ويصف البروتوكول المحدد إجراءات إنتاج مجمع بروتين المجال الملزم لمستقبلات HiBiT وتطبيقه للكشف السريع والحساس عن الأجسام المضادة للسارس-CoV-2.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
ويصف البروتوكول المحدد إجراءات إنتاج مجمع بروتين المجال الملزم لمستقبلات HiBiT وتطبيقه للكشف السريع والحساس عن الأجسام المضادة للسارس-CoV-2.
وقد أدى ظهور وباء COVID-19 إلى زيادة الحاجة إلى طرق أفضل للكشف المصلي لتحديد الأثر الوبائي للفيروس التاجي للمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة 2 (سارس-كوف-2). ويثير العدد المتزايد من الإصابات بالسارس-CoV-2 الحاجة إلى فحوصات أفضل للكشف عن الأجسام المضادة. طرق الكشف عن الأجسام المضادة الحالية تهدد الحساسية للسرعة أو حساسة ولكنها تستغرق وقتا طويلا. وتستهدف نسبة كبيرة من الأجسام المضادة المحايدة للسارس-CoV-2 المجال الملزم للمستقبلات، وهو أحد المقصورات المناعية الأولية للسارس-كوف-2. لقد قمنا مؤخرا بتصميم وتطوير نظام RBD شديد الحساسية وموسوم بيومونسنت (NanoLuc HiBiT-RBD) للكشف عن الأجسام المضادة للسارس-CoV-2. يصف النص التالي الإجراء لإنتاج مجمع HiBiT-RBD وإجراء تقييم سريع لتقييم وجود الأجسام المضادة المستهدفة RBD باستخدام هذه الأداة. ونظرا لمتانة منتج بروتين HiBiT-RBD على مدى مجموعة واسعة من درجات الحرارة والإجراءات التجريبية الأقصر التي يمكن إكمالها في غضون ساعة واحدة، يمكن اعتبار البروتوكول بديلا أكثر كفاءة للكشف عن الأجسام المضادة للسارس-CoV-2 في عينات مصل المريض.
وقد تسبب ظهور فيروس كورونا الجديد، سارس-CoV21، في وفاة أكثر من 2,800,000 شخص و128 مليون إصابة حتى 30 مارس 2022. ونظرا لعدم وجود إجراءات علاج موثوقة وراسخة للعلاجات السريرية للسارس-CoV-2، بذلت العديد من الجهود لتقييد المزيد من انتقال الفيروس، والأهم من ذلك، تطوير علاج فعال وقوي أو لقاح3. حتى الآن، هناك أكثر من 50 مرشحا للقاح COVID-19 في التجارب التي أبلغت عنها منظمة الصحة العالمية4. يعد اكتشاف الأجسام المضادة ضد السارس - فيروس نقص الفيروس - 2 ذا أهمية قصوى لتحديد الاستقرار طويل الأجل للاستجابة الفكاهية عند إعطاء اللقاح وكذلك في المرضى الذين تم انتشالهم من COVID-195. وقد اثبتت بعض الدراسات ان هناك امكانية ان يفقد المرضى الذين تم انتشالهم من السارس - كو فى - 2 معظم الاجسام المضادة الملزمة للسارب بعد عام واحد ، وهو 6،7، 8،9 . ويلزم إجراء مزيد من التحقيقات من أجل فهم أفضل للمناعة الدائمة، ويمكن لمنصات الكشف عن الأجسام المضادة الأكثر حساسية أن تساعد في زيادة هذا العمل. كما أن التقارير عن استمرار مناعة العدوى الخفيفة بالسارس-CoV-2، والتي تشير إلى استجابات طويلة الأجل للأجسام المضادة، هي أيضا مجال مثير للاهتمام وجدير بالاهتمام للدراسة. طريقة سريعة ودقيقة للكشف أمر ضروري لرصد الأجسام المضادة في سيرا الأفراد لتوفير المزيد من المعلومات حول الحصانة في السكان.
