Biz bir yöntem tarafından grip A virüs viral hemagglutinin hedef insan veya fare monoklonal antikorlar bağlama için gerekli kritik artıkları tanımlamak açıklar. İletişim kuralı diğer virüs yüzey glikoproteinlerin ve onların karşılık gelen nötralize antikorlar için adapte edilebilir.
Grip virüsleri uyum ve konak immün yanıt kaçmasına görmeyeteneği sergi. Virüsü yüzey glikoproteinlerin üzerinde antijenik yapılan değişiklikler aracılığıyla bir yoludur. Kaçış türevleri üretimi nasıl virüs bağışıklık algılama kaçış elucidating ve antikor bağlama için gerekli kritik artıkları belirlenmesinde güçlü bir yöntemdir. Burada, bir protokol nasıl grip A virüs kaçış türevleri viral hemagglutinin (HA) karşı yönettiği insan veya fare monoklonal antikorlar (mAbs) kullanarak oluşturmak açıklar. Bizim tekniğin kullanımı ile daha önce iki kafa veya roman kuş H7N9 HA SAP hedefleme antikorlar bağlama için gerekli kritik artıkları ile karakterizedir. İletişim kuralı diğer virüs sistemleri için kolayca adapte edilebilir. Analizleri kaçış versiyonlarının antijenik drift tek nükleotid polimorfizmleri (SNPs) conferring direnci ve virüs sağlık, belirlerken, modelleme ve aşılar ve/veya tedavi tasarımı önemlidir.
Benzer şekilde diğer RNA virüsleri, grip A virüs antijenik türevleri çok sayıda her yuvarlak çoğaltma1,2,3nesil için izin veren bir hataya polimeraz sahip. Bir virüs grip uyum ve ile antikor bağlama kaybına neden mutasyonlar yüzey glikoproteinlerin üzerinde bir birikimi yoluyla elde antijenik drift insan bağışıklık yanıtı kaçmasına hayret verici bir yeteneği var. Viral yüzey glikoproteinlerin, HA ve neuraminidase (NA), antijenik sürüklenme gerek reformulate ve aşı her yıl yönetmek gerektirir.
Teknolojik gelişmeler yalıtım ve antijen spesifik antikorların üretimi aşı indüklenen mAbs4,5,6,7,8sayısının yüksek vermiştir. Buna karşılık, geniş grip A virüsleri nötralize mAbs epitopları karakterizasyonu birkaç evrensel grip aşısı adayların9,10,11gelişimi büyük ölçüde destekli, 12,13,14. Antijenik ayak izi bir mAb elucidating nötralizasyon yapısal belirleyicileri ortaya çıkarır ve aşı tasarım bilinçli bir yaklaşım sağlar. Ancak, gerçekçi de yapısal olarak viral antijen15, epitopları eşlemek için mAbs x-ışını kristalografisi veya cryo-elektron mikroskobu aracılığıyla geniş panelleri ayırdetmek laboratuarlar için maliyet-etkin olmadığı 16 , 17 , 18.
X-ışını kristalografisi veya cryo-elektron mikroskobu pahalı donanımları, özel teknikler ve potansiyel olarak geniş bir veri oluşturmak için gereken saat miktarını gerektirir. Alternatif ve daha hızlı bir yaklaşım hataya RNA’ya bağımlı üzerinden çeşitli viral nüfus hızlı nesil kullanan RNA polimeraz epitopları mAbs19,20, belirlemek için kaçış mutantların oluşturmak için 21,22,23. Kaçış türevleri üretimi herhangi bir özel ekipman veya teknik gerektirmez ve geleneksel laboratuvar Kimyasalları ve ekipmanları ile gerçekleştirilebilir.
Burada, grip HA tanımak mAb bağlama için gerekli kritik artıkları eşleme için izin veren bir yöntem açıklanmaktadır.
