Summary

Mesure de bk-polyomavirus Non-Coding Control Region Driven Transcriptional Activity Via Flow Cytometry

Published: July 13, 2019
doi:

Summary

Dans ce manuscrit, un protocole est présenté pour effectuer la mesure FACS-basée de bk-polyomavirus activité transcriptionnelle en utilisant des cellules HEK293T transfecté avec un plasmide journaliste bidirectionnel exprimant tdTomato et eGFP. Cette méthode permet en outre de déterminer quantitativement l’influence de nouveaux composés sur la transcription virale.

Abstract

Les polyomavirus, comme le BK-polyomavirus (BKPyV), peuvent causer des pathologies graves chez les patients immunodéprimés. Cependant, comme les antiviraux très efficaces ne sont pas disponibles à l’heure actuelle, des méthodes mesurant l’impact des agents antiviraux potentiels sont nécessaires. Ici, un journaliste à double fluorescence qui permet l’analyse de la région témoin non codante BKPyV (NCCR) conduite tôt et tardivement par l’activité de promoteur a été construit pour quantifier l’impact des médicaments antiviraux potentiels sur l’expression des gènes viraux par l’intermédiaire de tdTomato et eGFP expression. En outre, en clonant des amplicons de BKPyV-NCCR qui dans ce protocole ont été exemplarily obtenus à partir de l’ADN blood-dérivé des patients transplantés rénaux immunocompromis, l’impact des NCCR-réarrangements sur l’expression virale de gène peut être déterminé. Après clonage des amplicons dérivés de patient, les cellules de HEK293T ont été transfected avec les reporter-plasmides, et traitées avec des agents antiviraux potentiels. Par la suite, des cellules ont été soumises à l’analyse FACS pour mesurer les intensités moyennes de fluorescence 72 h après la transfection. Pour tester également l’analyse des médicaments qui ont un effet inhibiteur du cycle cellulaire potentiel, seules les cellules transfectées et donc fluorescentes sont utilisées. Puisque cet analyse est effectué dans de grandes cellules exprimant estomnons de T Antigène, l’impact de l’expression tôt et tard peut être analysé d’une manière mutuellement indépendante.

Introduction

Les polyométavirus représentent une famille indépendante de petits virus de l’ADN à double brin (ADN) avec le virus Simian 40 (SV40) comme espèce prototype. L’infection primaire se produit principalement pendant l’enfance, qui procèdent habituellement sans symptômes de maladie et causent habituellement des infections latentes dans les hôtes immunisés compétents. Le BK-polyomavirus (BKPyV) persiste principalement dans les cellules rénales de tubules sans causer des nephropathologies, cependant, en cas de affaiblissement de la immuno-compétence après transplantation rénale le virus peut réactiver et causer des dommages graves et la greffe altérée fonction lors de l’atteinte d’une virémie élevée (1 x 104 copies d’ADN BKPyV/mL)1,2. Chez environ 10 % des receveurs de greffe sinain, la réactivation du BK-polyomavirus (BKPyV) entraîne une néphropathie associée au polyomavirus (PyVAN), qui était jusqu’à 80 % associée à un risque élevé d’échecs d’allogreffe rénale3,4 . Comme aucun antiviral approuvé n’est disponible, le traitement actuel est basé sur la réduction de l’immunosuppression. Fait intéressant, les inhibiteurs de mTOR semblent avoir un effet antiviral ; ainsi, le passage de la thérapie immunosuppressive à l’immunosuppression mTOR-basée pourrait représenter une approche alternative pour empêcher la progression de la virémie de BKPyV5,6,7. Cependant, le mécanisme antiviral à base de mTOR est actuellement encore incomplet. Ainsi, des méthodes mesurant l’impact d’agents antiviraux potentiels dans des concentrations cliniquement pertinentes sont nécessaires.

Le génome circulaire du BKPyV se compose d’environ 5 kb abritant une région de contrôle non codante (NCCR) qui sert d’origine de la réplication et, en même temps, un promoteur bidirectionnel conduisant à l’expression des transcriptions de l’ARNm de phase précoce et tardive. Puisque les réarrangements, les suppressions et les duplications spontanément se produisant NCCR se trouvent dans LE BKPyV8 pathogène et significativement accumulés dans les patients souffrant de PVAN5,9, une comparaison de l’archétype (wt) et les activités du NCCR réarrangées (rr) sont utiles pour caractériser la condition physique répliquif virale.

Comme résumé à la figure 1, ce protocole décrit une méthode couramment utilisée pour mesurer l’activité transcriptionnelle DU RNC DE BKPyV en quantifiant la fluorescence de deux fluorophores tdTomato et eGFP exprimées à partir d’un plasmide de journaliste5, 9,10,11. La procédure est effectuée en présence de l’antigène T sV40 grand (lTAg), qui permet d’analyser l’impact des agents antiviraux potentiels sur le début et la fin NCCR-activité séparément5. Cet analyse analyse davantage l’impact des réarrangements sur l’activité du NCCR et la comparaison avec les Wt-NCCRs5,9. Le plasmide de journaliste héberge le signal de polyadenylation en retard de SV40 en aval de chaque cadre de lecture ouvert de fluorophore pour assurer le traitement comparable et efficace des deux transcriptions pour tdTomato et eGFP, respectivement. Comparé e aux méthodes qRT-PCR5,12, cette approche basée sur le FACS représente une alternative compatible à faible coût et à haut débit puisqu’aucun protocole d’extraction compliqué pour la culture cellulaire infectée et aucun coût des anticorps pour la coloration de fluorescence immunisée sont nécessaires. En outre, puisqu’une quantité définie de cellules fluorescentes sont analysées par cytométrie de flux, l’analyse des agents inhibiteurs du cycle cellulaire est également possible d’une manière quantitative.

