л.М., Степанова Л.А., Котляров Р.Ю., Блохина Е.А., Шуклина М.А., Марданова Е.С., Коротков А.В., Потапчук М.В., Равин Н.В. Усиление эффективности кандидатной вакцины против гриппа сочетанием консервативных последовательностей гемагглютинина и М2 белка. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2017;16(3):65–70. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2017-16-3-65-70Tsybalova L.M., Stepanova L.A., Kotlyarov R.Yu., Blokhina E.A., Shuklina M.A., Mardanova E.S., KorotkovA.V., Potapchuk M.V., Ravin N.V. Strengthening the effectiveness of the candidate influenza vaccine by combining conserved sequences of hemagglutinin and M2 protein. Epidemiologiya i Vaktsinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccine Prophylaxis.2017;16(3):65–70 (in Russ.). https://doi.org/10.31631/2073-3046-2017-16-3-65-70Сычев И.А., Копейкин П.М., Цветкова Е.В., Чередова К.В., Мильман Б.Л., Шамова О.В., Исакова-Сивак И.Н., Дешева Ю.А. Индукция перекрестно-реактивных антител у мышей, иммунизированных консервативными линейными В-клеточными эпитопами нейраминидазы вируса гриппа А. Инфекция и иммунитет. 2021;11(3):463–472. https://doi.org/10.15789/10.15789/2220-7619-IOC-1343Sychev I.A., Kopeikin P.M., Tsvetkova E.V., Cheredova K.V., Mil’man B.L., Shamova O.V., Isakova-Sivak I.N., Desheva Yu.A. Induction of cross-reactive antibodies in mice immunized with conserved influenza A virus neuraminidasederived linear B-cell epitopes. Infektsiya i immunitet = Russ. J. Infection and Immunity. 2021;11(3):463–472 (in Russ.). https://doi.org/10.15789/10.15789/2220-7619-IOC-1343Croset A., Delafosse L., Gaudry J.-P., Arod C., Glez L., Losberger C., Begue D., Krstanovic A., Robert F., Vilbois F., Chevalet L., Antonsson B. Differences in the glycosylation of recombinant proteins expressed in HEK and CHO cells. J. Biotechnol. 2012;161(3):336–348. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2012.06.038Croset A., Delafosse L., Gaudry J.-P., Arod C., Glez L., Losberger C., Begue D., Krstanovic A., Robert F., Vilbois F., Chevalet L., Antonsson B. Differences in the glycosylation of recombinant proteins expressed in HEK and CHO cells. J. Biotechnol. 2012;161(3):336–348. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2012.06.038Schütz A., Bernhard F., Berrow N., Buyel J.F., Ferreira-daSilva F., Haustraete J., van den Heuvel J., Hoffmann J.-E., de Marco A., Peleg Y., Suppmann S., Unger T., Vanhoucke M., Witt S., Remans K. A concise guide to choosing suitable gene expression systems for recombinant protein production. STAR Protoc. 2023;4(4):102572. https://doi.org/10.1016/j.xpro.2023.102572Schütz A., Bernhard F., Berrow N., Buyel J.F., Ferreira-daSilva F., Haustraete J., van den Heuvel J., Hoffmann J.-E., de Marco A., Peleg Y., Suppmann S., Unger T., Vanhoucke M., Witt S., Remans K. A concise guide to choosing suitable gene expression systems for recombinant protein production. STAR Protoc. 2023;4(4):102572. https://doi.org/10.1016/j.xpro.2023.102572Tan E., Chin C.S.H., Lim Z.F.S., Ng S.K. HEK293 Cell Line as a Platformto Produce Recombinant Proteins and Viral Vectors. Front. Bioeng. Biotechnol. 2021;9:796991. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.796991Tan E., Chin C.S.H., Lim Z.F.S., Ng S.K. HEK293 Cell Line as a Platformto Produce Recombinant Proteins and Viral Vectors. Front. Bioeng. Biotechnol. 2021;9:796991. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.796991Young L., Dong Q. Two-step total gene synthesis method. Nucleic Acids Res. 2004;32(7):e59. https://doi.org/10.1093/nar/gnh058Young L., Dong Q. Two-step total gene synthesis method. Nucleic Acids Res. 2004;32(7):e59. https://doi.org/10.1093/nar/gnh058Седова Е.С., Щербинин Д.Н., Банделюк А.С., Верховская Л.В., Вискова Н.Ю., Авдонина Е.Д., Прокофьев В.В., Рябова Е.И., Есмагамбетов И.Б., Первойкина К.А., Богачева Е.А., Лысенко А.А., Шмаров М.М. Способ получения рекомбинантных антител, продуцируемых клеточной линией, трансдуцированной рекомбинантными аденовирусами. Тонкие химические технологии. 2023;18(1):48–64. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2023-18-1-48-64.Sedova E.S., Shcherbinin D.N., Bandelyuk A.S., Verkhovskaya L.V., Viskova N.Yu., Avdonina E.D., Prokofiev V.V., Ryabova E.I., Esmagambetov I.B., PervoykinaK.A., BogachevaE.A., LysenkoA.A., ShmarovM.M. Method for obtaining recombinant antibodies produced by a cell line transduced with recombinant adenoviruses. Tonk. Khim. Tekhnol. = Fine Chem. Technol. 2023;18(1):48–64. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2023-18-1-48-64.

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