Impact of amino acid substitution T203I in hemagglutinin on growth characteristics in vitro and hemagglutinin thermostability of A/H3N2 influenza viruses

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Background: Russian live attenuated influenza vaccines are a three-component preparations that contain vaccine strains based on current epidemic influenza A/H1N1, A/H3N2 and B strains. Recent influenza viruses A/H3N2 are most susceptible to drift antigenic changes, and therefore, this component of the live attenuated influenza vaccines must be constantly updated. Current vaccine strains of live attenuated influenza vaccines are obtained by the method of classical reassortment using selective factors in developing chicken embryos. During the process of preparation of live attenuated influenza vaccines strains, single reassortants can acquire various egg-adaptive amino acid substitutions in hemagglutinin and neuraminidase – the genes responsible for the antigenic correspondence of the vaccine strain to the epidemic parent. These amino acid substitutions can affect the biological properties of the vaccine strain, thereby reducing the effectiveness of this component of live attenuated influenza vaccines.

AIM: The aim of the study was to explore the effect of amino acid substitution T203I in hemagglutinin of A/H3N2 influenza viruses on growth characteristics and hemagglutinin thermostability.

MATERIALS AND METHODS: For the study, three pairs of A/H3N2 vaccine reassortants were prepared. Reassortants differed from each other by amino acid Thr or Ile at position 203 in the hemagglutinin. The growth properties of vaccine strains were assessed by titration in eggs at 26–40°C and in a MDCK cell culture at 33°C. The thermostability of the hemagglutinin of studied influenza viruses was assessed by determining their ability to agglutinate 1% erythrocytes after exposure to elevated temperatures in the range of 37–70°C.

RESULTS: The amino acid substitution T203I in hemagglutinin in reassortants obtained on the basis of current influenza A/H3N2 viruses acquired during the preparation of vaccine strains does not affect the temperature sensitivity of viruses. It was shown that viruses with an egg-adaptive substitution T203I in hemagglutinin have more pronounced cold-adapted phenotype and a higher reproductive activity in MDCK cell culture, compared to strains without this mutation. It was found that hemagglutinin of reassortants with 203 Ile is more thermostable than with 203 Thr.

CONCLUSIONS: Our data indicate that the amino acid substitution of T203I in hemagglutinin in current influenza A/H3N2 viruses does not have a negative effect on biological properties, but improves growth characteristics in eggs and MDCK cells, as well as the thermostability of viruses.

About the authors

Ekaterina A. Bazhenova

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: sonya.01.08@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3280-556X

Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Ekaterina A. Stepanova

Institute of Experimental Medicine

Email: fedorova.iem@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8670-8645
SPIN-code: 8010-3047

Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Tatiana S. Kotomina

Institute of Experimental Medicine

Email: tstretiak@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9999-089X
SPIN-code: 7613-9715

Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Nataliya V. Larionova

Institute of Experimental Medicine

Email: nvlarionova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1171-3383
SPIN-code: 4709-5010

Dr. Sci. (Biol.), Leading Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Irina V. Kiseleva

Institute of Experimental Medicine

Email: irina.v.kiseleva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3892-9873
SPIN-code: 7857-7306

Dr. Sci. (Biol.), Professor, Head of the Laboratory

Russian Federation, Saint Petersburg

Larisa G. Rudenko

Institute of Experimental Medicine

Email: vaccine@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0107-9959
SPIN-code: 4181-1372

Dr. Sci. (Med.), Professor, Honored Scientist of the Russian Federation

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Wareing MD, Marsh GA, Tannock GA. Preparation and characterization of attenuated cold-adapted influenza A reassortants derived from the A/Leningrad/134/17/57 donor strain. Vaccine. 2002;20(16):2082–2090. doi: 10.1016/s0264-410x(02)00056-7
  2. Isakova-Sivak I, Chen LM, Matsuoka Y, et al. Genetic bases of the temperature-sensitive phenotype of a master donor virus usedin live attenuated influenza vaccines: A/Leningrad/134/17/57 (H2N2). Virology. 2011;412(2):297–305. doi: 10.1016/j.virol.2011.01.004
  3. Sanger F, Nicklen S, Coulson AR. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc Natl Acad Sci USA. 1977;74(12):5463–5467. doi: 10.1073/pnas.74.12.5463
  4. Reed L, Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints. American Journal of Epidemiology. 1938;27(3): 493–497. doi: 10.1093/OXFORDJOURNALS.AJE.A118408
  5. Scholtissek C. Stability of infectious influenza A viruses at low pH and at elevated temperature. Vaccine. 1985;3(3 Suppl): 215–218. doi: 10.1016/0264-410x(85)90109-4
  6. Imai M, Watanabe T, Hatta M, et al. Experimental adaptation of an influenza H5HA confers respiratory droplet transmission to a reassortant H5HA/H1N1 virus in ferrets. Nature. 2012;486(7403):420–428. doi: 10.1038/nature10831
  7. Shelton H, Roberts KL, Molesti E, et al. Mutations in haemagglutinin that affect receptor binding and pH stability increase replication of a PR8 influenza virus with H5 HA in the upper respiratory tract of ferrets and may contribute to transmissibility. J Gen Virol. 2013;94(Pt 6):1220–1229. doi: 10.1099/vir.0.050526-0
  8. Wen F, Li L, Zhao N, et al. A Y161F hemagglutinin substitution increases thermostability and improves yields of 2009 H1N1 influenza A virus in cells. J Virol. 2018;92(2):e01621–17. doi: 10.1128/JVI.01621-17

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Bazhenova E.A., Stepanova E.A., Kotomina T.S., Larionova N.V., Kiseleva I.V., Rudenko L.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».