vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2023-374-9-32-37vetpress-2776Research ArticleЗООТЕХНИЯ И ВЕТЕРИНАРИЯZOOTECHNICS AND VETERINARY MEDICINEИммунохроматографическая тест-система для экспресс-диагностики бешенстваImmunochromatographic test-system for express diagnostics of rabieshttps://orcid.org/0000-0003-2650-6459ГалееваА. Г.GaleevaA. G.

Антонина Глебовна Галеева, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник

Научный городок-2, Казань, 420075

Antonina Glebovna Galeeva, Candidate of Veterinary Sciences, senior researcher

Nauchny gorodok-2, Kazan, 420075

antonina-95@yandex.ruНасыровШ. М.NasyrovSh. M.

Шамиль Минесалихович Насыров, кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник

Научный городок-2, Казань, 420075

Shamil Minesalikhovich Nasyrov, Candidate of Veterinary Sciences, leading researcher

Nauchny gorodok-2, Kazan, 420075

shamyl777@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4520-7596КашеваровГ. С.KashevarovG. S.

Глеб Сергеевич Кашеваров, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Научный городок-2, Казань, 420075

Gleb Sergeevich Kashevarov, Candidate of Biological Sciences, senior researcher

Nauchny gorodok-2, Kazan, 420075

kaschewarow@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0908-4058ЕфимоваМ. А.EfimovaM. A.

Марина Анатольевна Ефимова• доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник;• доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник 

Научный городок-2, Казань, 420075; ул. Сибирский тракт, д. 35, Казань, 420029

Marina Anatolyevna Efimova• Doctor of Biological Sciences, leading Researcher;• Doctor of Biological Sciences, Professor, leading Researcher

Nauchny gorodok-2, Kazan, 420075; 35 Sibirsky trakt, Kazan, 420029

marina-2004r@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6205-9460АлееваЗ. З.AleevaZ. Z.

Замиля Загитовна Алеева, младший научный сотрудник

Научный городок-2, Казань, 420075

Zamilya Zagitovna Aleeva, Junior researcher

Nauchny gorodok-2, Kazan, 420075

https://orcid.org/0000-0002-9146-6855АрутюнянГ. С.ArutyunyanG. S.

Гузалия Салиджановна Арутюнян, младший научный сотрудник

Научный городок-2, Казань, 420075

Guzaliya Salidzhanovna Arutyunyan, Junior researcher

Nauchny gorodok-2, Kazan, 420075

https://orcid.org/0000-0002-0413-5936ЯруллинаГ. М.YarullinaG. M.

Гельфиря Минзагитовна Яруллина, младший научный сотрудник

Научный городок-2, Казань, 420075

Gelfirya Minzagitovna Yarullina, Junior researcher

Nauchny gorodok-2, Kazan, 420075

https://orcid.org/0000-0002-1732-6977АхмадеевР. М.AkhmadeevR. M.

Рафаил Мазитович Ахмадеев, кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник

Научный городок-2, Казань, 420075

Rafail Mazitovich Akhmadeev, Candidate of Veterinary Sciences, Leading researcher

Nauchny gorodok-2, Kazan, 420075

ahm_rafail@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2367-672XСальниковВ. В.SalnikovV. V.

Вадим Владимирович Сальников, доктор биологических наук, профессор, заведующий кабинетом электронной микроскопии

ул. Лобачевского, 2, Казань, 420111

Vadim Vladimirovich Salnikov, Doctor of Biological Sciences, Рrofessor, Head of electron microscopy Department

2 Lobachevskogo Str., Kazan, 420111

salnikov_russ@yahoo.comФедеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасностиРоссияFederal Center for Toxicological, Radiation and Biological SafetyRussian FederationФедеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности; Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. БауманаРоссияFederal Center for Toxicological, Radiation and Biological Safety; Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N.E. BaumanRussian FederationКазанский институт биохимии и биофизики – обособленное подразделение ФИЦ «Казанский научный центр Российской академии наук»РоссияKazan Institute of Biochemistry and Biophysics is a separate subdivision of the Kazan Scientific Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202322092023093237Copyright © Галеева А.Г., Насыров Ш.М., Кашеваров Г.С., Ефимова М.А., Алеева З.З., Арутюнян Г.С., Яруллина Г.М., Ахмадеев Р.М., Сальников В.В., 20232023Галеева А.Г., Насыров Ш.М., Кашеваров Г.С., Ефимова М.А., Алеева З.З., Арутюнян Г.С., Яруллина Г.М., Ахмадеев Р.М., Сальников В.В.Galeeva A.G., Nasyrov S.M., Kashevarov G.S., Efimova M.A., Aleeva Z.Z., Arutyunyan G.S., Yarullina G.M., Akhmadeev R.M., Salnikov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2776Актуальность

