يصف لنا أسلوب الذي علينا أن نحدد المخلفات الحيوية المطلوبة لربط الإنسان أو مورين الأجسام المضادة التي تستهدف الفيروسية هيماغلوتينين لفيروسات الإنفلونزا أ. البروتوكول يمكن تكييفها لأخرى glycoproteins سطح الفيروس وعلى الأجسام المضادة لتحييد المقابلة.
فيروسات الإنفلونزا يحمل قدرة رائعة على التكيف والتملص من الاستجابة المناعية المضيف. طريقة واحدة عن طريق مستضدي التغيرات التي تحدث في جليكوبروتينس السطحي للفيروس. جيل الهروب المتغيرات وسيلة قوية في توضيح كيفية الهروب الفيروسات الكشف المناعي وتحديد بقايا الحاسمة اللازمة لربط الأجسام المضادة. هنا، نحن تصف بروتوكولا حول كيفية إنشاء متغيرات الهروب فيروس الإنفلونزا أ عن طريق استخدام الإنسان أو مورين مونوكلونل (مابس) الموجهة ضد هيماغلوتينين الفيروسية (هكتار). باستخدام تقنية لدينا، نحن سابقا تتميز المخلفات الحيوية المطلوبة لربط الأجسام المضادة التي تستهدف رأس أو ساق رواية إنفلونزا الطيور H7N9 هكتار. البروتوكول يمكن تكييفها بسهولة لأنظمة الفيروسات الأخرى. تحليل المتغيرات الهروب مهمان للنمذجة الانجراف مستضدي، تحديد النوكليوتيدات واحدة مجمع الأشكال المتعددة (بطانات) منح المقاومة واللياقة البدنية، والفيروسات، وفي تصميم لقاحات أو علاجات.
مماثلة لفيروسات الرنا أخرى، تمتلك فيروسات الإنفلونزا A بوليميراز عرضه لخطأ الذي يسمح لتوليد عدد كبير من المتغيرات مستضدي مع كل جولة من النسخ المتماثل1،،من23. فيروس الإنفلونزا لديه قدرة مذهلة على التكيف والتملص من الاستجابة المناعية البشرية عن طريق الانجراف مستضدي، الذي يتحقق من خلال تراكم الطفرات في glycoproteins السطحي الذي يؤدي إلى فقدان جسم ملزمة. الانجراف مستضدي من glycoproteins السطحية الفيروسية، هكتار والنورامينيداز (غ)، يقتضي ضرورة إعادة صياغة وإدارة اللقاح سنوياً.
التقدم التكنولوجي في العزلة وتوليد أجسام مضادة محددة مستضد قد أسفرت عن عدد كبير من مابس المستحثة بلقاح4،5،6،،من78. بدوره، الوصف [ابيتوبس] مابس على نطاق واسع تحييد فيروسات الإنفلونزا أ ساعد إلى حد كبير تطوير عدة الإنفلونزا العالمي لقاح المرشحين9،،من1011، 13،،من 1214. توضيح بصمة مستضدي من ماب يكشف عن المحددات الهيكلية لتحييد ويسمح بأسلوب مدروس نحو تصميم اللقاح. ومع ذلك، واقعي ولا فعالة من حيث التكلفة لمختبرات هيكلياً يميز لوحات واسعة من مابس عن طريق البلورات بالأشعة السينية أو المجهر الإلكتروني cryo بغية تعيين [ابيتوبس] على مستضد الفيروسية15، 16 , 17 , 18.
علم البلورات بالأشعة السينية أو المجهر الإلكتروني البرد يتطلب معدات غالية الثمن والتقنيات المتخصصة، ويحتمل أن تكون كمية واسعة من الوقت لتوليد البيانات. هو نهج بديلة وأسرع باستخدام الجيل السريع السكان الفيروسية المتنوعة عن طريق الحمض النووي الريبي عرضه للخطأ–تعتمد على الحمض النووي الريبي بوليميراز لتوليد طفرات الهروب لتحديد [ابيتوبس] مابس19،20، 21،،من2223. لا يتطلب أي معدات خاصة أو تقنية توليد المتغيرات الهروب ويمكن تنفيذها مع الكواشف المخبرية التقليدية والمعدات.
