We describe the enzyme-linked lectin assay (ELLA) for measuring influenza neuraminidase (NA)-inhibition antibody titers in sera. The assay uses peanut agglutinin to quantify galactose residues that become accessible when NA removes sialic acid from fetuin-coated, 96-well plates.
Os anticorpos para neuraminidase (NA), a segunda proteína de superfície mais abundante no vírus da gripe, contribuem para a proteção contra a gripe. Os métodos tradicionais para medir inibição de NA (NI) títulos de anticorpos não são práticos para serologia rotina. Este protocolo descreve o ensaio ligado a enzima lectina (ELLA), um método alternativo é prático para medir títulos NI que é realizado em placas de 96 poços revestidas com um substrato de grande glicoproteína, fetuina. NA cliva ácidos siálicos terminais de fetuina, expondo o penúltimo açúcar, galactose. aglutinina de amendoim (PNA) é uma lectina com especificidade para galactose e, por conseguinte, a extensão da desialylation pode ser quantificada utilizando-se um conjugado de peroxidase de rábano-PNA, seguido pela adição de um substrato cromogénico da peroxidase. A densidade óptica, que é medida é proporcional à actividade de NA. Para medir títulos de anticorpos NI, diluições em série de soros são incubadas a 37 ° CO / N em placas revestidas com fetuína com uma quantidade fixa of NA. O recíproco da diluição mais elevada do soro que resulta na inibição ≥50% da actividade de NA é designado como o título de anticorpo NI. A ELLA fornece um formato prático para avaliação de rotina de respostas de anticorpos humanos após infecção por influenza ou vacinação.
Neuraminidase (NA) é uma glicoproteína expressa na superfície de viriões da influenza. A sua actividade enzima é essencial para a libertação de partículas de vírus recentemente formadas a partir de células infectadas 1,2. Os anticorpos que inibem a actividade de NA reduzir os títulos de vírus e os sintomas da doença em modelos de animais 3 e correlacionam-se com a resistência contra a doença em seres humanos 4. Um aumento na inibição NA (NI) títulos após a vacinação pode, portanto, servir um indicador da eficácia da vacina, no entanto muitos estudos de imunogenicidade da gripe passado não incluir este ponto final, porque o ensaio tradicional para medir títulos de anticorpos NI é impraticável para sorologia de rotina.
O método tradicional para medir títulos de Ni é baseada na quantificação da quantidade de ácido siálico que é clivado a partir de glicoconjugados por NR 1. Este método, muitas vezes referido como o método de ácido tiobarbitúrico (TBA), utiliza produtos químicos perigosos para converter AC siálicoID de um cromóforo que pode ser quantificada por espectrometria. O ensaio não é apropriado para testar grandes números de amostras, porque os tubos de vidro individuais são utilizados, tornando o ensaio pesado. A miniaturização do ensaio para a placas de 96 poços fornece um formato mais prático 5, no entanto, este ensaio requer ainda o uso de produtos químicos tóxicos e, por conseguinte, não é o ideal.
Um ensaio alternativo para medir títulos de anticorpos NI foi desenvolvido por Lambre et al. 6. Este ensaio quantifica a actividade da enzima medindo a quantidade de açúcar a penúltima de glicoproteínas, galactose, que fica exposta quando o ácido siálico é libertado pela NA. Desde amendoim-aglutinina (PNA) se liga especificamente a galactose, a uma peroxidase de rábano-PNA (HRPO) conjugado pode ser usado para obter uma leitura colorimétrica-out. A densidade óptica, que é medido é portanto proporcional à actividade de NA na amostra. Os títulos de NI são medidos determinando-se a diluição mais elevadade soro que inibe, pelo menos, 50% da actividade de NA. Este ensaio de lectina ligada a enzima (ELLA) é realizada em placas de 96 poços revestidas com fetuína, uma proteína de soro altamente glicosilada, tal como o substrato para NA.
Uma consideração importante para ensaios que medem títulos de NI, é a fonte de NA. Isto é porque o soro de indivíduos vacinados ou infectados conter anticorpos contra a hemaglutinina (HA), bem como anticorpos para NA. Os anticorpos que se ligam a HA pode interferir com a actividade de NA e, por conseguinte, para evitar inibição não-específica por anticorpos específicos de HA-, purificado NA ou vírus inteiros contendo um HA antigenicamente desemparelhado deve ser usado no ensaio. Estes vírus podem ser geradas por rearranjo clássica ou por genética reversa; o objectivo é resgatar um vírus que contém HA de um subtipo que não está relacionada com a estirpe alvo, e NA do vírus que está a ser estudado. O ensaio descrito neste artigo emprega vírus A da gripe, que são gerados pelo revERSE genética para conter HA de H6 subtipo ea NA alvo de vírus influenza A, subtipos H1N1 e H3N2 5.
