דור של Arenavirus רקומביננטי לפיתוח חיסון בתאי Vero-FDA
Summary
הצלת Arenaviruses רקומביננטי מcDNAs המשובטים, גישה המכונה להפוך גנטיקה, מאפשרת לחוקרים לחקור את התפקיד של מוצרים גנטיים נגיפיים ספציפיים, כמו גם את תרומתו של תחומים ושאריות הספציפיים השונים שלהם, להיבטים רבים ושונים של הביולוגיה של arenavirus . כמו כן, להפוך טכניקות גנטיקה בשורות תאי ה-FDA (Vero) לפיתוח חיסון מספק אפשרויות חדשות לייצור חיסונים יעילים ובטוחים כדי להילחם Arenaviruses פתוגניים אדם.
Abstract
הפיתוח והיישום של arenavirus ההפוכה גנטיקה מהווה פריצת דרך משמעותית בתחום arenavirus 4. השימוש במערכות minigenome arenavirus מבוססי תאים יחד עם היכולת ליצור רקומביננטי Arenaviruses זיהומיות עם מוטציות שנקבעו מראש בגנום שלהם יש להקל את החקירה של התרומה של גורמים ויראליים לשלבים של מחזור החיים arenavirus השונים, כמו גם מארח וירוס אינטראקציות ומנגנוני פתוגנזה arenavirus 1, 3, 11. בנוסף, הפיתוח של Arenaviruses trisegmented התיר את השימוש בגנום arenavirus להביע גנים זרים נוספים של ריבית, ובכך פתח את האפשרות של יישומי וקטור חיסון מבוסס arenavirus 5. כמו כן, ההתפתחות יחידה במחזור Arenaviruses זיהומיות המסוגלים גני כתב מבטאים מספקת כלי ניסיוני חדש כדי לשפר את הבטיחות של מחקר מעורבת highly Arenaviruses אדם פתוגניים 16. הדור של Arenaviruses רקומביננטי באמצעות טכניקות גנטיקה הפוכות מבוססות פלסמיד הסתמך עד כה על השימוש בשורות תאי מכרסמים 7,19, אשר מהווה חלק ממחסומים לפיתוח של מזון והתרופות האמריקאי (FDA) ברישיון חיסון או וקטורי חיסון. כדי להתגבר על מכשול זה, אנו מתארים כאן הדור יעיל של Arenaviruses רקומביננטי בתאי Vero-FDA.
Introduction
Arenaviruses הם וירוסים אפפו עם bisegmented, הגנום RNA שלילי תקוע 3 ששייכים למשפחת Arenaviridae. הגנום מקודד arenavirus ארבעה חלבונים באופן ambisense משני מגזרים נגיפיים נפרדים 3. הקטע הגדול (L) מקודד RNA פולימראז RNA התלוי (L) וטבעת הקטנה (ניו ג'ין ממש מעניינת) חלבון אצבע (Z) המשמשת ככוח המניע העיקרי של נגיף ניצנים. הקטע הקטן (S) מקודד nucleoprotein הנגיפי (NP) והמשטח גליקופרוטאין (GP) (איור 1).
כמה מחברי משפחת Arenaviridae אחראים לקדחת מדממת קטלנית (HF) בבני אדם 3. חששות עיקריים הוא לסה וירוס (LASV) וJunín וירוס (JUNV), אשר ידועים כגורמי תמותה גבוהה בחולים מאושפזים 8, 9. למרות שהווירוסים האלה הם אנדמיים למערב אפריקה וארגנטינה הכפרית, בהתאמה,יש חששות גוברים של יבוא LASV וJUNV לאזורים שאינם אנדמיים עקב נסיעות עלו 10. בנוסף, למרות שבדרך כלל לא קשור למחלה קשה בבני אדם, arenavirus prototypic וירוס choriomeningitis ימפוציטית (LCMV) נחשב הפתוגן מוזנח כמו שיש כבר מקרים של זיהום קטלני בחולי מדוכאי חיסון 6, 15 והוא אחראי למומים מולדים מולדים והפלות ספונטניות בנשים בהריון 2, 13. כרגע אין בארה"ב ה-FDA חיסונים נגד Arenaviruses וטיפול מוגבלים לnucleoside האנלוגי ribavirin, וזה רק יעיל באופן חלקי, ולעתים קרובות קשורות לתופעות לוואי משמעותיות.