هنا، يمكننا وصف أسلوب يسمح لرسم خرائط للبقايا الحرجة اللازمة لربط ماب التي تعترف بالإنفلونزا هكتار.
على الرغم من أن غالبية المخلفات المحددة عن طريق طفرات الهروب كانت دقيقة، واحدة من المحاذير الرئيسية لهذا النهج أن الطفرات من المتغيرات الهروب قد لا يتم تعيين بالضرورة داخل البصمة الجزيئية للأجسام المضادة التي يحددها التحليل الهيكلي. هذا سبب قدرة طفرة في رواسب معينة تؤدي إلى تغيير conformational القاصي إلى موقع بقايا تحور، مماثل لتأثير اللوستيريك. قيد آخر أنه لا يمكن تنفيذ هذه المنهجية لتحييد الأجسام المضادة؛ الأجسام المضادة التي تفتقر في المختبر الضغط الانتقائي لا تؤدي إلى الهروب من طفرات. ومع ذلك، يمكن التغلب على هذا القيد باستخدام لوحة المتغيرات الهروب المتولدة عن الأجسام المضادة لتحييد تتسم سابقا. تان et al. تستخدم متغير هروب من ماب تحييد الفيروس H7N9 على خريطة حانمه من جسم غير تحييد7.
ومع ذلك، توضيح [ابيتوبس] من الأجسام المضادة من خلال توليد المتغيرات الهروب يوفر بديلاً مجديا للفحص المجهري علم البلورات والبرد-إلكترون، سواء التي تتطلب استثمارات واسعة من المعدات. البدائل الأخرى لتحديد منطقة ربط الحد الأدنى من مابس استخدام ألانين المسح الضوئي أو الببتيد طفرات المسح الضوئي/الاقتطاع. ألانين مسح الطفرات قد تتطلب قدرا كبيرا من العمل في توليد عدد كبير من المتغيرات أثناء فحص29، بينما المسح الببتيد يقتصر على خطي [ابيتوبس]30. الطريقة الموصوفة في هذا البروتوكول لا يتطلب أي معدات خاصة أو تقنية، وفي الواقع، يجعل استخدام الموجودة في المختبر تحييد فحوصات تعديلها لإنشاء متغيرات الهروب من الأجسام المضادة التي تهم.
البروتوكول المتعلق بتوليد المتغيرات الهروب التي تتطلب فقرات متعددة (مثلاً، الأجسام المضادة الخاصة بساق) يعتمد اعتماداً كبيرا على انطلاق تركيز الأجسام المضادة في المرور 0. فمن الأفضل أن يخطئ على جانب من الحذر وتبدأ في سجل إلى نصف سجل أقل من نصف تركيز المثبطة القصوى لجسم ويسمح بنمو الفيروس قوية. ويمكن التكهن الباحث أن ثقافة فيروس عيار عالية حضور الضغط المنخفض المناعية اختلاف الوراثي كبير في السكان الفيروسية. يمكن تحديد المتغيرات الهروب لطريق تدريجيا زيادة تركيز الأجسام المضادة في المقاطع التالية. في حال أن ينخفض نمو الفيروسات، يمكن زيادة كمية المادة طافية الفيروسية في المقطع التالي مع المحافظة على نفس القدر من تركيز الأجسام المضادة في المقطع السابق.