Актуальность. Бешенство (лат. rabies) входит в группу трансмиссивных вирусных зооантропонозов, глобально влияющих на здравоохранение и общественную экономику. В Российской Федерации, согласно ГОСТ 26075-2013, для диагностики бешенства приоритетен метод вирусовыделения с последующей детекцией методом флуоресцирующих антител (МФА), однако призыв Всемирной организации здравоохранения к отказу от исследований с применением животных делает актуальными дальнейшую разработку и совершенствование диагностических методов in vitro.

Цель исследования

Цель исследования. Конструирование тест-системы на основе иммунохроматографического анализа (ИХА) для экспресс-диагностики бешенства.

Методы

Методы. Наночастицы коллоидного золота (НчКЗ) с оптимальным диаметром (25–30 нм) были синтезированы посредством цитратного восстановления золотохлористоводородной кислоты и морфометрически охарактеризованы по результатам просвечивающей электронной микроскопии. Конъюгация НчКЗ с антирабическими антителами осуществлена методом нековалентной сшивки, в результате чего были получены стабильные конъюгаты с коэффициентом иммобилизации 91,8 ± 1,7%.

Результаты

Результаты. Применялась классическая схема прямого (сэндвичного) ИХА, при котором жидкая фаза (образец, содержащий искомый антиген) связывается с мечеными специфическими антителами и в процессе миграции по твердой фазе образует в тестовой зоне окрашенный комплекс с нанесенными специфическими антителами («сэндвич» НчКЗ-антитело — антиген — антитело). Постановка ИХА осуществлялась с положительными, отрицательными и гетерологичными антигенами. Итоговые данные исследования образцов методом ИХА находились в прямой корреляции с результатами иммуноферментного анализа (ИФА) и МФА и демонстрировали 100%-ную специфичность. Представленные данные подтверждают функциональность ИХА для детекции антигена вируса бешенства в патологическом материале.

Relevance

Relevance. Rabies is included in the group of transmissible viral zooanthroponoses that globally affect public health and the public economy. In Russian Federation, according to the State Standard 26075-2013, the method of virus isolation is a priority for the diagnosis of rabies, followed by detection by the method of fluorescent antibodies (MFA), however, the call of the World Health Organization to abandon research using animals makes it relevant to further develop and improve diagnostic methods in vitro.

The purpose of the study

The purpose of the study. Designing a test system based on immunochromatographic analysis (IHA) for rapid diagnosis of rabies.

Methods

Methods. Colloidal gold nanoparticles (CGN) with an optimal diameter (25–30 nm) were synthesized by citrate reduction of chloroauric acid and morphometrically characterized by the results of transmission electron microscopy. The conjugation of CGN with anti-rabies antibodies was carried out by non-covalent cross-linking, as a result of which stable conjugates were obtained with an immobilization coefficient of 91.8 ± 1.7%.

Results

Results. The classical scheme of direct (sandwich) was used IHA, in which the liquid phase (a sample containing the desired antigen) binds to labeled specific antibodies and, during migration through the solid phase, forms a colored complex with applied specific antibodies in the test zone («sandwich» NCHKZ-antibody — antigen — antibody). ICA was performed with positive, negative and heterologous antigens. The results of the study of samples by ICA were in direct correlation with the results of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and MFA and demonstrated 100% specificity. The presented data confirm the functionality of ICA for the detection of rabies virus antigen in pathological material.

