Summary

Quantitative Analysen aller Influenza Typ A Viral Hämagglutininen und Neuraminidasen mit Universal Antikörper in Einfache Slot Blot Assays

Published: April 04, 2011
doi:

Summary

Ein einfaches Slot-Blot-Methode wurde für die Quantifizierung von Influenza Virus Hämagglutinin und Neuraminidase mit universellen Antikörper, die gegen ihre stärksten konservierten Sequenzen durch bioinformatische Analysen identifiziert entwickelt. Dieser innovative Ansatz kann eine sinnvolle Alternative zu quantitativen Bestimmung aller viralen Hämagglutinin und Neuraminidase.

Abstract

Hämagglutinin (HA) und Neuraminidase (NA) sind zwei Oberflächenproteine ​​von Influenza-Viren, die bekanntlich eine wichtige Rolle im viralen Lebenszyklus und die Induktion von schützenden Immunantworten 1,2 zu spielen. Als Hauptzielgruppe für neutralisierende Antikörper, ist HA derzeit als das Influenza-Impfstoff Potenz Marker verwendet und wird durch einzelne radiale Immundiffusion (SRID) 3 gemessen. Allerdings verursacht die Abhängigkeit der SRID von der Verfügbarkeit der entsprechenden Subtyp-spezifischen Antiseren mindestens 2-3 Monate Verzögerung für die Veröffentlichung von jedem neuen Impfstoff. Darüber hinaus, obwohl es Belege, dass die NA auch induziert eine schützende Immunität 4, die Höhe der NA in Influenza-Impfstoffen ist noch nicht standardisiert durch einen Mangel an geeigneten Reagenzien oder analytische Methode 5. So sind einfache Alternative Methoden in der Lage Quantifizierung HA und NA-Antigenen wünschenswert für die schnelle Freigabe und bessere Qualitätskontrolle von Influenza-Impfstoffen.

Universell konservierten Regionen in allen verfügbaren Influenza-A-HA und NA-Sequenzen wurden von einer leistungsfähigen Bioinformatik-Analysen 6-7 identifiziert. Eine Sequenz (bezeichnet als Uni-1) wurde in die einzige universell konservierte Epitop des HA, das Fusionspeptid 6 identifiziert, während zwei konservierte Sequenzen in Neuraminidasen, einer in der Nähe der enzymatisch aktiven Stelle (bezeichnet als HCA-2) und die identifiziert wurden, andere in der Nähe des N-Terminus (bezeichnet als HCA-3) 7. Peptide mit dieser Aminosäure-Sequenzen wurden synthetisiert und verwendet, um Kaninchen für die Produktion von Antikörpern zu immunisieren. Der Antikörper gegen das Uni-1-Epitop von HA konnte auf 13 Subtypen von Influenza-A-HA (H1-H13) zu binden, während die Antikörper gegen die HCA-2 und HCA-3-Regionen von NA wurden binden alle 9 NA-Subtypen. Alle Antikörper zeigten bemerkenswerte Spezifität gegen die viralen Sequenzen als durch die Beobachtung, dass keine Kreuzreaktivität zu Allantois Proteine ​​erkannt wurde nachgewiesen. Diese universellen Antikörper wurden dann verwendet, um Slot-Blot-Assays zu entwickeln, HA und NA in Influenza-A-Impfstoffe ohne die Notwendigkeit für spezifische Antiseren 7,8 quantifizieren. Vaccine Proben wurden auf eine PVDF-Membran mit einer Slot-Blot-Apparatur mit Referenzstandards verdünnt, um verschiedenen Konzentrationen angewendet. Für den Nachweis von HA, wurden die Proben und Standard-First in Tris-gepufferter Kochsalzlösung (TBS) mit 4M Harnstoff, während für die Messung von NA sie in TBS verdünnt wurden mit 0,01% Zwittergent diese Bedingungen deutlich verbessert die Nachweisempfindlichkeit. Nach der Erkennung des HA und NA-Antigenen durch Immunoblot mit ihren jeweiligen universellen Antikörper wurden Signalintensitäten durch Densitometrie quantifiziert. Mengen von HA und NA in den Impfstoffen wurden dann anhand einer Standardkurve mit den Signalintensitäten der verschiedenen Konzentrationen der Referenzen verwendet etabliert.

Da diese Antikörper binden an universellen Epitope in HA oder NA konnten sich Interessierte Forscher sie als Werkzeuge der Forschung Verwendung in Immunoassays andere als die Slot-Blot nur.