כניסתה של הפוך מבוסס פלסמיד גנטיקה 4 ודור של Arenaviruses רקומביננטי 7, 19 שהתקדמה מאוד בתחום מחקר arenavirus. נכון לעכשיו, תאי מכרסמים (כגון BHK-21) המשמשים לgenerזמני של Arenaviruses רקומביננטי בשל פולימראז העכברי RNA אני מינים הספציפיים (Pol-I) אמרגן בימוי התעתיק הראשוני של ה-S ומגזרי L. עם זאת הצלת וירוס בתאי BHK-21 הן לא שיטה שאושרה לדור של Arenaviruses רקומביננטי כמועמדי זרעי חיסון פוטנציאליים. כאן אנו לתעד את השימוש בPol-האמרגן האנושי להצלה יעילה של העולם הישן prototypic (OW) LCMV והעולם החדש (NW) מתח # 1 פספוסים JUNV בתאי Vero. שימוש במתודולוגיה דומה, אנחנו שנוצרנו רקומביננטי LCMV trisegmented (r3LCMV) ופספוסי # 1 (r3Candid # 1) Arenaviruses המכילים שני גנים המקודדים זרים נוספים בשני קטעי RNA S שונים 5. מערכת חדשה זו מתבקשת לא רק פרוטוקול לשעתק ופשוט מאוד אבל יכולה להיות מיושמת באופן מיידי בדור של Arenaviruses רקומביננטי כחיסון פוטנציאלי או זרעי וקטור חיסון.
Protocol
Representative Results
Discussion
הדור של Arenaviruses רקומביננטי באמצעות טכניקות גנטיקה הפוכות מבוססות פלסמיד הפך גישה בשימוש נרחב לחקירת היבטים שונים של הביולוגיה arenavirus. כאן אנו לתעד שיפור חיוני למערכת הנוכחית על ידי ביצוע arenavirus מציל בתאי Vero, המאפשר לדור הפוטנציאל של מועמדי חיסון ה-FDA נגד Arenaviruses ווקטורי…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים לחברים בעבר ובהווה ובמעבדות יק"ט LM-S לפיתוח והשיפור של טכניקות הגנטיקה הפוכות arenavirus ופלסמידים. אנו מודים גם Snezhana Dimitrova לקבלת תמיכה טכנית. הנוגדן חד שבטי מופנה לJUNV NP (SA02-BG12) התקבל ממשאבי BEI (biodefense NIAID ומתעורר מחקר מאגר זיהומים משאבים). BYHC נתמכה על ידי מענק ממספר GM068411 פרס מוסדי רות ל 'Kirschstein שירות הלאומי למחקר. איו-R הוא Fullbright-Conicyt (BIO 2008) ורוצ'סטר חיסון האחווה (2012) נמען. תמיכה הנוכחית איו-R מסופקת על ידי מלגת דוקטורט לגיוון ומצוינות אקדמית מהמשרד לפיתוח פקולטה וגיוון באוניברסיטת רוצ'סטר. מחקר בLM-S מעבדה ממומן על ידי NIH מענקי RO1 AI077719, R21NS075611-01, R03AI099681-01A1, המרכז NIAID המצוינים למחקר שפעת ומעקבים (HHSN266200700008C), ואוניברסיטת רוצ'סטר המרכז לדוגמנות חיסונית biodefense (HHSN272201000055C).
מחקר במעבדת יק"ט נתמך על ידי מענקי RO1 AI047140, RO1 AI077719, וRO1 AI079665 מ-NIH.
Materials
| Material and methods | |||
|
Cell lines Vero E6 (African green monkey kidney epithelial cells) are maintained in a 37 °C incubator with 5 % CO2 in DMEM 10 % FBS 1 % PS. Cells are available from the American Type Culture Collection (ATCC, catalogue number CRL-1586). Plasmids All plasmids, with the exception of hpol-I L, can be grown at 37 °C, for 16-18 hr. We recommend that cultures of the hpol-I L be grown at 30 °C for 24 hr. Plasmids are prepared using a plasmid maxi kit (EZNA Fastfilter Plasmid Maxi Kit, Omega Bio-tek) following the manufacturer’s recommendations and stored at -20 °C. The concentration of the purified DNA plasmid is determined by spectrophotometry at 260 nm, with purity being estimated using the 260:280 nm ratio. Preparations with 1.8-2.0 260:280 nm ratios are considered appropriate for virus rescue purposes. Additionally, plasmid concentration and purity should be confirmed with agarose gel electrophoresis. Viruses The described protocol for rescuing rLCMV (Armstrong 53b) and rCandid#1 can be executed under biosafety level (BSL) 2 conditions. Contaminated material, including TCS and cells should be sterilized before disposal. Rescue of other arenavirus may require higher BSL facilities so proper safety/security measures must be followed. Tissue culture media and solutions DMEM 10 %FBS 1 %PS: 445 ml Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM), 50 ml of Fetal Bovine Serum (FBS), and 5 ml of 100X Penicillin/Streptomycin (PS). Store at 4 °C. This media will be used for maintenance of Vero cells. Infectious Media: 2-to-1 mixture of OptiMEM and DMEM 10 %FBS 1 %PS. Store at 4 °C. This media will be used during viral infections. 10X Phosphate buffered saline (PBS): 80 g of NaCl, 2 g of KCl, 11.5 g of Na2HPO4.7H2O, 2 g of KH2PO4. Add ddH2O up to 1 liter. Adjust pH to 7.3. Sterilize by autoclave. Store at room temperature. 1X PBS: Dilute 10X PBS 1:10 with ddH2O. Sterilize by autoclave and store at room temperature. 2.5 % BSA: 2.5 g of BSA in 97.5 ml of 1X PBS. Store at 4 °C. This is used as a blocking solution for IFA. |
Riferimenti
- Albarino, C. G., Bird, B. H., Chakrabarti, A. K., Dodd, K. A., Flint, M., Bergeron, E., White, D. M., Nichol, S. T. The major determinant of attenuation in mice of the Candid1 vaccine for Argentine hemorrhagic fever is located in the G2 glycoprotein transmembrane domain. Journal of Virology. 85, 10404-10408 (2011).