бешенствосерологическая диагностикаэкспресс-диагностикаиммунохроматографический анализгликопротеин вируса бешенстваrabiesserological diagnosticsexpress diagnosticsimmunochromatographic assayrabies virus glycoproteinReferencesНовикова Е.Н., Коба И.С., Скориков А.В. Мониторинг бешенства животных в Краснодарском крае и Российской Федерации. Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2022; (11): 69–75. https://doi.org/10.36871/vet.zoo.bio.202211009Novikova E.N., Koba I.S., Skorikov A.V. Monitoring of animal rabies in the Krasnodar Territory and the Russian Federation. Veterinary, Zootechnics and Biotechnology. 2022; (11): 69–75 (In Russian). https://doi.org/10.36871/vet.zoo.bio.202211009Ботвинкин А.Д. и др. Возвращение бешенства после многолетнего межэпизоотического периода (Амурская область, Россия). Ветеринария сегодня. 2022; 11(4): 309–318. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2022-11-4-309-318Botvinkin A.D. et al. Rabies re-emergence after long-term disease freedom (Amur Oblast, Russia). Veterinary Science Today. 2022; 11(4): 309–318 (In Russian). https://doi.org/10.29326/2304-196X-2022-11-4-309-318Ахметзянова Н.М., Свадеба Я.С. Бешенство: на пути от эпидемии к экзотической болезни. Архитектура здоровья. 2020; (1): 18–29. https://www.elibrary.ru/uljcosAkhmetzyanova N.M., Svadeba Ya.S. Rabies: on the way from epidemic to exotic disease. Arkhitektura zdorov’ya. 2020; (1): 18–29 (In Russian). https://www.elibrary.ru/uljcosWebster L.T., Dawson, Jr. J.R. Early Diagnosis of Rabies by Mouse Inoculation. Measurement of Humoral Immunity to Rabies by Mouse Protection Test. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. 1935; 32(4): 570–573. https://doi.org/10.3181/00379727-32-7767PWebster L.T., Dawson, Jr. J.R. Early Diagnosis of Rabies by Mouse Inoculation. Measurement of Humoral Immunity to Rabies by Mouse Protection Test. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. 1935; 32(4): 570–573. https://doi.org/10.3181/00379727-32-7767PГаврилова Ю.К., Генералов С.В., Абрамова Е.Г., Никифоров А.К. Методы in vitro для выявления вируса бешенства и оценка их использования в производстве антирабического иммуноглобулина. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2021; 21(2): 76–84. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2021-21-2-76-84Gavrilova Yu.K., Generalov S.V., Abramova E.G., Nikiforov A.K. In vitro methods for rabies virus detection, and evaluation of their use in the production of rabies immunoglobulin. BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2021; 21(2): 76–84 (In Russian). https://doi.org/10.30895/2221-996X-2021-21-2-76-84Peng D.P. et al. Comparison of a new gold-immunochromatographic assay for the detection of antibodies against avian influenza virus with hemagglutination inhibition and agar gel immunodiffusion assays. Veterinary Immunology and Immunopathology. 2007; 117(1–2): 17–25. https://doi.org/10.1016/j.vetimm.2007.01.022Peng D.P. et al. Comparison of a new gold-immunochromatographic assay for the detection of antibodies against avian influenza virus with hemagglutination inhibition and agar gel immunodiffusion assays. Veterinary Immunology and Immunopathology. 2007; 117(1–2): 17–25. https://doi.org/10.1016/j.vetimm.2007.01.022Tenzin T. et al. Evaluation of a rapid immunochromatographic test kit to the gold standard fluorescent antibody test for diagnosis of rabies in animals in Bhutan. BMC Veterinary Research. 2020; 16: 183. https://doi.org/10.1186/s12917-020-02405-4Tenzin T. et al. Evaluation of a rapid immunochromatographic test kit to the gold standard fluorescent antibody test for diagnosis of rabies in animals in Bhutan. BMC Veterinary Research. 2020; 16: 183. https://doi.org/10.1186/s12917-020-02405-4Kasempimolporn S., Saengseesom W., Huadsakul S., Boonchang S., Sitprija V. Evaluation of a rapid immunochromatographic test strip for detection of Rabies virus in dog saliva samples. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. 2011; 23(6): 1197–1201. https://doi.org/10.1177/1040638711425576Kasempimolporn S., Saengseesom W., Huadsakul S., Boonchang S., Sitprija V. Evaluation of a rapid immunochromatographic test strip for detection of Rabies virus in dog saliva samples. