Aqui nós apresentamos dois protocolos, um para medir a taxa de crescimento específico e outro para a capacidade de ligação de celular de rotavírus usando o ensaio de placa e RT-qPCR. Esses protocolos são disponível para confirmar as diferenças de fenótipos entre cepas de rotavírus.
Contra o rotavírus é o principal fator etiológico para a diarreia infantil. É um vírus de RNA double-stranded (ds) e constitui uma população geneticamente diversa, conhecida como quasispecies, devido à sua taxa de mutação de alta. Aqui, descrevemos como medir a taxa de crescimento específico e a capacidade de ligação de celular de rotavírus como seus fenótipos. Rotavírus é tratado com tripsina, a reconhecer o receptor de células e em seguida inoculado em cultura de células MA104. O sobrenadante, incluindo progênies virais, é coletado intermitentemente. O ensaio da chapa é usado para confirmar o título de vírus (unidade de deformação: pfu) de cada coletado sobrenadante. A taxa de crescimento específico é estimada por encaixe de dados tempo-curso de pfu/mL para o modelo de Gompertz modificado. No ensaio de ligação de celular, células MA104 em uma placa de 24 são infectadas com rotavírus e incubadas durante 90 min a 4 ° C para a adsorção de rotavírus para receptores celulares. Baixa temperatura impede de rotavírus de invadir a célula hospedeira. Após a lavagem para remover virions desacoplados, RNA é extraído de virions anexados a receptores celulares, seguidos de síntese do cDNA e transcrição reversa PCR quantitativo (RT-qPCR). Estes protocolos podem ser aplicados para investigar as diferenças fenotípicas entre estirpes virais.
Vírus de RNA formam uma população geneticamente diversa, conhecida como quasispecies1, por causa de sua taxa de mutação,2 que é maior do que de organismos baseados em DNA. Estrutura populacional em quasispecies é afetada por fatores genéticos população, incluindo a mutação, a pressão de seleção e deriva genética. As tensões dentro de uma única linhagem genética podem mostrar diferentes fenótipos devido à diversidade genética. Por exemplo, luzimeire et al mostrou que a sensibilidade de cloro livre foi diferente entre cepas de norovírus murino que se originou de uma estirpe de placa-purificado S7-PP33.
Rotavírus (rotavírus de género na família reoviridae) são vírus não-envelopado ds RNA formando quasispecies2. Além dos factores genéticos de população acima descritos, rearranjo do genoma afeta a diversidade genética de rotavírus porque este vírus tem 11 genomas segmentados4. Rotavírus causam diarreia, principalmente entre os bebés, e mortes infantis em 2013 foram estimados cerca de 250.0005. Duas vacinas estão em uso em vários países e têm sido eficazes na redução da carga de infecção por rotavírus, mas alguns pesquisadores a discutir a presença de vacina-fuga mutantes6,7,8, 9. a caracterização desses mutantes é importante compreender os mecanismos de fuga-vacina.
Aqui, apresentamos os protocolos para dois ensaios para avaliar a taxa de crescimento específico e a capacidade de ligação de celular de rotavírus a fim de compreender as diferenças fenotípicas entre estirpes/mutantes. A curva de crescimento de rotavírus foi apresentada em anteriores relatórios10, mas geralmente não medem parâmetros de crescimento, tais como taxa de crescimento específico. Um célula-ensaio realizado anteriormente envolve o de técnica de coloração imunofluorescente11. Aqui mostramos os métodos mais fáceis de usar o ensaio da chapa e RT-qPCR, que nos permitem discutir quantitativamente a diferença em fenótipos virais. Estes métodos são apropriados para a caracterização de fenótipos de rotavírus e finalmente podem contribuir para a construção de novas vacinas eficazes para vários genótipos.
Nosso protocolo para medir a taxa de crescimento específico é mais fácil do que as anteriores e pode ser adaptado para outros vírus, a menos que seu sistema de cultura de células ainda não foi estabelecido. Neste estudo, nós usamos RRV (G3P[3]) porque esta cepa pode formar placas mais fácil do que o rotavírus humanos quando usando linhas de células MA104. Algumas cepas de rotavírus humano não podem formar placa nesta linha de celular. Portanto, em vez de ensaio da chapa, o foco formando (FFU) ensaio15 ou mediana cultura do tecido infecciosa dose unitária (TCID50) ensaio pode ser aplicado para muitas cepas de rotavírus16. O protocolo apresentado para determinação da taxa de crescimento específico pode ser usado para outros tipos de vírus, mas não é adequado para o vírus para o qual não é estabelecido a nenhum sistema de cultura celulares estabelecidas. Antes de iniciar o experimento para a taxa de crescimento específico, é melhor saber com antecedência quando o título de vírus infecciosos começa a aumentar e atingir a fase estacionária em um teste preliminar. Se também muitas placas estão presentes, o ensaio de placa deve efectuar-se novamente depois de alterar a taxa de diluição das amostras de vírus. A pós-infecção horas (hpi) para coletar amostras também são importantes porque a inclinação da fase de crescimento exponencial pode ser subestimada, se o ponto de tempo adequado para alcançar a fase estacionária é perdido. Na aproximação pelo modelo de Gompertz modificado, um coeficiente de determinação sempre deve ser calculado e verificado. Se a aptidão para o modelo de Gompertz modificado é baixa, outros modelos de crescimento, tais como o modelo logístico modificado12 podem ser preferíveis.