Os resultados gerados por ELLA e ensaios TBA miniaturizados mostrar esses métodos são comparáveis, com especificidade subtipo semelhante e sensibilidade 7. O ELLA não exigem a utilização de produtos químicos perigosos, pelo que é o método preferido para medir títulos de NI. É fácil de executar, com apenas alguns passos (Figura 1): As amostras são diluídas e transferido para uma placa revestida com fetuína para o qual o vírus (a fonte de NA) é adicionado. A placa é incubada S / N e lavou-se antes da adição de PNA-HRPO. Após uma incubação de 2 horas, a placa foi lavada e o substrato da peroxidase é adicionado; a reacção de cor é parado e finalmente, a densidade óptica é medida e o recíproco da diluição da amostra, que resultou em% de inibição, pelo menos, 50 da actividade de NA é relatada como o ponto final de titulação de 50%. Um estudo intra-laboratório para avaliar reproducibiliTy do ELLA, mostraram que a variabilidade da placa-a-placa é mínima e repetibilidade operador-a-operador não resultou em diferenças mais do que duas vezes no título 7. Um estudo subsequente inter-laboratórios de ELLA variabilidade mostrou que o ensaio tem uma boa reprodutibilidade quando realizado em laboratórios diferentes e que a inclusão de um padrão pode reduzir ainda mais a variabilidade nos resultados 8. O ELLA é adequado para a medição de títulos de anticorpos NI em painéis de soro a partir de estudos sobre a vacina da gripe pré-clínicos e 7 e também pode ser usado para avaliar diferenças antigénicas entre as AN 9 de vírus da gripe.
O ensaio de lectina ligada a enzima é um método prático para avaliar os títulos de anticorpos no soro NI. Embora ELLA foi descrito por Lambre et al., Em 1990, a sua aceitação como um ensaio serológico padrão tem sido mais recente, com numerosos laboratórios da realização do ensaio para medir NI títulos de anticorpos de amostras clínicas 12-16. Algumas modificações podem ser feitas a passos de protocolo sem um grande impacto para as titulações da National Instruments que são medidos. Por exemplo, PBS podem ser utilizados como diluente, no entanto, é muito útil para comparar as curvas de vírus de titulação no tampão recomendado (MES, pH 6,5) e PBS antes de ser tomada uma decisão, como alguns subtipos de NA reduziram significativamente a actividade da enzima em pH> 7.0. Quando o pH óptimo não é usado, o sinal máximo de vírus pode ser reduzida, o que resulta na utilização de uma quantidade excessiva de antigénio (isto é, vírus) no ensaio; Sob estas condições, o ensaio pode ter sensibilidade reduzida.
alguns nãoinibição específica-N é observada quando os soros não tratados são testados no ELLA. Este é removido por tratamento térmico (56 ° C durante 45 min), indicando a presença de inibidores de p-termolábeis. Outros inibidores não-específicos (α e γ-classe) de gripe HA tem sido descrito, particularmente em relação ao vírus H3N2 hemaglutinação e de infecciosidade. Com efeito, a inibição não específica é também observada em ELLA quando vírus H3N2 são utilizados como a fonte de NA; Esta inibição é removido por tratamento das amostras de soro com uma pequena quantidade de sialidase 9.
Como para outros ensaios sorológicos, controlos negativos e positivos deve ser incluído em cada ensaio para proporcionar um meio para avaliar o desempenho do ensaio. Quando o ensaio não cumpriu os critérios de aceitação, a razão deve ser identificado. A Tabela 1 fornece uma lista de possíveis passos no ensaio que podem ser abordados para solucionar problemas.
A prov protocolo ELLAided neste relatório utiliza vírus recombinantes que contêm o HA proveniente de um vírus da gripe aviária, como a fonte de NA. Isto representa uma limitação para realizar o ensaio, porque é necessária uma licença para trabalhar com vírus aviária de baixa patogenicidade. vírus recombinantes H6Nx pode ser partilhada entre laboratórios depois de terem sido inactivados. Portanto, o ensaio pode ser realizado através da colaboração uma vez que o laboratório gerar o vírus recombinante natural demonstrou que a inactivação é completa e a preparação reteve a sua actividade de NA. A restrição de uso H6Nx vírus recombinantes podem ser reduzidas mediante a utilização de fontes não-infecciosas de NA. Por exemplo, alguns laboratórios têm utilizado purificada NA recombinante 17, enquanto outros usaram partículas semelhantes a vírus (VLPs) 15. No entanto, nem NA recombinante nem VLP estão prontamente disponíveis e, portanto, continuar a usar os vírus da gripe aviária com um HA antigenicamente-incompatíveis.
