Quantifizierung der Antikörper-abhängige Verstärkung der Zika-Virus in primären humanen Zellen
Summary
Wir beschreiben eine Methode zur Bewertung der Wirkung der vorbestehenden Immunität gegen Dengue-Virus auf der Zika-Virus-Infektion mit humanem Serum, primären humanen Zellen und Infektion Quantifizierung durch quantitative Real-Time Polymerase-Kettenreaktion.
Abstract
Die jüngste Entstehung der Flavivirus Zika und neurologischen Komplikationen, wie z. B. Guillain-Barré-Syndrom und Mikrozephalie bei Säuglingen, brachte schwere öffentliche Sicherheitsbedenken. Unter den Risikofaktoren ist Antikörper-abhängige Verstärkung (ADE) die bedeutendste Gefahr wie der jüngsten Wiederauftauchen der Zika-Virus (ZIKV) vor allem in Bereichen, ist wo die Bevölkerung ausgesetzt war und ist in einem Zustand der Pre-Immunität gegen andere nahestehende Flaviviren, vor allem Dengue-Virus (DENV). Hier beschreiben wir ein Protokoll zur Quantifizierung der Wirkung von humanem Serum Antikörper gegen DENV auf ZIKV Infektion in primären humanen Zellen oder Zell-Linien.
Introduction
Unter den Mücken übertragenen Viruserkrankungen gehört Zika Infektion klinisch wichtig1. Die Infektion wird durch die Flavivirus ZIKV verursacht, die in den meisten Fällen, Aedes Aegypti als seine primäre Vektor1,2nutzt. Allerdings gibt es Studien, die als primäre Vektor in einigen ZIKV Ausbrüche3 Aedes Albopictus gemeldet haben. Obwohl die Infektion in vielen Fällen symptomlos, sind die häufigsten Symptome Fieber, Kopfschmerzen und Muskel-Schmerz-2. Es gibt keine Behandlung oder Impfung zur ZIKV Infektion und die Behandlung ist meist unterstützend. Den jüngsten Ausbrüchen von ZIKV in Südamerika führte zu schweren Fällen der Krankheit und ca. 20-fold Zunahme der Neurodevelopmental Störung bei Feten Mikrozephalie2benannt. Da Südamerika eine Fläche in mehrere Arboviren wie DENV und West-Nil-Virus endemisch ist, ist es wichtig zu untersuchen, ob vorherige Immunität gegen andere flavivirus(es) eine Rolle in der Schwere der ZIKV Infektionen und Krankheiten spielt.
Im Laufe der Jahrhunderte haben Viren entwickelt verschiedene Strategien um ihre Chance auf Infektiosität um Host Cell Maschinen übernehmen und unterdrücken die antivirale Reaktion zu erhöhen. Eines der faszinierendsten von allen ist die Verwendung der Host vor Immunsystem Antikörper durch Viren, die Replikation mit dem Phänomen ADE4zu verbessern. ADE über alle vier Serotypen DENV wurde auch untersucht und nachgewiesen, virale Titer und Krankheit Ergebnis5,6,7zu erhöhen. In einer früheren in-vitro-Studie haben wir erhebliche Verbesserung der ZIKV Replikation durch Vorerkrankungen DENV Immunität in primären menschlichen Immunzellen8gezeigt. Wir haben auch gezeigt, dass eine entsprechende in-vitro-Methode um die Fähigkeit der DENV bereits vorhandene Antikörper, ZIKV Replikation in Primärzellen verbessern zu quantifizieren.
Das Protokoll, das wir entwickelt haben verwendet menschliches Serum-Proben, die geprüft werden DENV Neutralisation TCID / 50 oder Plaque Reduktion Neutralisation Test (PRNT) assays, zusammen mit ZIKV in biologisch relevanten Zellen oder Zellen aus Geweben, die ZIKV zu infizieren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kreuzreaktivität von DENV Antikörpern führt zu ADE von anderen Serotypen DENV hat die Entwicklung eines wirksamen Impfstoff11behindert. ZIKV gehört zu der gleichen Familie Flaviviridae, und hat eine beträchtliche Homologie mit anderen Flaviviren, vor allem DENV12. Das Hauptziel von neutralisierenden Antikörpern für ZIKV und DENV ist das Hüllprotein, das eine sehr hohe strukturelle und quartären Sequenzhomologie zwischen den zwei Viren13…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde großzügig unterstützt von 1R21AI129881-01 (bis T.M.C), Start-up-Mittel aus den nationalen Emerging ansteckende Krankheiten Laboratorien und der Boston University School of Medicine.