- Barton, L. L. Lymphocytic choriomeningitis virus: a neglected central nervous system pathogen. Clinical Infectious Diseases: an official publication of the Infectious Diseases Society of America. 22, 197 (1996).
- Buchmeier, M. J., Peter, C. J., de la Torre, J. C., Fields, B. N., Knipe, D. M., Howley, P. M. Arenaviridae: The viruses and their replication. Fields’ Virology. 2, 179201827 (2007).
- Emonet, S. E., Urata, S., de la Torre, J. C. Arenavirus reverse genetics: new approaches for the investigation of arenavirus biology and development of antiviral strategies. Virology. 411, 416-425 (2011).
- Emonet, S. F., Garidou, L., McGavern, D. B., de la Torre, J. C. Generation of recombinant lymphocytic choriomeningitis viruses with trisegmented genomes stably expressing two additional genes of interest. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 3473-3478 (2009).
- Fischer, S. A., Graham, M. B., Kuehnert, M. J., Kotton, C. N., Srinivasan, A., Marty, F. M., Comer, J. A., Guarner, J., Paddock, C. D., DeMeo, D. L., et al. Transmission of lymphocytic choriomeningitis virus by organ transplantation. The New England Journal of Medicine. 354, 2235-2249 (2006).
- Flatz, L., Bergthaler, A., de la Torre, J. C., Pinschewer, D. D. Recovery of an arenavirus entirely from RNA polymerase I/II-driven cDNA. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103, 4663-4668 (2006).
- Gunther, S., Lenz, O. Lassa virus. Critical reviews in clinical laboratory sciences. 41, 339-390 (2004).
- Harrison, L. H., Halsey, N. A., McKee, K. T., Peters, C. J., Barrera Oro, J. G., Briggiler, A. M., Feuillade, M. R., Maiztegui, J. I. Clinical case definitions for Argentine hemorrhagic fever. Clinical Infectious Diseases: An Official Publication of the Infectious Diseases Society of America. 28, 1091-1094 (1999).
- Isaacson, M. Viral hemorrhagic fever hazards for travelers in Africa. Clinical Infectious Diseases: An Official Publication of the Infectious Diseases Society of America. 33, 1707-1712 (2001).
- Kerber, R., Rieger, T., Busch, C., Flatz, L., Pinschewer, D. D., Kummerer, B. M., Gunther, S. Cross-species analysis of the replication complex of Old World arenaviruses reveals two nucleoprotein sites involved in L protein function. Journal of Virology. 85, 12518-12528 (2011).
- Lee, K. J., Novella, I. S., Teng, M. N., Oldstone, M. B., de La Torre, J. C. NP and L proteins of lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) are sufficient for efficient transcription and replication of LCMV genomic RNA analogs. Journal of Virology. 74, 3470-3477 (2000).
- Mets, M. B., Barton, L. L., Khan, A. S., Ksiazek, T. G. Lymphocytic choriomeningitis virus: an underdiagnosed cause of congenital chorioretinitis. American Journal of Ophthalmology. 130, 209-215 (2000).
- Murakami, S., Horimoto, T., Yamada, S., Kakugawa, S., Goto, H., Kawaoka, Y. Establishment of canine RNA polymerase I-driven reverse genetics for influenza A virus: its application for H5N1 vaccine production. Journal of Virology. 82, 1605-1609 (2008).
- Palacios, G., Druce, J., Du, L., Tran, T., Birch, C., Briese, T., Conlan, S., Quan, P. L., Hui, J., Marshall, J., et al. A new arenavirus in a cluster of fatal transplant-associated diseases. The New England Journal of Medicine. 358, 991-998 (2008).
- Rodrigo, W. W., de la Torre, J. C., Martinez-Sobrido, L. Use of single-cycle infectious lymphocytic choriomeningitis virus to study hemorrhagic fever arenaviruses. Journal of Virology. 85, 1684-1695 (2011).
- Rojek, J. M., Kunz, S. Cell entry by human pathogenic arenaviruses. Cellular Microbiology. 10, 828-835 (2008).
- Rojek, J. M., Sanchez, A. B., Nguyen, N. T., de la Torre, J. C., Kunz, S. Different mechanisms of cell entry by human-pathogenic Old World and New World arenaviruses. Journal of Virology. 82, 7677-7687 (2008).
- Sanchez, A. B., de la Torre, J. C. Rescue of the prototypic Arenavirus LCMV entirely from plasmid. Virology. 350, 370-380 (2006).