Na manipulação de células, ao remover o inóculo médio ou vírus, a PBS para lavar ou agarose gel para ensaio de placa deve ser prontamente adicionados a cada um bem de uma placa de cultura de células para evitar que as células da secura. Ao mesmo tempo, você deve derramar delicadamente PBS ou agarose para células não para desconectar-se de poços. Este passo é o mais importante em ambos os ensaios (passo 3.9 e 3.11). Se o ensaio da chapa tem também muitas amostras, recomendamos subdividindo o gel de agarose (100ml cada máximo é recomendado) em várias garrafas médias e aquecer as garrafas até imediatamente antes da utilização desde agarose gel é solidificado dentro de cerca de 10 minutos no quarto temperatura. Tripsina é vulnerável a altas temperaturas,17, uma solução de tripsina deve ser adicionada a um médio e agarose para o ensaio de placa depois de arrefecer adequadamente.
No ensaio de ligação de celular, a incubação para ligação do vírus às células deve ser feita a 4 ° C para evitar a invasão das células. De acordo com o método de13, do Gilling células são propensas a secar em temperaturas baixas, por agitação suave é necessário cada 15 minutos durante a incubação. O kit de extração de RNA utilizado aqui pode ser substituído por outros kits. O declive da curva padrão em RT-qPCR deve ser aproximadamente 3.3, e o coeficiente de determinação deve ser superior a 0.98. Comparado com o microscópio de fluorescência para visualizar a localização do vírus nas células, o ensaio é mais rápida e fácil de usar porque a ligação de substâncias fluorescentes para vírus não é necessária.
Recentemente, enteroid intestinal humana (HIE), exibindo uma função e composição celular similar como epitélio gastrointestinal humano, tornou-se disponível para rotavírus propagação18. O uso de HIE pode permitir-nos avaliar a taxa de crescimento específico e a capacidade de ligação de celular de cepas não-viáveis de rotavírus. Além disso, os dois experimentos descritos aqui podem ser aplicados à avaliação dos efeitos da droga em ambos os fenótipos19. Os protocolos aqui apresentados tornam possível discutir quantitativamente as alterações nos valores de parâmetro do fenótipo das cepas de rotavírus em variadas condições.
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi apoiado pelo projeto “O saneamento valor cadeia: projetando sistemas como Eco-Comunidade valor saneamento”, ResearchInstitute para a humanidade e a natureza (RIHN, projeto No.14200107).
7500 Real Time PCR System | Applied Biosystems | qPCR | |
Agar-EPI | Nakalai Tesque, Inc | 01101-34 | Plaque assay |
Disodium Hydrogenphosphate | Wako Pure Chemical Corporation | 194-02875 | Cell binding assay |
Eagle's MEM "Nissui" | Nissui Pharmaceutical Co., Ltd | _05900 | Cell culture |
Eagle's MEM "Nissui" | Nissui Pharmaceutical Co., Ltd | _05901 | Plaque assay |
EasYFlask 75 cm2 | Thermo Scientific | 156499 | Cell culture |
Fetal bovine Serim, qualified, USDA-approved regions | Gibco | 10437028 | Cell culture and Plaque assay |
Forward / Reverse primers | Eurofins Genomics | qPCR | |
L-Glutamine, 200 mM Solution | Gibco | 2530081 | Cell culture and Plaque assay |
Neutral Red | Wako Pure Chemical Corporation | 140-00932 | Plaque assay |
PBS (-) "Nissui" | Nissui Pharmaceutical Co., Ltd | _05913 | Cell culture and Plaque assay |
Penicillin-Streptomycin, Liguid | Gibco | 15140122 | Cell culture and Plaque assay |
Potassium Chloride | Wako Pure Chemical Corporation | 163-03545 | Cell binding assay |
Premix ExTaq (Perfect Real Time) | TAKARA Bio Inc. | RR039A | qPCR |
PrimeScriptTN RT reagent Kit (Perfect Real Time) | TAKARA Bio Inc. | RR037A | cDNA synthesis |
PrimeTime qPCR Probes | Medical and Biological Laboratories Co., Ltd. | qPCR | |
QIAamp Viral RNA Mini Kit | QIAGEN | 52904 | RNA extraction |
Sodium Bicarbonate | Wako Pure Chemical Corporation | 199-05985 | Cell culture and Plaque assay |
Sodium Chloride | Wako Pure Chemical Corporation | 198-01675 | Cell binding assay |
Tissue culture plates 24-well plate | TPP | 92024 | Cell binding assay |
Tissue culture plates 6-well plate | TPP | 92006 | Plaque assay |
Trizma base | SIGMA-ALDRICH | T1503 | Cell binding assay |
Trypsin from porcine pancrease | SIGMA-ALDRICH | T0303-1G | Activate for rotavirus |
Trypsin-EDTA (0.05 %), phenol red | Gibco | 25300054 | Cell culture |
Vertical 96-Well Thermal Cycler | Applied Biosystems | cDNA synthesis |