ويهدف معظم لقاحات الإنفلونزا العالمي للحصول على رد جسم قوية نحو منطقة ساق ها. تحليل المتغيرات الهروب إلى الأجسام المضادة الخاصة بساق مهمان في تحديد العلاقة بين اللياقة فيروس الإنفلونزا والضغط المناعية. من المثير للاهتمام، الهروب متحولة الفيروسات الناتجة عن مابس الخاصة بساق كانت الموهنة كل في فيفو في مورين LD50 دراسات4. وتوفر هذه الدراسات حجة قوية للأنظمة الأساسية المستندة إلى ساق التطعيم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذا البروتوكول لتحديد طفرات الهروب إلى غيرها من المركبات المضادة للفيروسات، مثل مثبطات جزيء صغير. وأخيراً، هذه المنهجية لا يقتصر على فيروس الإنفلونزا glycoproteins السطحية، ولكن يمكن أيضا أن تطبق على نطاق واسع لتحديد [ابيتوبس] من أخرى glycoproteins الفيروسية.
The authors have nothing to disclose.
وقد تم تمويل هذا المشروع في الجزء مع الأموال الفيدرالية من المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية، والمعاهد الوطنية للصحة، وزارة الصحة والخدمات الإنسانية، تحت سيرس العقد HHSN272201400008C (كيه)؛ المعاهد الوطنية للصحة U19AI109946-01 (كيه)؛ و P01AI097092-04S1 (P.E.L.).
Falcon 96-well clear flat bottom TC-treated culture microplate with Lid | Corning, Inc. | 353072 | Assay plate use for the microneutralization assay |
Falcon 96-well clear V-bottom plate | Corning, Inc. | 353263 | Assay plate use for the hemagglutination inhibition assay |
1X Minimal Essential Medium (MEM) | Gibco | 11095080 | Infection medium |
Tosyl phenylalanyl chloromethyl (TPCK)-treated trypsin | Sigma-Aldrich | T8802 | Cleaves immature HA0 to HA1 and HA2 |
Biotinylated anti-NP primary antibody (IAV) | EMD Millipore | MAB8258B | An antibody that recognizes the NP protein of influenza A viruses |
Biotinylated anti-NP primary antibody (IBV) | EMD Millipore | MAB8260B-5 | An antibody that recognizes the NP protein of influenza B viruses |
Streptavidin-HRP antibody | EMD Millipore | 18-152 | This is used as a secondary antibody for the biotinylated anti-NP antibody |
HRP substrate (SIGMAFAST-OPD) | Sigma-Aldrich | P9187-5SET | o-phenylenediamine dihydrochloride water soluble substrate for HRP |
96-well V-bottom plate | Nunc | 249662 | Assay plate used for the hemagglutination assay |
Chicken red blood cells | Lampire Biological Laboratories | 7201403 | Used to assess the ability of influenza virus to agglutinate |
TRIzol | Ambion | 15596026 | Extraction of RNA |
Superscript III | Invitrogen | 12574018 | Reverse transcriptase |
Gel Extraction Kit | Qiagen | 28704 | Isolation of amplified PCR product |
Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11668027 | Transfection reagent |
Anti-human IgG (H+L) Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11013 | Fluorescent secondary antibody for human antibodies |
Anti-mouse IgG (H+L) Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11001 | Fluorescent secondary antibody for murine antibodies |
6-well polystyrene microplate | Corning, Inc. | 353934 | |
UltraPure Agarose | Invitrogen | 16500500 | |
Nalgene long term storage Cryo-tubes | ThermoFisher Scientific | 5012-0020 | Freezing of viral culture supernatant |
reassortant A/California/04/09 (H1) | Palese Laboratory | reassortant virus expressing the HA and NA of A/California/04/09 (H1N1) with the internal segments of A/Puerto Rico/8/34 (H1N1) | |
reassortant A/Shanghai/1/13 (H7) | Palese Laboratory | reassortant virus expressing the HA and NA of A/Shanghai/1/13 (H7N9) with the internal segments of A/Puerto Rico/8/34 (H1N1) | |
Bovine serum albumin solution (35%) | Sigma-Aldrich | A7979 | |
Qiagen gel extration kit | Qiagen | 28704 | Silica-membrane-based purification of DNA fragments |