مثل الفيروسات التاجية الأخرى، يستخدم السارس-CoV-2 بروتين الجليكوبروتين البارز لربط الإنزيم-2 المحول لأنجيوتنسين (ACE2) لبدء سلسلة من الأحداث التي تؤدي إلى دمج أغشية الفيروسات والخلايا6,7. وقد أثبتت العديد من الدراسات مؤخرا RBD من بروتين سبايك أن يكون لها دور حاسم في الحصول على استجابة قوية ومحددة للأجسام المضادة ضد السارس-CoV28,9,10,11. وعلى وجه الخصوص، فإن الارتباطات التي لاحظها بريمكومار وآخرون بين تأليه الأجسام المضادة الملزمة لل RBD وفعالية تحييد السارس-CoV-2 في بلازما المرضى تتسق مع كون RBD حجرة مناعية لهيكل الفيروس9. ومع وضع ذلك في الاعتبار، فإن العديد من الاختبارات التشخيصية المتاحة للكشف عن الأجسام المضادة للسارس-CoV-2 هي اختبارات تستغرق وقتا طويلا وكثيفة التكلفة، وتتطلب إجراء طويلا للحضانة والغسيل (فحص مناعة مرتبط بالإنزيم [ELISA])، أو تفتقر إلى الحساسية والدقة (الفحص المناعي للتدفق الجانبي [LFIA])12. ولذلك، فإن الطريقة الكمية والسريعة التكميلية للكشف عن الأجسام المضادة المشتقة من COVID-19 مع حساسية عالية واستجابة سريعة وتكلفة منخفضة نسبيا من شأنها أن تخدم الحاجة إلى اختبار مصلي موثوق به للمراقبة الوبائية سارس-كوف-2.
وقد أدت القيود المفروضة على المقايسات المصلية الحالية مجتمعة إلى إجراء تحقيق في نظام الإبلاغ عن الإنارة الحيوية كعامل تشخيصي محتمل في عمليات التحري المصلي في المستقبل. الإضاءة الحيوية هي تفاعل إنزيم/ركيزة طبيعي، مع انبعاث الضوء. Nanoluc luciferase هو أصغر (19 كيلودا) ، ومع ذلك ألمع نظام مقارنة رينيلا واليراع لوسيفيراز (36 كدا و 61 كدا ، على التوالي)13،14. علاوة على ذلك ، Nanoluc لديه أعلى نسبة إشارة إلى الضوضاء والاستقرار بين الأنظمة المذكورة سابقا. تدعم كثافة الإشارة العالية ل Nanoluc اكتشاف كميات منخفضة جدا من اندماج المراسلين15. تقنية Nanoluc الثنائية (NanoBiT) هي نسخة مقسمة من نظام Nanoluc ، والتي تتألف من جزأين: BiT الصغيرة (11 حمض أميني؛ ثنائية الأحماض الصغيرة (11 حمض أميني؛ 1998). SmBiT) وBiT كبيرة (LgBiT) مع التفاعلات منخفضة نسبيا تقارب (دينار كويتي = 190 ميكرومتر) لتشكيل مجمع الإنارة16. يستخدم NanoBiT على نطاق واسع في دراسات مختلفة تنطوي على تحديد التفاعلات البروتين البروتين15,17,18,19 ومسارات الإشارات الخلوية11,20,21.
في الآونة الأخيرة ، تم تقديم ببتيد صغير آخر مع تقارب أعلى بشكل واضح إلى LgBiT (KD = 0.7 nM) ، وهو نظام HiBiT Nano-Glo ، بدلا من SmBiT. تقارب عالية وإشارة قوية من نانو غلو "إضافة مزيج قراءة" المقايسة يجعل HiBiT مناسبة، كمية، علامة الببتيد الإنارة. في هذا النهج ، يتم إلحاق علامة HiBiT بالبروتين المستهدف من خلال تطوير بناء يفرض الحد الأدنى من التداخل الهيكلي. ومن شأن اندماج بروتين HiBiT أن يرتبط بنشاط بنظيره LgBiT، وينتج إنزيم لوسيفيراز نشط للغاية لتوليد الإضاءة الحيوية القابلة للكشف في وجود كاشفات الكشف (الشكل 1). وبالمثل، قمنا بتطوير نظام قائم على HiBiT Nano-Glo لقياس تاتر الأجسام المضادة المحايدة بسهولة في سيرا الأفراد المتعافين من السارس-CoV-2 وطورنا مؤخرا جهازا موسوما بالسارس-CoV-2 RBD. تصف هذه الورقة بروتوكول إنتاج التقرير الحيوي HiBiT-RBD باستخدام الإجراءات والمعدات المختبرية القياسية، وتبين كيف يمكن استخدام هذا المبلغ الحيوي في فحص سريع وفعال للكشف عن الأجسام المضادة المستهدفة بالسارس-CoV-2 RBD.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: البروتوكول الموضح أدناه يلتزم بكافة إرشادات الأخلاقيات وفقا لمدونة البروتوكول 20200371-01H.
