Исследование холодоадаптированного ослабленного мутанта SARS-CoV-2 методами просвечивающей, криоэлектронной и атомно-силовой микроскопии

Одним из традиционных подходов к созданию живых аттенуированных вакцин является холодовая адаптация вируса с получением температурочувствительных (ts) мутантов. В настоящей работе мы исследовали морфологические особенности и антигенные свойства ослабленного ts-мутанта F-F3 SARS-CoV-2 в сравнении с родительским штаммом FEB2 (Omicron BA.5.2). Просвечивающая электронная микроскопия вируса, инактивированного ультрафиолетовым облучением, не выявила существенных различий в морфологии негативно контрастированных вирусных частиц и S-спайков: вокруг вирионов обнаружена характерная «корона», состоящая из шипов в нативной префузионной кон формации. Криоэлектронная микроскопия родительского штамма подтвердила присутствие S-спайков в префузионной конформации, в то время как ts-мутанта не исследовали данным методом в связи с недостаточной концентрацией вирионов. Инкубация с иммунными сыворотками против омикрон-подобного штамма выявила образование иммунных комплексов как в случае родительского штамма, так и ts-мутанта. Атомно-силовая микроскопия позволила предположить наличие в препарате единичных вирионов, но не выявила характерной «короны» вокруг них. Это может быть связано с хрупкостью S-спайков, разрушаемых в процессе пробоподготовки, либо с маскирующим эффектом агрегатов сывороточного альбумина из культуральной клеточной среды.

1. Kordyukova L.V., Shanko A.V. COVID-19: Myths and reality. Biochemistry (Mosc.). 2021;86(7):800–817.

2. Maassab H.F., DeBorde D.C. Development and characterization of cold-adapted viruses for use as live virus vaccines. Vaccine. 1985;3(5):355–369.

3. Gracheva A.V., Drokov A.O., Smirnova D.I., Khokhlo va D.M., Korchevaya E.R., Pankratov A.A., Trunova G.V., Khokhlova V.A., Vorontsova M.S., Leneva I.A., Svitich O.A., Zverev V.V., Faizuloev E.B. Virulence and tissue tropism of dif ferent epidemiologically significant SARS-CoV-2 variants for golden Syrian hamsters. J. Microbiol. Epidemiol. Immunobiol. 2024;101(4):470–482.

4. Kordyukova L.V., Moiseenko A.V., Serebrya- kova M.V., Shuklina M.A., Sergeeva M.V., Lioznov D.A., Shanko A.V. Structural and immunoreactivity properties of the SARS-CoV-2 spike protein upon the development of an inactivated vaccine. Viruses. 2023;15(2):480.

5. Kordyukova L.V., Moiseenko A.V., Timofeeva T.A., Fedyakina I.T. Cryo-electron microscopy of enveloped vi ruses using an upgraded transmission electron microscope: influenza type A and B viruses and SARS-CoV-2. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2023;78(Suppl. 1):S17–S21.

6. Kiss B., Kis Z., Pályi B., Kellermayer M.S.Z. Topog raphy, spike dynamics, and nanomechanics of individual na tive SARS-CoV-2 virions. Nano Lett. 2021;21(6):2675–2680.

7. Bagrov D.V., Glukhov G.S., Moiseenko A.V., et al. Structural characterization of Β-PROPIOLACTONE inacti vated severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS COV-2) particles. Microsc. Res. Tech. 2022;85(2):562–569.

8. Yaminsky I., Akhmetova A., Meshkov G. Femtoscan online software and visualization of nano-objecs in high-res olution microscopy. Nanoindustry. 2018;(6):414–416.

9. Gracheva A.V., Korchevaya E.R., Ammour Yu.I., Smirnova D.I., Sokolova O.S., Glukhov G.S., Moiseen ko A.V., Zubarev I.V., Samoilikov R.V., Leneva I.A., Svi- tich O.A., Zverev V.V., Faizuloev E.B. Immunogenic prop erties of SARS-CoV-2 inactivated by ultraviolet light. Arch. Virol. 2022;167(11):2181–2191.

10. Грачева А.В. Вирулентность, иммуногенность и протективная активность холодоадаптированного омикрон-подобного штамма SARS-CoV-2. Материалы XVI Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора Современные проблемы эпидемиологии, микробиологии и гигиены. Екатеринбург: ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора; 2024:35–37.

11. Wrobel A.G., Benton D.J., Roustan C., Borg A., Hussain S., Martin S.R., Rosenthal P.B., Skehel J.J., Gam blin S.J. Evolution of the SARS-CoV-2 spike protein in the human host. Nat. Commun. 2022;13(1):1178.

12. Cardoso-Lima R., Santos-Oliveira R., Souza P.F.N., Barbosa L.R.S., Wuite G.J.L., Alencar L.M.R. Physical viro- logy: how physics is enabling a better understanding of recent viral invaders. Biophys. Rev. 2023;15(4):611–623.