Kaçış mutantların tespit artıkları çoğunluğu doğru olmasına rağmen bu yaklaşım önemli uyarılar nokta mutasyonlar kaçış versiyonlarının mutlaka moleküler ayak izi tarafından belirlenen antikor içinde eşleşmeyebilir ki biridir yapısal analiz. Bu konformasyon değişikliğine mutasyona uğramış kalıntı, allosteric efekti benzer konuma distal yeteneğini bir mutasyon belirli bir kalıntı, kaynaklanmaktadır. Bu yöntem yalnızca antikorları nötralize için uygulanabilir olduğunu başka bir kısıtlamadır; vitro seçici basınç eksikliği antikorlar mutantlar kaçmak için yol değil. Ancak, bu sınırlama bir panel tarafından daha önce karakterize nötralize antikorlar oluşturulan kaçış versiyonlarının kullanımı ile aşılabilir. Tan vd. H7N9 virüsü nötralize mAb bir kaçış türevi bir sigara nötralize antikor7epitope eşleştirmek için kullanılır.
Yine de, kaçış türevleri üretimi aracılığıyla antikorlar epitopları elucidating kristalografisi ve cryo-elektron mikroskobu, ikisi de ekipman geniş bir yatırım gerektiren bir alternatif sağlar. Alanin tarama veya peptid tarama/kesme mutantlar kullanarak mAbs en az bağlama bölgesinin belirlemek için diğer alternatifleri vardır. Mutagenesis tarama alanin peptid tarama doğrusal epitopları30ile sınırlı ise29, eleme sırasında çok sayıda değişik oluşturma çalışmalarında önemli miktarda gerektirebilir. Bu protokol için açıklanan yöntem hiçbir özel ekipman veya tekniği gerektirir ve hatta kaçış değişik-in ilgi antikorlar oluşturmak için değişikliğin varolan vitro nötralizasyon deneyleri kullanır.
İletişim kuralı için birden çok pasajlar (örneğin, SAP özel antikorlar) gerektiren üreten kaçış değişik yüksek antikor pasajda 0 başlangıç konsantrasyonu bağlıdır. Dikkatli yan tarafındaki err ve yarım günlük yarım maksimal inhibitör konsantrasyonu bir antikor düşük bir günlüğüne başında ve güçlü virüs büyümesi için izin vermek iyidir. Araştırmacı yüksek titresi virüs kültür düşük immünolojik basıncı varlığında viral topluluk içinde büyük bir genetik varyasyon olacak spekülasyon olabilir. Kaçış türevleri için aşağıdaki pasajlar antikor konsantrasyon yavaş yavaş artırarak seçilebilir. Önceki geçiş antikor konsantrasyon aynı miktarda koruyarak virüs büyüme azaltır olay bu viral süpernatant miktarı sonraki pasajda artırılabilir.
Evrensel grip aşıları çoğunluğu HA sapı bölgenin doğru sağlam antikor yanıtı temin için amaçtır. SAP özel antikorlar için kaçış versiyonlarının grip virüsü fitness ve immünolojik basıncı arasındaki ilişki tanımlamada önemli analizlerdir. İlginçtir, kaçış mutasyona uğramış virüs sapı özgü mAbs kaynaklanan tüm zayıflatılmış vivo içinde fare LD50 çalışmaları4‘ te edildi. Bu çalışmalar güçlü bir durumda aşı sapı tabanlı platformlar için sağlar. Ayrıca, bu protokol küçük molekül inhibitörleri gibi anti-yayılmacı diğer bileşikler için kaçış mutantların tanımlamak için kullanılabilir. Son olarak, bu metodoloji grip virüsü yüzey glikoproteinlerin için sınırlı değil, ama aynı zamanda daha çok diğer viral glikoproteinlerin epitopları belirlemek için uygulanabilir.
The authors have nothing to disclose.
Bu proje kısmen Ulusal Enstitüsü alerji ve enfeksiyon hastalıkları gelen federal fonları ile finanse edilmiştir, Ulusal Sağlık enstitüleri, bölümü sağlık ve insan Hizmetleri, CEIRS altında HHSN272201400008C (F.K.) sözleşme; NIH U19AI109946-01 (F.K.); ve 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 |