Protocol

Ce protocole suit les lignes directrices de la recherche humaine approuvées par le comité éthique de la faculté de médecine de l’Université de Duisburg-Essen (14-6028-BO). 1. Collecte d’échantillons de sang ou d’urine et isolement de l’ADN du polyomavirus Recueillir au moins 3 ml de sang dans les tubes EDTA ou l’urine dans les tubes d’acquisition. Centrifuger l’échantillon à 2 500 x g pendant 15 min. Au besoin, pipette plasma dans un nouveau tube et stocke…

Representative Results

Dans cette expérience représentative, l’activité transcriptionnelle pilotée par la région de contrôle non codant de BK-polyomavirus a été mesurée par cytométrie de flux. En outre, un inhibiteur de mTOR, qui pourrait être employé pour traiter des patients après la réactivation de BKPyV, a été examiné pour son inhibition de l’expression tôt virale de gène. À cette fin, un double dis-t-il de fluorescence-reporter a été employé comme édité précédemment<sup class="xr…

Discussion

Dans cet article, une méthode couramment utilisée est présentée qui permet l’analyse de la BKPyV non-codage de contrôle-région (NCCR) conduit début et tard l’activité du promoteur. L’activité du NCCR peut être mesurée simultanément et n’a pas besoin de lyse des cellules transfectées. En outre, un nombre relativement important de cellules peut être analysée et la co-transfection de marqueurs supplémentaires pour la normalisation des valeurs de fluorescence n’est pas nécessaire.

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs remercient Barbara Bleekmann pour son excellente assistance technique. Ces études ont été soutenues par le programme IFORES de l’École de médecine de l’Université de Duisburg-Essen et le programme RIMUR de l’Alliance universitaire Ruhr et le Centre de recherche Mercator Ruhr (MERCUR). Les auteurs remercient le Juergen-Manchot-Stiftung pour la bourse de doctorat d’Hélène Sertznig et son soutien constant. La collecte et l’utilisation du matériel patient ont été approuvées par le comité d’éthique de la faculté de médecine de l’Université du Duisburg-Essen (14-6028-BO).

Materials

100 bp ladder NEB N3231 Any ladder with a range up to 1 kb can be substituted
2-log ladder NEB N0550 Any ladder with a range up to 10 kb can be substituted
Agar-Agar, Kobe I Carl Roth 5210.3
AgeI-HF NEB R3552
Ampicillin Natriumsalz Cellpure Carl Roth HP62.1
Aqua ad iniectabilia Bbraun 2351744 can be substituted by any manufacturer
BD FACSCanto™ II BD Biosciences
BD FACSDiva BD Biosciences
DAPI Sigma 10236276001
DFC450C camera module Leica Any camera can be used
DMEM Gibco 41966-029 can be substituted by any manufacturer
DMIL LED microscope Leica Any fluorescence microscope can be used
DNA Blood Mini Kit Qiagen 51104 can be substituted by any manufacturer
E.coli DH5alpha Competent Cells Thermo Scientific 18258012
FBS Superior MerckMillipore 50615 Any FBS can be used
FlowJo v10.5.3 FlowJo, LLC Any flow cytometry software FBS can be used
Gel Loading Dye, Purple (6X)  NEB B7024 Any 6x loading dye can be substituted
HEK293T cells ATCC 11268 These cells constitutively express the simian virus 40 (SV40) large T antigen, and clone 17 was selected specifically for its high transfectability.
HERAcell® 240i CO2 Incubator Thermo Scientific can be substituted by any manufacturer
HotStar PCR kit Qiagen 203203
Intas Gel documentation system Intas Any visualisation system for stained DNA containing agarose gels can be used
Low Melt Agarose Biozym 850081 can be substituted by any manufacturer
Opti-MEM Invitrogen 31985070 can be substituted by any manufacturer
pBKV (34-2) ATCC 45025 Plasmid harboring the full-length genome of BKPyV strain Dunlop; was used as a positive control; DNA Seq. Acc.: KP412983
PBS Gibco 14190-136
PCR Cycler MJ Mini 48-Well Personal Cycler Bio-Rad discontinued product Any thermocycler can be used
PCR Nucleotide Mix, 10 mM Promega #C1145 can be substituted by any manufacturer
PCR1 and PCR2 Primers metabion not applicable Desalted. Dilute to (10 µM) with PCR grade water
PenStrep (100x) Gibco 15140-122 can be substituted by any manufacturer
Roti®-GelStain Carl Roth 3865 A fluorescence based stain for measuring dsDNA concentration
SpeI-HF NEB R3133
T4-DNA Ligase NEB M0202
TransIT LT1 Mirus MIR2300
Trypsin 0.05% – EDTA Gibco 25300-054 can be substituted by any manufacturer
ZymoPURE II Plasmid Kit Zymo D4201 can be substituted by any manufacturer

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Cite This Article
Korth, J., Sertznig, H., Moyrer, S., Doevelaar, A. A. N., Westhoff, T. H., Babel, N., Witzke, O., Kribben, A., Dittmer, U., Widera, M. Measurement of BK-polyomavirus Non-Coding Control Region Driven Transcriptional Activity Via Flow Cytometry. J. Vis. Exp. (149), e59755, doi:10.3791/59755 (2019).

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