Dit protocol beschrijft een algemene procedure voor het bestuderen van recombinante receptor-bindend domein (RBD)-gebaseerde subunit vaccins tegen SARS. Het bevat methoden voor transfectie en expressie van de RBD eiwit in 293T-cellen, immunisatie van muizen met RBD en detectie van de neutralisatie activiteit van muis-sera met behulp van een gevestigde SARS pseudovirus neutralisatie assay.
Op basis van hun veiligheidsprofiel en het vermogen om krachtige immuunrespons te induceren tegen infecties, zijn subunit vaccins gebruikt als kandidaten voor een breed scala van ziekteverwekkers 1-3. Aangezien het zoogdiercellen systeem in staat is van post-translationele modificatie, en vormen zo correct gevouwen en geglycosyleerde eiwitten, hebben recombinante eiwitten, uitgedrukt in cellen van zoogdieren aangetoond dat het grootste potentieel om hoge antigeniciteit en immunogeniciteit 4-6 te houden.
Hoewel er geen nieuwe gevallen van SARS zijn gemeld sinds 2004, toekomstige uitbraken vormen een constante bedreiging, dus de ontwikkeling van vaccins tegen SARS-CoV is een voorzichtige stap en preventief moeten worden uitgevoerd. De RBD van eiwit SARS-CoV S speelt een belangrijke rol in receptor binding en inductie van specifieke neutraliserende antilichamen tegen het virus 7-9. Daarom is in dit protocol beschrijven we nieuwe methoden voor het ontwikkelen van een RBD-gebaseerde subunit vaccin tegen SARS. In het kort, was het recombinante eiwit RBD (rRBD) uitgedrukt in kweeksupernatant van zoogdieren 293T-cellen om een correct gevouwen eiwit te verkrijgen met de juiste exterieur en hoge immunogeniciteit 6. De transfectie van de recombinant plasmide coderend RBD aan de cellen werd vervolgens uitgevoerd met behulp van een calciumfosfaat transfectie methode 6,10 met enkele wijzigingen. Vergeleken met de lipide transfectie methode 11,12, deze aangepaste calciumfosfaat transfectie methode is goedkoper, gemakkelijker te hanteren, en heeft het potentieel om hoge effectiviteit te bereiken eens een transfectie complex met geschikte grootte en vorm wordt gevormd 13,14. Tot slot werd een SARS pseudovirus neutralisatietest geïntroduceerd in het protocol en wordt gebruikt om de neutraliserende activiteit van sera van muizen gevaccineerd met rRBD eiwit te detecteren. Deze test is relatief veilig, geen sprake van een besmettelijke SARS-CoV, en kan worden uitgevoerd zonder de vereiste van een bioveiligheid-3 laboratorium 15.
Het protocol hier beschreven kan ook worden gebruikt voor het ontwerpen en bestuderen recombinant subunit vaccins tegen andere virussen die van klasse I fusie-eiwitten, zoals HIV, respiratoir syncytieel virus (RSV), Ebola virus, influenza virus, evenals Nipah en Handra virussen. Daarnaast kunnen de methoden voor het genereren van een pseudovirus en vervolgens tot vaststelling van een pseudovirus neutralisatie assay worden toegepast op al deze virussen.
Celdichtheid is een belangrijke factor die de effectiviteit van calciumfosfaat-gebaseerde transfectie. In onze ervaring, minder dan 70% confluentie van de cellen brengt de beste resultaten. Dus, om de transfectie-efficiëntie te verbeteren, wordt aanbevolen dat celdichtheid worden bewaard bij ca. 50-70% van de confluentie. De calciumfosfaat transfectie methode wordt meestal gedacht dat minder efficiënt worden vergeleken met andere transfectie methoden, zoals lipide transfectie 16. Echter, in dit protocol, gebruikten we een aangepaste calciumfosfaat transfectie methode waarbij constant en langzaam mengen van de transfectie oplossing in een draaikolk de vorming van een neerslag zorgt ervoor dat met de juiste grootte en vorm, waardoor het verbeteren van transfectie-efficiëntie.
The authors have nothing to disclose.
Deze studie werd ondersteund door de National Institutes of Health (NIH) van de Verenigde Staten (RO1 AI68002).
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
NaCl | Sigma | S7653 | ||
Na2HPO4*7H2O | Sigma | S2429 | ||
HEPES | Sigma | H3375 | ||
CaCl2*2H2O | Sigma | C5080 | ||
DMEM | Invitrogen | 12430 | ||
HI FBS | Invitrogen | 10438 | ||
Penicillin/Streptomycin | Invitrogen | 15140 | ||
OPTI-MEM I Medium | Invitrogen | 31985 | ||
Protease inhibitor cocktail | Roche | 11836170001 | ||
Ni-NTA Superflow | Qiagen | 30450 | ||
Sigma adjuvant system | Sigma | S6322 | ||
Luciferase assay system | Promega | E1501 | ||
Luciferase cell culture lysis reagent (5X) | Promega | E1531 | ||
Amicon Ultra – 15 | Millipore | UFC901024 | ||
Microfluor 96-well plates | Thermo Scientific | 7905 | ||
Ultra 384 luminometer | Tecan Systems |