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. 2011; 23(6): 1197–1201. https://doi.org/10.1177/1040638711425576Nishizono A. et al. A simple and rapid immunochromatographic test kit for rabies diagnosis. Microbiology and Immunology. 2008; 52(4): 243–249. https://doi.org/10.1111/j.1348-0421.2008.00031.xNishizono A. et al. A simple and rapid immunochromatographic test kit for rabies diagnosis. Microbiology and Immunology. 2008; 52(4): 243–249. https://doi.org/10.1111/j.1348-0421.2008.00031.xДыкман Л.А., Хлебцов Н.Г. Золотые наночастицы в биологии и медицине: достижения последних лет и перспективы. Acta Naturae. 2011; 3(2): 36–58. https://www.elibrary.ru/oxlgylDykman L.A., Khlebtsov N.G. Gold nanoparticles in biology and medicine: recent advances and prospects. Acta Naturae. 2011; 3(2): 34–55. https://www.elibrary.ru/oxkwbjЕфимова М.А., Ахмадеев Р.М., Галеева А.Г., Валеева А.Р., Мифтахов Н.Р., Мукминов М.Н., Хаертынов К.С., Шуралев Э.А. Выделение гликопротеина вируса бешенства методом трехфазной экстракции и характеристика его антигенных свойств. Проблемы особо опасных инфекций. 2022; 1: 86–93. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2022-1-86-93Efimova M.A., Akhmadeev R.M., Galeeva A.G., Valeeva A.R., Miftakhov N.R., Mukminov M.N., Khaertynov K.S., Shuralev E.A. Isolation of Rabies Virus Glycoprotein Using Three-Phase Extraction and Characteristics of its Antigenic Properties. Problems of Particularly Dangerous Diseases. 2022; 1: 86–93 (In Russian). https://doi.org/10.21055/0370-1069-2022-1-86-93Efimova M.A., Shamaev N.D., Shuralev E.A., Mukhamedzhanova A.G., Khaertynov K.S. Optimization of the conditions for preparation of antirabic diagnostic globulins. Asian Journal of Pharmaceutics. 2018; 12(4): 1384–1389.Efimova M.A., Shamaev N.D., Shuralev E.A., Mukhamedzhanova A.G., Khaertynov K.S. Optimization of the conditions for preparation of antirabic diagnostic globulins. Asian Journal of Pharmaceutics. 2018; 12(4): 1384–1389.Schindelin J. et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 2012; 9(7): 676–682. https://doi.org/10.1038/nmeth.2019Schindelin J. et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 2012; 9(7): 676–682. https://doi.org/10.1038/nmeth.2019Hermanson G.T. Bioconjugate Techniques. 3rd ed. New York: Academic Press. 2013; 1200. ISBN 9780123822390Hermanson G.T. Bioconjugate Techniques. 3rd ed. New York: Academic Press. 2013; 1200. ISBN 9780123822390Сотников Д.В., Бызова Н.А., Жердев А.В., Дзантиев Б.Б. Количественные закономерности иммобилизации антител на золотых наночастицах: изучение состава и функциональной активности. Современная химическая физика на стыке физики, химии и биологии. Сборник тезисов Международной научной конференции. Черноголовка: Институт проблем химической физики РАН. 2021; 283, 284. https://www.elibrary.ru/fyiabjSotnikov D.V., Byzova N.A., Zherdev A.V., Dzantiev B.B. Quantitative measurements of antibody immobilization on gold nanoparticles: study of composition and functional activity. Modern chemical physics at the intersection of physics, chemistry and biology. Collection of abstracts of the International scientific conference. Chernogolovka: Institute of Problems of Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences. 2021; 283, 284 (In Russian). https://www.elibrary.ru/fyiabjЯрков С.П., Третьяков С.И., Шаулина Е.К., Бровкина А.Н., Храмов Е.Н. Повышение чувствительности иммунохроматографических тестов для выявления возбудителя сибирской язвы и стафилококкового энтеротоксина типа В на основе усиления серебром и инструментальной регистрации. Медицина экстремальных ситуаций. 2019; 21(3): 454–463. https://www.elibrary.ru/ksffstYarkov S.P., Tretyakov S.I., Shaulina E.K., Brovkina A.N., Khramov E.N. Elevation the sensitivity of immunochromatographic tests to identify the causative agent of anthrax and staphylococcal enterotoxin type B based on silver amplification and instrumental recording. Medicine of Extreme Situations. 2019; 21(3): 454–463 (In Russian). https://www.elibrary.ru/ksffst

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