Materials
| Fetal Bovine Serum | GEMINI | 100-106 | |
| iCycler | BioRad | 785BR02188 | Model No. CFX96 Optics Module |
| Microfuge 18 Centrifuge | Beckman Coulter | 367160 | |
| Nanodrop-1000 | Thermoscientific | 1072 | |
| Quantifast SYBR-One step RT-PCR kit | Qiagen | 204154 | Used for 1 step RT-qPCR |
| RNeasy RNA Isolation Kit | Qiagen | 74106 | Used for RNA extraction |
| RPMI-medium | Gibco | 11875093 |
Referencias
- Hayes, E. B. Zika virus outside Africa. Emerging Infectious Diseases. 15, 1347-1350 (2009).
- Grard, G., et al. Zika virus in Gabon (Central Africa) – 2007: a new threat from Aedes albopictus. PLoS Neglected Tropical Diseases. 8 (2), 2681 (2014).
- Fauci, A. S., Morens, D. M. Zika Virus in the Americas–Yet Another Arbovirus Threat. New England Journal of Medicine. 374 (7), 601-604 (2016).
- Hawkes, R. A. Enhancement of the Infectivity of Arboviruses by Specific Antisera Produced in Domestic Fowls. Australian Journal of Experimental Biology and Medical Science. 42, 465-482 (1964).
- Musso, D., Gubler, D. J. Zika Virus. Clinical Microbiology Reviews. 29 (3), 487-524 (2016).
- Vaughn, D. W., et al. Dengue viremia titer, antibody response pattern, and virus serotype correlate with disease severity. The Journal of Infectious Diseases. 181 (1), 2-9 (2000).
- Khandia, R., et al. Modulation of Dengue/Zika Virus Pathogenicity by Antibody-Dependent Enhancement and Strategies to Protect Against Enhancement in Zika Virus Infection. Frontiers of Immunology. 9, 597 (2018).
- Londono-Renteria, B., et al. A relevant in vitro human model for the study of Zika virus antibody-dependent enhancement. Journal of General Virology. 98 (7), 1702-1712 (2017).
- Ganger, M. T., Dietz, G. D., Ewing, S. J. A common base method for analysis of qPCR data and the application of simple blocking in qPCR experiments. BMC Bioinformatics. 18 (1), 534 (2017).
- Renn, L. A., et al. High-throughput quantitative real-time RT-PCR assay for determining expression profiles of types I and III interferon subtypes. Journal of Visualized Experiments. (97), e52650 (2015).
- McArthur, M. A., et al. Dengue vaccines: recent developments, ongoing challenges and current candidates. Expert Review of Vaccines. 12 (8), 933-953 (2013).
- Priyamvada, L., et al. Humoral cross-reactivity between Zika and dengue viruses: implications for protection and pathology. Emerging Microbes and Infections. 6 (5), 33 (2017).
- Dai, L., et al. Molecular basis of antibody-mediated neutralization and protection against flavivirus. IUBMB Life. 68 (10), 783-791 (2016).
- Dai, L., et al. Structures of the Zika Virus Envelope Protein and Its Complex with a Flavivirus Broadly Protective Antibody. Cell Host & Microbe. 19 (5), 696-704 (2016).
- Sirohi, D., et al. The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus. Science. 352 (6284), 467-470 (2016).
- George, J., et al. Prior Exposure to Zika Virus Significantly Enhances Peak Dengue-2 Viremia in Rhesus Macaques. Scientific Reports. 7 (1), 10498 (2017).
- Morens, D. M., Halstead, S. B. Measurement of antibody-dependent infection enhancement of four dengue virus serotypes by monoclonal and polyclonal antibodies. Journal of General Virology. 71, 2909-2914 (1990).
- Dejnirattisai, W., et al. Cross-reacting antibodies enhance dengue virus infection in humans. Science. 328 (5979), 745-748 (2010).
- Priyamvada, L., et al. Human antibody responses after dengue virus infection are highly cross-reactive to Zika virus. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (28), 7852-7857 (2016).
- Charles, A. S., Christofferson, R. C. Utility of a Dengue-Derived Monoclonal Antibody to Enhance Zika Infection In Vitro. PLoS Currents. 8, (2016).
- Swanstrom, J. A., et al. Dengue Virus Envelope Dimer Epitope Monoclonal Antibodies Isolated from Dengue Patients Are Protective against Zika Virus. MBio. 7 (4), (2016).