O tradicionalMétodo para medir títulos de anticorpos NI não é prático por vários motivos; de maior preocupação são as substâncias químicas nocivas que são necessários para produzir uma reação de cor. Além disso, grandes volumes de amostra são necessários e o ensaio é complicado de realizar. Em contraste, o ELLA é fácil de realizar e é de um formato que permite a titulação de um número razoável de amostras. Os dados de estudos que examinaram ELLA variabilidade mostram que resultados os rendimentos de ensaio reproduzíveis 7,8. A ELLA tem, consequentemente, a medição de rotina de títulos de anticorpos NI possíveis, e prevê-se que ele será usado mais frequentemente por laboratórios que conduzem estudos sorológicos.
Há vários passos críticos que precisam ser considerados quando se realiza o ELLA. Em primeiro lugar, os inibidores não-específicos de actividade de NA tem que ser removido. Estes inibidores são geralmente termolábeis e são destruídas por um tratamento térmico a 56 ° C durante 45 min. O tratamento térmico é suficiente para eliminar não-especiFIC inibidores a partir de amostras em que os vírus recombinantes H6 são utilizados como a fonte de NA, no entanto, quando o vírus H3N2 são utilizados na ELLA, factores do soro que se ligam a hemaglutinina também interferir com a ELLA e deve ser removido por tratamento com uma pequena quantidade de sialidase antes do tratamento térmico 9. Em segundo lugar, uma quantidade excessiva de antigénio, isto é, vírus H6Nx recombinado, não deve ser utilizado como este reduz a sensibilidade do ensaio. titulação cuidadosa dos vírus é, por conseguinte, um passo essencial; a quantidade de antigénio utilizada em cada ensaio deve fornecer um sinal que está bem acima do fundo, e deve estar dentro da gama linear da curva de titulação, ou seja, o sinal (densidade óptica) deve ser proporcional à diluição do vírus.
Além de serologia de rotina, o ELLA pode ser usado para avaliar diferenças antigénicas entre NAS do vírus da gripe sazonal. Esta informação pode ser muito útil ao selecionar estirpes de vírus para a inclusão de ums candidatos a vacinas e facilitará uma maior compreensão das pressões imunes que resultam em variação antigénica de NA. Além disso, a análise antigênica do NAS, de vírus da gripe suína ou de aves pode fornecer informações cruciais para determinar o potencial de pandemia de estirpes emergentes.
The authors have nothing to disclose.
This project was funded by intramural PanFlu funds from the Center for Biologics Evaluation and Research (CBER). Plasmids used to prepare reassortant viruses were kindly provided by Robert Webster, St Jude Children’s Research Hosptial, Memphis, TN. We are indebted to Ewan Plant and Haruhiko Murata for critical review of the manuscript.
coating buffer | KPL | 50-84-01 |
fetuin | Sigma | F3385 |
5X MES, pH 6.5 | KD-Medical | PBS-0134 |
CaCl2 | Sigma | C7902 |
30% BSA | Sigma | A8327 |
Tween 20 | Sigma | P1379 |
Lectin PNA-HRPO | Sigma | L7759 |
PBS-T | Sigma | P3563-10PAK |
o-Phenylenediamine dihydrochloride | Sigma | P8287 |
phosphate-citrate buffer | Sigma | P4922 |
Sulfuric acid | Sigma | 258105 |
96-well Maxisorp plates | NUNC | 439454 |
96-well round bottom well plates | NUNC | 267245 |
Plate sealers | Thermo Scientific | 14-245-192B |
chicken eggs | Charles River Laboratories | 9 day old embryonated specific pathogen free (SPF) chicken eggs |
multichannel pipette | Variety of suppliers e.g., Rainin, Eppendorf | 8 or 12 channel manual pipettem 50-250 µl volume |
Pipette tips | Depends on pipettor brand | Depends on pipettor brand |
Plate reader, with 490 nm filter | Perkin Elmer | Victor V |
water bath set to 37 °C | Variety of suppliers | Variety of models |
water bath set to 56 °C | Variety of suppliers | Variety of models |
refrigerator set to 4 °C | Variety of suppliers | Variety of models |
incubator set to 37 °C | Variety of suppliers | Variety of models |