Summary

Virus Zika Sistema infecciosa cultivo celular y la<em> In Vitro</em> Profiláctica Efecto de los interferones

Published: August 23, 2016
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Summary

Zika Virus (ZIKV), an emerging pathogen, is linked to fetal developmental abnormalities and microcephaly. The establishment of an effective infectious cell culture system is crucial for studies of ZIKV replication as well as vaccine and drug development. In this study, various virological assays pertaining to ZIKV are illustrated and discussed.

Abstract

Zika Virus (ZIKV) es un patógeno emergente que está vinculado a anomalías en el desarrollo del feto, como microcefalia, defectos oculares y problemas de crecimiento. ZIKV es un virus ARN de la familia Flaviviridae. ZIKV se transmite principalmente a través de los mosquitos, pero también puede ser transmitida por la madre a la transmisión vertical del feto, así como el contacto sexual. Hasta la fecha, no existen opciones de tratamiento o vacunas fiables disponibles para proteger a las personas infectadas por el virus. El desarrollo de un sistema reproducible y eficaz de virus Zika infecciosa cultivo celular es fundamental para el estudio de los mecanismos moleculares de la replicación ZIKV así como el desarrollo de medicamentos y vacunas. En este sentido, se informa aquí un protocolo que describe un sistema de mamífero basado en células in vitro Zika virus de cultivo para el análisis de la producción y el crecimiento viral. Se presentan detalles sobre la formación de placas por el virus Zika en una monocapa de células y la placa de ensayo para medir el título viral. la cinética de replicación del genoma viraly los intermedios replicatory de doble cadena de ARN del genoma se determinan. Esta plataforma de cultivo se utiliza para la pantalla contra una biblioteca de un pequeño conjunto de citoquinas que resultan en la identificación de interferón α (IFN-α), IFN-β y IFN-γ como inhibidores potentes de crecimiento viral Zika. En resumen, un sistema in vitro infecciosa viral Zika la cultura y diversos ensayos virológicos se ponen de manifiesto en este estudio, que tiene el potencial de beneficiar en gran medida la comunidad de investigación para dilucidar aún más los mecanismos de patogénesis viral y la evolución de la virulencia del virus. Antiviral de IFN-alfa más se puede evaluar como profiláctico posterior a la exposición, y la opción profiláctica, el tratamiento de las infecciones por virus Zika en poblaciones de alto riesgo, incluidas las mujeres embarazadas infectadas.

Introduction

Zika Virus (ZIKV) es un importante patógeno humano asociado con microcefalia y los pobres resultados del embarazo 1,4. ZIKV pertenece al conjunto de los flavivirus médicamente relevantes que pueden causar defectos neurológicos tales como el dengue, del Nilo Occidental, y virus de la encefalitis de San Luis. El principal modo de transmisión viral es por el mosquito vector Aedes aegypti, y, además, la transmisión sexual también se ha informado de 5,6. ZIKV se ha convertido en un problema de salud mundial importante debido a la expansión de la distribución geográfica del mosquito vector y su fuerte correlación con defectos de nacimiento. ZIKV primero fue aislado en 1947 a partir de un mono rhesus centinela en el bosque Zika, Uganda y el primer caso humano se informó en 1952 7,8. Los individuos que se infectan con ZIKV presentarse con síntomas leves como fiebre, erupción cutánea, dolor de cabeza, conjuntivitis, dolor muscular y / conjunta. Las mujeres embarazadas infectadas pueden transmitir ZIKV al feto en desarrollo 1. ZIKV infección también se ha relacionado con el síndrome de Guillain-Barre, un trastorno del nervio periférico desmielinización autoinmune 9.

El genoma viral Zika consiste en un sentido positivo, molécula de ARN de cadena simple que es de aproximadamente 10,8 kilobases de longitud. La estructura del genoma está organizado como 5'NCR-C-prM-E-NS1-NS2A-NS2B-NS3-NS4A-2K-NS4B-NS5-3'NCR, con las regiones no codificantes (NCR) que flanquean una región codificadora de proteínas 6. Una sola poliproteína (3419 aa) se traduce en que es co- y post-translacional escindido en 10 péptidos más pequeños. Tanto el 5'NCR y las estructuras de tallo-bucle de ARN 3'NCR juegan un papel crítico en el inicio de la traducción del genoma viral y la replicación. Los componentes estructurales del genoma se componen de las proteínas de la cápside, de membrana, y el sobre. Las proteínas no estructurales son críticos para la replicación del genoma.

