Neste manuscrito, um protocolo é apresentado para executar a medida FACS-baseada da atividade transcricional de BK-Polyomavirus usando as pilhas HEK293T transfected com um plasmídeo bidirecional do repórter que expressa tdtomato e EGFP. Este método permite determinar quantitativamente a influência de novos compostos na transcrição viral.
Os poliomavírus, como o BK-Polyomavirus (BKPyV), podem causar patologias severas em pacientes imunocomprometidos. No entanto, uma vez que os antivirais altamente eficazes não estão atualmente disponíveis, são necessários métodos que medem o impacto de potenciais agentes antivirais. Aqui, um repórter de fluorescência dupla que permite a análise do BKPyV não-codificação de controle-região (NCCR) impulsionado atividade precoce e tardia promotor foi construído para quantificar o impacto de potenciais medicamentos antivirais na expressão gênica viral via tdTomato e eGFP Expressão. Além, clonando os amplicões de bkpyv-nccr que neste protocolo foram obtidos exemplarmente do ADN sangue-derivado de pacientes transplantados renais imunocomprometidos, o impacto de nccr-rearranjos na expressão de gene viral pode ser determinado. Depois da clonagem dos amplicons derivados pacientes, as pilhas HEK293T foram transfected com o repórter-Plasmids, e tratadas com os agentes antivirais potenciais. Subseqüentemente, as pilhas foram sujeitadas a FACS-análise para medir as intensidades médias da fluorescência 72 h transfection do borne. Para testar também a análise de drogas que têm um potencial efeito inibidor do ciclo celular, apenas transfected e, portanto, as células fluorescentes são usadas. Desde que este ensaio é executado no grande antígeno de T que expressa pilhas, o impacto da expressão adiantada e atrasada pode ser analisado em uma maneira mutuamente independente.
Os poliomavírus representam uma família independente de pequenos vírus de DNA duplo-encalhado (dsDNA) com o vírus Simian 40 (SV40) como uma espécie de protótipo. A infecção primária ocorre principalmente durante a infância, que geralmente prosseguem sem sintomas de doença e geralmente causam infecções latentes em hospedeiros competentes imunológicos. O BK-Polyomavirus (BKPyV) persiste principalmente em células tubulares renais sem causar nefropatologia, no entanto, em caso de comprometimento da imuno-competência após o transplante renal, o vírus pode reativar e causar danos graves e comprometimento do enxerto função ao atingir uma viremia alta (1 x 104 bkpyv DNA cópias/ml)1,2. Em aproximadamente 10% dos receptores de transplante renal, a reativação do BK-Polyomavirus (bkpyv) resulta em uma nefropatia associada ao poliomavírus (pyvan), que foi de até 80% associada a um alto risco de falhas renais do aloenxerto3,4 . Desde que nenhum agente antiviral aprovado está disponível, a terapia atual é baseada na redução do immunosuppression. Curiosamente, os inibidores de mTOR parecem ter um efeito antiviral; assim, comutar a terapia imunossupressores ao imunossupressão mTOR-baseado pôde representar uma aproximação alternativa para impedir a progressão do bkpyv viremia5,6,7. No entanto, o mecanismo antiviral baseado em mTOR é atualmente ainda incompletamente compreendido. Assim, são necessários métodos que medem o impacto de potenciais agentes antivirais em concentrações clinicamente relevantes.
O genoma circular do BKPyV consiste em aproximadamente 5 KB abrigando uma região de controle não-codificante (NCCR) que serve como uma origem de replicação e concomitantemente um promotor bidirecional dirigindo a expressão de transcrições de mRNA de fase precoce e tardia. Desde que ocorra espontâneamente nccr-rearranjos, deleções, e duplicações são encontrados no bkpyv patogénico8 e acumulado significativamente nos pacientes que sofrem de pvan5,9, uma comparação de arquetípico (WT) e Re-arranjado (RR) NCCR-atividades são úteis para caracterizar a aptidão replicativa viral.
Como resumido na Figura 1, este protocolo descreve um método comumente usado para medir a atividade transcricional de BKPyV nccr quantificando a fluorescência de dois fluoróforos tdTomato e EGFP expressos a partir de um repórter plasmídeo5, 9,10,11. O procedimento é realizado na presença do antígeno T SV40 grande (lTAg), que permite analisar o impacto de potenciais agentes antivirais na atividade de NCCR precoce e tardia separadamente5. Este ensaio analisa ainda mais o impacto dos rearranjos sobre a atividade da nccr e a comparação com o WT-nccrs5,9. O plasmídeo do repórter abriga o sinal atrasado da poliadenilação SV40 a jusante de cada frame de leitura aberto do fluoróforo para assegurar o processamento comparável e eficiente de ambos os transcritos para tdtomato e EGFP, respectivamente. Comparado aos métodos baseados em qRT-PCR5,12, esta aproximação FACS-baseada representa uma alternativa compatível do baixo custo e da taxa de transferência elevada desde nenhuns protocolos complicados da extração para a cultura de pilha contaminada e nenhum caro os anticorpos para a mancha imune da fluorescência são necessários. Além disso, uma vez que uma quantidade definida de células fluorescentes é analisada através da citometria de fluxo, a análise dos agentes inibidores do ciclo celular também é possível de forma quantitativa.
Neste artigo, um método comumente usado é apresentado que permite a análise do BKPyV não-codificação controle-região (NCCR) impulsionado atividade promotor precoce e tardia. A atividade da NCCR pode ser medida simultaneamente e não precisa de Lise das células transfectadas. Além disso, um número relativamente grande de pilhas pode ser analisado e o co-transfection de marcadores adicionais para a normalização dos valores da fluorescência não é necessário.
Uma parte crítica des…
The authors have nothing to disclose.
Os autores agradecem a Barbara Bleekmann pela excelente assistência técnica. Estes estudos foram apoiados pelo IFORES-programa da Universidade de Duisburg-Essen Medical School e do RIMUR-programa da Universidade Alliance Ruhr e Mercator Research Center Ruhr (MERCUR). Os autores agradecem a Jürgen-Manchot-Stiftung pela bolsa de doutorado de Helene Sertznig e apoio constante. A coleta e uso do material do paciente foi aprovada pelo Comitê de ética da faculdade de medicina da Universidade Duisburg-Essen (14-6028-BO).
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 |