scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2713-0428-20-3E-42-48scbmt-1624Research ArticleМЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS AND TECHNOLOGIES OF BIOMEDICAL RESEARCHЗависимость антительного ответа молодняка овец от способа иммунизации рекомбинантным миостатиномDependence of the Antibody Response of Young Sheep on the Method of Immunization with Recombinant MyostatinЕзерскийВ. А.EzerskiyV. A.

Езерский Вадим Аркадьевич 

249013, Калужская обл., Боровск, п. Институт

Vadim A. Ezerskiy 

249013, Kaluga Region, Borovsk, Institut Village

ez.vadim@yandex.ruКолосковаЕ. М.KoloskovaE. M.

Колоскова Елена Михайловна, к.б.н. 

249013, Калужская обл., Боровск, п. Институт

Elena M. Koloskova, Cand. Sci. (Biol.) 

249013, Kaluga Region, Borovsk, Institut Village

heleko3@yandex.ruВсероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных — филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства — ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста»РоссияAll-Russian Research Institute of Physiology, Biochemistry and Animal Nutrition — Branch of the Federal Scientific Centre of Animal Husbandry — All-Russian Institute of Animal Husbandry named after Academician L.K. ErnstRussian Federation202412112024203E4248Copyright © Езерский В.А., Колоскова Е.М., 20242024Езерский В.А., Колоскова Е.М.Ezerskiy V.A., Koloskova E.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/1624

Несмотря на успехи в создании генно-модифицированных животных с новыми хозяйственно-полезными признаками, иммунобиотехнологические методы представляют собой альтернативный, более традиционный и безопасный для здоровья животного способ повышения мясной продуктивности сельскохозяйственных животных. Например, животные с нокаутом гена MSTN имеют не только чрезмерно развитую мускулатуру, но и серьёзные проблемы со здоровьем и воспроизводством. Блокировка действия эндогенного миостатина иммунными методами в фазе интенсивного роста животных может оказаться способом, востребованным для эффективного животноводства. В настоящее время для иммунизации в качестве антигенов всё чаще используют очищенные рекомбинантные белки и пептиды, обладающие низкой собственной иммуногенностью. Эффективность создаваемых вакцин зависит не только от используемого антигена, но и адъювантов, способов её введения, вида животных и определяется в основном эмпирически. Нами был получен штамм-продуцент рекомбинантного миостатина (рМСТ), белок был использован в качестве антигена в композиции с разными адъювантами для определения его иммуногенности. С гелем гидроксида алюминия в качестве адъюванта рМСТ был использован в качестве вакцины для иммунизации 4-месячных ягнят. Было показано, что однократная подкожная многоточечная иммунизация в дозировке 1 мг рМСТ/гол. приводила к ощутимому иммунному ответу и приросту живой массы. 

Despite the success in creating genetically modified animals with improved economic characteristics, immunological biotechnologies represent an alternative, more conventional and safer, approach to increasing the meat productivity of farm animals. For example, animals with a knockout of the MSTN gene have not only overly developed muscles, but also serious health and reproduction problems. Blocking the action of endogenous myostatin by immune methods in the phase of intensive animal growth may become a hightech and safe method for effective animal husbandry. Currently, purified recombinant proteins and peptides with a low intrinsic immunogenicity are increasingly used as antigens for immunization. The effectiveness of the created vaccines depends not only on the antigen used, but also on the methods of its administration, adjuvants, and the type of animals, being determined, as a rule, empirically. We obtained a recombinant myostatin (rMST) producing strain; the protein was used as an antigen in a composition with various adjuvants to determine its immunogenicity. The obtained rMST, along with aluminum hydroxide gel as an adjuvant, was used as a vaccine to immunize four-month-old lambs. It was shown that a single subcutaneous multipoint immunization at a dosage of 1 mg rMST per head led to a noticeable immune response and an increase in body weight.