Protocol

1. Vorbereitung der Reagenzien und Geräte Vor Beginn der Slot-Blot-Verfahren, bereiten 20_mls 4M Harnstoff-Lösung in Tris-gepufferter Kochsalzlösung (20 mM Tris, 137 mM NaCl, pH 7,6) (TBS) für die Hämagglutinin-oder HA, Slot-Blot-oder 20_mls einer 0,01% Zwittergent Lösung in TBS für die Neuraminidase-oder NA, Slot-Blot. Während 4M Harnstoff jedes Mal frisch zubereitet werden sollte, ist eine 10% ige Zwittergent Stammlösung in dH 2 O für mindestens 6 Monate bei Raumtemperatur stabil und ka…

Discussion

Quantitative Bestimmung des Influenza Virus HA und NA sind entscheidend für die Impfstoff-Forschung und Entwicklung, da diese beiden Oberflächenproteine ​​wichtigsten viralen Komponenten induzieren Immunreaktionen 6-11 sind. Zuvor berichtete immunologische Methoden zum Nachweis dieser Proteine ​​benötigen Belastung spezifischen Antikörpern. Die einfache, reproduzierbare und schnelle Slot-Blot-Methode, um die HA und NA-Antigenen hier beschriebenen Quantifizierung eignen sich für alle Influenza-A-V…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren bedanken sich bei Frau Monika Tocchi für redaktionelle Durchsicht des Manuskripts danken. AMH wird durch ein Stipendium von King Abdulaziz Universität unterstützt wird, durch den saudi-arabischen Kulturbüro in Kanada.

Materials

Name of the reagent or equipment Company Catalogue number Comments
Bio-Dot SF Microfiltration Apparatus Bio-Rad 170-6542  
Bio-Dot SF Filter paper Bio-Rad 162-0161  
Immobilon-FL transfer membrane (PVDF) Millipore IPFL00010  
Vacuum pump Millipore WP6111560  
Chemiluminescence BioMax Light Film Kodak 178 8207  
FluorChem Gel Documentation System Alpha Innotech 29-008-1896X  
Universal rabbit antibodies against HA and NA antigens   Uni-1 (HA) HCA-2, HCA-3 (NA) Antibodies are available through MTA or can be generated by interested investigators according to the procedures previously described6,7.
Influenza vaccine reference antigen CBER/FDA or NIBSC    
Influenza vaccine samples     Commonly available in most countries
Urea Sigma-Aldrich U1250  
Zwittergent 3-14 Detergent Calbiochem 693017  
Tween-20 Fisher Scientific BP337-500  
Blotting Grade Blocker Non-fat dry milk Bio-Rad 170-6404  
ImmunoPure Goat Anti-Rabbit IgG, (H+L), Peroxidase Conjugated Thermo Scientific 31460  
SuperSignal West Dura Extended Duration Substrate Thermo Scientific 34075  

Referencias

  1. Webster, R. G., Bean, W. J. Genetics of influenza virus. Annu Rev Genet. 12, 415-431 (1978).
  2. Skehel, J. J., Wiley, D. C. Receptor binding and membrane fusion in virus entry: the influenza hemagglutinin. Annu Rev Biochem. 69, 531-569 (2000).
  3. Wood, J. M. The influence of the host cell on standardisation of influenza vaccine potency. Dev Biol Stand. 98, 183-188 (1999).
  4. Sylte, M. J., Suarez, D. L. Influenza neuraminidase as a vaccine antigen. Curr Top Microbiol Immunol. 333, 227-241 (2009).
  5. Bright, R. A., Neuzil, K. M., Pervikov, Y., Palkonyay, L. WHO meeting on the role of neuraminidase in inducing protective immunity against influenza infection. Vaccine. 27, 6366-6369 (2008).
  6. Chun, S. Universal antibodies and their applications to the quantitative determination of virtually all subtypes of the influenza A viral hemagglutinins. Vaccine. 26, 6068-6076 (2008).
  7. Gravel, C. Qualitative and quantitative analyses of virtually all subtypes of influenza A and B viral neuraminidases using antibodies targeting the universally conserved sequences. Vaccine. 28, 5774-5784 (2010).
  8. Li, C. A simple slot blot for the detection of virtually all subtypes of the influenza A viral hemagglutinins using universal antibodies targeting the fusion peptide. Nat Protoc. 5, 14-19 (2010).
  9. Harvey, R., Wheeler, J. X., Wallis, C. L., Robertson, J. S., Engelhardt, O. G. Quantitation of haemagglutinin in H5N1 influenza viruses reveals low haemagglutinin content of vaccine virus NIBRG-14 (H5N1). Vaccine. 26, 6550-6554 (2008).
  10. Li, C. Application of deglycosylation and electrophoresis to the quantification of influenza viral hemagglutinins facilitating the production of 2009 pandemic influenza (H1N1) vaccines at multiple manufacturing sites in China. Biologicals. 38, 284-289 (2010).
  11. Johansson, B. E., Pokorny, B. A., Tiso, V. A. Supplementation of conventional trivalent influenza vaccine with purified viral N1 and N2 neuraminidases induces a balanced immune response without antigenic competition. Vaccine. 20, 1670-1674 (2002).
  12. Hashem, A. Universal antibodies against the highly conserved influenza fusion peptide cross-neutralize several subtypes of influenza A virus. Biochem Biophys Res Comm. , (2010).

Play Video

Citar este artículo
Gravel, C., Li, C., Wang, J., Hashem, A. M., Jaentschke, B., Van Domselaar, G., He, R., Li, X. Quantitative Analyses of all Influenza Type A Viral Hemagglutinins and Neuraminidases using Universal Antibodies in Simple Slot Blot Assays. J. Vis. Exp. (50), e2784, doi:10.3791/2784 (2011).

View Video