Ontwikkeling van een Hepatitis B Virus reportersysteem de vroege stadia van de replicatiecyclus Monitor

Chronische infectie met hepatitis B-virus (HBV) is een belangrijke risicofactor voor chronische leverziekten ^1. Hoewel de huidige therapeutische strategieën gebaseerd op nucleotide analogen die HBV pol functie en / of de toediening van type I interferon dat immuunresponsen bij geïnfecteerde individuen geactiveerd als indirect onderdrukt HBV proliferatie doorgaande interferon gestimuleerde genfuncties ² remmen, kunnen deze behandelingen niet HBV elimineren DNA volledig ^3. Bovendien is de opkomst van HBV die resistent zijn tegen anti- pol middelen zijn baart ^4. De toediening van gecombineerde antivirale middelen direct gericht de verschillende stappen van humaan immunodeficiëntievirus (HIV) of hepatitis C virus (HCV) levenscyclus bleek succesvol onderdrukken of uitroeien virus (sen). Soortgelijke dit idee, de ontwikkeling van anti-HBV middel (en) die direct aan de verschillende stadia van de H handelenBV life cycle is van belang voor de vaststelling van de toekomstige HBV therapieën.

In het algemeen, het opzetten van een eenvoudige in vitro kweeksysteem van het doelwit virus vergemakkelijkt de ontwikkeling van anti-virus middelen. Er zijn echter ten minste twee belemmeringen voor de ontwikkeling van in vitro kweeksystemen voor het screenen van anti-HBV middelen. De eerste is het ontbreken van een geschikt in vitro celkweeksysteem voor HBV-infectie / proliferatie. In tegenstelling tot andere virussen, zoals HIV en HCV, die zijn gekweekt in gevestigde cellijnen, is het moeilijk om HBV kweken in vitro door experimentele beperkingen waaronder een smal gastheerbereik. Het gebruik van specifieke celkweek systemen zoals het humane hepatoma cellijn HepaRG, dat gevoelig is voor HBV-infectie, ^{5, 6, 7} zijn ontwikkeld om deze problemen te overwinnen. Bovendien PXB cellen, geïsoleerd van urokinase-type plasminogeenactivator transgene / SCID-muizen geïnoculeerd met primaire humane hepatocyten (PHH), bleken gevoelig voor HBV-infectie en replicatie ⁸ te zijn. Echter, HBV replicatie niveaus HepaRG zijn afhankelijk van de celdifferentiatie toestand na cultuur die inconsistent en reproduceerbare resultaten van HBV-infectie / replicatie niveaus veroorzaken. PXB wordt gebruikt voor HBV-infectie experimenten maar is beperkt door de beschikbaarheid. Een tetracycline induceerbare HBV expressie cellijn HepAD38 is ook op grote schaal gebruikt voor HBV replicatie studie, maar dit systeem staat slechts evaluatie na transcriptie en niet instaphulp HBV infectie ^9. Onlangs heeft de identificatie van natriumtaurocholaat (Ntcp) als een functionele receptor voor HBV kon de ontwikkeling van een variabele HBV kweeksysteem ^10. Inderdaad, NTCP expressie in niet-gevoelige hepatocarcinoma cellen zoals Huh7 enHepG2 maakt HBV-infectie ¹⁰ en derhalve is de keuze van HBV gevoelige cellijnen uitgebreid, oplossen vele experimentele beperkingen. Het tweede probleem is het gebrek aan een eenvoudig testsysteem HBV-infectie en replicatie evalueren. Evaluatie van HBV-infectie wordt gewoonlijk uitgevoerd door het analyseren van HBV DNA, RNA en eiwitten. Echter, kwantificering van deze markers virus is tijdrovend, duur en vaak niet altijd eenvoudig. Daarom is de ontwikkeling van een eenvoudig testsysteem, zoals het gebruik van een reportergen, kunnen problemen met HBV testsystemen overwinnen.

Omdat het genoom grootte die kan worden verpakt in een HBV capside beperkt – minder dan 3,7 kb ¹¹ – de grootte van een reportergen moeten zo kort mogelijk zijn. Bovendien is de aanwezigheid van meerdere cis- elementen verspreid door het genoom, die essentieel zijn voor virale replicatie, beperkt de beschikbare functies in insertie van het reportergen in het genoom. Verscheidene rapporten hebben geprobeerd om vreemde genen, waaronder HIV-1 Tat, groen fluorescerend eiwit, en DsRed invoegen in het HBV genoom ^{11, 12, 13.} Echter, deze recombinante HBV niet bruikbaar voor het screenen van HBV-infectie / replicatie of voor high-throughput screening van factoren die HBV-infectie / replicatie. Dit komt voornamelijk door de lage productiviteit van recombinante virussen en de verminderde intensiteit van reportergenexpressie veroorzaakt door inefficiënte virusproductie.

Om deze problemen te overwinnen, geconstrueerd we een reporter HBV met een hoge opbrengst van virusproductie. Dit virus is zeer gevoelig voor de controle van de vroege stadia van de replicatiecyclus HBV, from entry transcriptie. Hiervoor NanoLuc (NL) gekozen als een merkergen omdat het een klein (171 aminozuren) ontworpen luminescente reporterclass = "xref"> 14. Bovendien NL is ongeveer 150 maal helderder dan vuurvlieg en Renilla luciferase, en de luminescente reactie ATP-onafhankelijk, wat suggereert dat de valse hit rate laag is voor high-throughput screening zal zijn. De productie-efficiëntie van het recombinante HBV ongeveer 1/5 van de bovenliggende HBV en soortgelijke niveaus over de voorbije HBV recombinante virussen; De helderheid van NL overwint productiviteit virus problemen zodat het kan worden gebruikt voor de massale screening van anti-HBV middelen.

Screening van anti-HBV middelen gebruikmakend van primaire hepatocyten kan HepaRG, HepAD38 en NTCP getransduceerde hepatocyten bruikbaar voor het screenen van anti-HBV middelen met gebruikelijke methode (en). De hier beschreven systeem heeft diverse voordelen, zoals eenvoudige bediening, hoge gevoeligheid en lage kosten voor screening. Deze voordelen zijn geschikt voor high throughput assays te ontwikkelen en identificeren van nieuwe HBV middelen voor therapeutische doeleinden.