рекомбинантный миостатиниммунизацияягнятатитр антителИФАприрост живой массыrecombinant myostatinimmunizationvaccinelambsantibody titerELISAlive weight gainработа выполнена в рамках государственного задания № 0445-2021-0002.the work was performed in the framework of State Project No. 0445-2021-0002.ReferencesКозлов В.Г., Ожерелков С.В., Санин А.В., Кожевникова Т.Н. Адъюванты в современной медицине и ветеринарии. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2014;1:91–102.Kozlov V.G., Ozherelkov S.V., Sanin A.V., Kozhevnikova T.N. Ad"yuvanty v sovremennoy meditsine i veterinarii [Adjuvants in modern medicine and veterinary]. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology]. 2014;1:91–102. (In Russian).Колоскова Е.М., Езерский В.А., Жукова О.Б. Получение бактериального рекомбинантного миостатина для индуцирования синтеза специфических к миостатину аутоантител. Биомедицина. 2022;18(3):22–26. DOI: 10.33647/2074-5982-18-3-22-26Koloskova E.M., Ezerskiy V.A., Zhukova O.B. Poluchenie bakterial'nogo rekombinantnogo miostatina dlya indutsirovaniya sinteza spetsificheskikh k miostatinu autoantitel [Preparation of bacterial recombinant myostatin to induce the synthesis of myostatin-specific autoantibodies]. Biomeditsina [Journal Biomed]. 2022;18(3):22–26. (In Russian). DOI: 10.33647/2074-5982-18-3-22-26Колоскова Е.М., Езерский В.А. Рекомбинантный миостатин: выделение и использование в вакцинах. Биомедицина. 2023;19(3):17–22. DOI: 10.33647/2074-5982-19-3-17-22Koloskova E.M., Ezerskiy V.A. Rekombinantnyy miostatin: vydelenie i ispol'zovanie v vaktsinakh [Recombinant myostatin: Isolation and use in vaccines]. Biomeditsina [Journal Biomed]. 2023;19(3):17–22. (In Russian). DOI: 10.33647/2074-5982-19-3-17-22Курбатова Е.А., Ахматов Э.А., Ахматова Н.К., Воробьев Д.С., Егорова Н.Б., Батуро А.П., Романенко Э.Е., Цветков Ю.Е., Сухова Е.В., Яшунский Д.В., Нифантьев Н.Э. Действие гидроксида алюминия на систему врождённого иммунитета и иммуногенность бактериальных и синтетических антигенов Streptococcus pneumoniae. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2014;6:59–67.Kurbatova E.A., AkhmatovE.A., Akhmatova N.K., Vorob'ev D.S., Egorova N.B., Baturo A.P., Romanenko E.E., Tsvetkov Yu.E, Sukhova E.V., Yashunskiy D.V., Nifant'ev N.E. Deystvie gidroksida alyuminiya na sistemu vrozhdennogo immuniteta i immunogennost' bakterial'nykh i sinteticheskikh antigenov Streptococcus pneumoniae [Effect of aluminium hydroxide on innate immunity and immunogenicity of bacterial and synthetic antigens of Streptococcus pneumoniae]. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology]. 2014;6:59–67. (In Russian).Трухачев В.И., Селионова М.И., Криворучко А.Ю., Айбазов А.М. Генетические маркеры мясной продуктивности овец (Ovis aries L.). Сообщение I. Миостатин, кальпаин, кальпастатин. Сельскохозяйственная биология. 2018;53(6):1107–1119. DOI: 10.15389/agrobiology.2018.6.1107rusTrukhachev V.I., Selionova M.I., Krivoruchko A.Yu., Aibazov A.M. Geneticheskie markery myasnoy produktivnosti ovets (Ovis aries L.). Soobshchenie I. Miostatin, kal'pain, kal'pastatin [Genetic markers of meat productivity of sheep (Ovis aries L.). Report I. Myostatin, calpain, calpastatin (review)]. Sel’skokhozyaistvennaya biologiya [Agricultural Biology]. 2018;53(6):1107–1119. (In Russian). DOI: 10.15389/agrobiology.2018.6.1107rusChen M.M., Zhao Y.P., Zhao Y., Deng S.L., Yu K. Regulation of myostatin on the growth and development of skeletal muscle. Front. Cell Dev. Biol. 2021;9:785712. DOI: 10.3389/fcell.2021.785712Chen M.M., Zhao Y.P., Zhao Y., Deng S.L., Yu K. Regulation of myostatin on the growth and development of skeletal muscle. Front. Cell Dev. Biol. 2021;9:785712. DOI: 10.3389/fcell.2021.785712Nielsen T.L., Vissing J., Krag T.O. Antimyostatin treatment in health and disease: The story of great expectations and limited success. Cells. 2021;10(3):533. DOI: 10.3390/cells10030533Nielsen T.L., Vissing J., Krag T.O. Antimyostatin treatment in health and disease: The story of great expectations and limited success. Cells. 2021;10(3):533. DOI: 10.3390/cells10030533Shardlow E., Mold M., Exley C. Unraveling the enigma: Elucidating the relationship between the physicochemical properties of aluminium-based adjuvants and their immunological mechanisms of action. Allergy Asthma Clin. Immunol. 2018;14:80. DOI: 10.1186/s13223-018-0305-2Shardlow E., Mold M., Exley C. Unraveling the enigma: Elucidating the relationship between the physicochemical properties of aluminium-based adjuvants and their immunological mechanisms of action. Allergy Asthma Clin. Immunol. 2018;14:80. DOI: 10.1186/s13223-018-0305-2Su Y., Li D., Xing Y., Wang H., Wang J., Yuan J., Wang X., Cui F., Yin Y., Zhang X. Subcutaneous immunization with fusion protein DnaJ-ΔA146Ply without additional adjuvants induces both humoral and cellular immunity against pneumococcal infection partially depending on TLR4. Front. Immunol. 2017;8:686. DOI: 10.3389/fimmu.2017.00686Su Y., Li D., Xing Y., Wang H., Wang J., Yuan J., Wang X., Cui F., Yin Y., Zhang X. Subcutaneous immunization with fusion protein DnaJ-ΔA146Ply without additional adjuvants induces both humoral and cellular immunity against pneumococcal infection partially depending on TLR4. Front. Immunol. 2017;8:686. DOI: 10.3389/fimmu.2017.00686Xu Y., Mao L., Zheng Y. Prokaryotic expression and immunogenicity analysis of yak recombinant myostatin. Anim. Biotechnol. 2012;23(4):253–260. DOI: 10.1080/10495398.2012.722157Xu Y., Mao L., Zheng Y. Prokaryotic expression and immunogenicity analysis of yak recombinant myostatin. Anim. Biotechnol. 2012;23(4):253–260. DOI: 10.1080/10495398.2012.722157Zhang T., Yang H., Wang R., Xu K., Xin Y., Ren G., Zhou G., Zhang C., Wang L., Zhang Z. Oral administration of myostatin-specific whole recombinant yeast Saccharomyces cerevisiae vaccine increases body weight and muscle composition in mice. Vaccine. 2011;29(46):8412–8416. DOI: 10.1016/j.vaccine.2011.08.007Zhang T., Yang H., Wang R., Xu K., Xin Y., Ren G., Zhou G., Zhang C., Wang L., Zhang Z. Oral administration of myostatin-specific whole recombinant yeast Saccharomyces cerevisiae vaccine increases body weight and muscle composition in mice. Vaccine. 2011;29(46):8412–8416. DOI: 10.1016/j.vaccine.2011.08.007

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