En la actualidad, las cepas virales Zika se agrupan en tres genotipos principales: África Occidental, África Oriental y Asia 6,10-13. Se ha propuesto que el linaje de África Oriental extendido a África Occidental y Asia, donde más tarde se convirtió otros 12. El genotipo asiático es responsable de los brotes actuales en las Américas. virus Zika se puede cultivar tanto en mosquitos y células de mamíferos. Fibroblastos primarios dérmicas, células dendríticas inmaduras, células progenitoras neuronales corticales y células Vero son susceptibles a la infección viral Zika 10,14,15. Ambos tipo I y tipo II interferones han demostrado restringir el crecimiento ZIKV en fibroblastos de la piel 15. Los objetivos de este estudio son proporcionar un protocolo detallado paso a paso para la producción y ensayando del genotipo asiático ZIKA PRVABC59 cepa viral en un sistema de cultivo de células de mamíferos y para demostrar la utilidad de este sistema de cultivo infecciosa como una plataforma de desarrollo de fármacos. Este recurso tiene el potencial de beneficiar en gran medida la comunidad de investigación neurológica viral y Zika para esclarecer aún más its mecanismos de patogénesis viral y la evolución de la virulencia del virus.

Protocol

Nota: Un plan esquemático del flujo de trabajo se presenta en la Figura 1. 1. Las células Utilizar células Vero para la producción de virus Zika y análisis de ciclo de replicación viral. Preparar medio completo de crecimiento que contiene 10% de suero bovino fetal (FBS), 2 mM L-glutamina, penicilina (100 unidades / ml), estreptomicina (100 unidades / ml), y HEPES 10 mM. Células Vero de cultivo con el medio de crecimiento completo especif…

Representative Results

Una cepa viral Zika (PRVABC59; número de acceso GenBank KU501215) del genotipo asiático se utilizó en este estudio 12. Se utilizaron células Vero a 80% de confluencia para la investigación de novo infección viral Zika. Para la producción viral y caracterización virológica posterior, se empleó un paso precoz del virus (P3) Zika. Se observaron las placas virales en el segundo día de la infección. Zika progenie viral liberados de la célula infectada puede tr…

Discussion

Aquí, se presenta un protocolo simplificado para el cultivo de virus Zika in vitro. Los pasos críticos incluyendo, identificando los puntos finales óptimas para la expansión del cultivo del virus, la medición de título, y se proporcionaron cuantificar la replicación del genoma. virus Zika es un patógeno humano, por lo que, durante la manipulación de agentes infecciosos, los procedimientos de bioseguridad deben ser seguidas estrictamente. Una línea de células de riñón de mono, Vero, se utilizó para…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We would like to thank Dr. Aaron Brault and Dr. Brandy Russell of the Centers for Disease Control and Prevention (CDC), USA for providing Zika viral strain PRVABC59. We thank Nicholas Ten of Yale University for copy-editing this manuscript. This work was supported by the Cedars-Sinai Medical Center Institutional Programmatic Research Award to V.A.

Materials

Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) Sigma Life Science D5796
HEPES Life Technologies 15630080
Glutamax Life Technologies 35050061
2.5% Trypsin, 10X [-] Phenol Red   Corning 25-054-C1
Trypan Blue Stain 0.4% Life Technologies T10282
Countess – Automated Cell Counter ThermoFisher Scientific C10227
Countess-cell counting  chamber slides ThermoFisher Scientific C10283
Rneasy Mini Kit Qiagen 74104
Nanodrop 2000 Thermo Scientific Nanodrop 2000
mouse monoclonal anti-dsRNA antibody J2  English & Scientific Consulting Kft. 10010200
Goat anti-rabbit IgG Alexa Fluor 594 Life Technologies A11020
SUPERSCRIPT III RT  Life Technologies 18080085
SYBR QPCR SUPERMIX W/ROX Life Technologies 11744500
QuantStudio12K Flex Real-Time PCR System Thermo Fischer 4471088
RNase-Free DNase Promega M6101
Vero Cell Line  ATCC CCL-81
Zika viral strain PRVABC59 Centers for Disease Control and Prevention (CDC)
IL-6 Peprotech 200-06             
IL-1 alpha        Peprotech 200-01A          
TNF-alpha Peprotech 300-01A          
Interferon alpha A   R & D Systems 11100-1
Interferon beta Peprotech 300-02BC
Interferon gamma Peprotech 300-02
Centrifuge 5415R Eppendorf 5415R
Centrifuge 5810R Eppendorf 5810R
Nikon Eclipse Ti Immunofluorescence Microscope with Nikon Intenselight C-HGFI Nikon Visit Nikon for Request

References

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Cite This Article
Contreras, D., Arumugaswami, V. Zika Virus Infectious Cell Culture System and the In Vitro Prophylactic Effect of Interferons. J. Vis. Exp. (114), e54767, doi:10.3791/54767 (2016).

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