1. إنتاج وتقييم HiBiT-RBD التقرير البيولوجي
2. الكشف عن الأجسام المضادة RBD مع سريع وحساسة المقايسة
3. الكشف عن الإنتاجية العالية للأجسام المضادة الخاصة بالسارس-CoV-2 من عينات مصل المريض
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تسجيل الإشارات من كل من lysate الخلية المحتوية على HiBit-RBD وsupernatant من الخلايا المصابة (الشكل 2) لتقييم مصدر البروتين المناسب. تم استخدام HiBiT-RBD و LgBit بشكل منفصل كعناصر تحكم ، وأظهرت البيانات خلفية منخفضة مقارنة بإشارة قوية عندما تم الجمع بين كلا الجزءين. وبالتالي، فإن تفاعل HiBiT-RBD مع LgBiT ضروري لتوليد إنزيم نشط لهضم الركيزة ونشاط الإضاءة الحيوية (الشكل 1).
إضافة البروتين G سوف تساعد الأجسام المضادة هطول الأمطار (
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويتطلب العدد المتزايد من المصابين بالسارس-فيروس الكواد-2 والجهود الجارية للتطعيم العالمي إجراء اختبارات مصلية حساسة وسريعة يمكن استخدامها في عمليات مسح المصل على نطاق واسع. وتبين البحوث الحديثة أنه يمكن استخدام التقارير البيولوجية القائمة على النانولوسيفراز لتطوير مثل هذه المقايسات. قمنا مؤخرا بتطوير HiBiT-RBD بيوبورتر لتصميم اختبار يمكن استخدامه للكشف عن الأجسام المضادة الخاصة بالسارس-CoV-2 في مصل المريض بطريقة سريعة وموثوقة (الشكل 4C).
هناك بعض الخطوات الحاسمة ف...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ولا يعلن صاحبا البلاغ عن وجود تضارب في المصالح.
ونحن نقدر ونشكر المساعدة التقنية التي يقدمها شياوهونغ هي، وريكاردو ماريوس، وجوليا بيتريك، وبرادلي أوستن، وكريستيانو تانيزي دي سوزا. نشكر أيضا مينا قريماني على التصميم الجرافيكي. كما نود أن نشكر جميع الأفراد الذين شاركوا وتبرعوا بعينات دمهم لهذه الدراسة. ويدعم DWC جزئيا من قبل كلية uOttawa وقسم الطب.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 5x عازلة التحلل السلبي | Promega | E194A | 30 مل |
| Bio-Plex غسالة مغناطيسية محمولة | Bio-Rad | 171020100 | |
| DMEM | Sigma | D6429-500ml | |
| نظام فحص ثنائي Glo luciferase | Promega | E2940 | طقم 100 مل |
| مصل الأبقار الجنين (FBS) | Sigma | F1051 | |
| HiBiT-RBD Plasmid | gacggatcgggagatctcccgatcccctatggt gcactctcagtacaatctgctgctgctgtctagccgcata gttaagccagtatctgctgtgt aggtcgctgaggtcaaaattta agctacaaggcaaggcttgaccgacaa ttgcatgaagaatctgcttagggttagggtgtgtttg cgctgctgtgtagggtctc aatcaattatattgt aatcaattacgggggtcattagttcatagcccat atatggagttccgtacttacggtataa atggcccgcctggctgacccccaacgaccc ccgcccattggtcaataatgacgtgttccc atagtaacgccaatagggactttccattgacgtc aatgggtggtatttacggtaaactgcccact tggcagtacatcaagtgtatcatatgccaagta cgccccctattgacgtcaatgtaaatgg cccgcctggcattatgcccagtacatgaccttat gggactttcctacttggcagtacatctacgtat tagtcatcgctattaccatggtggtagggtgtagcgttt ggcagtacatcaatggggtagcggttagcggtcgttg actcacggggggttccaagtctccaccaaatg acgtcaatggttggcaccaaaatgttggcaccaatgtcgtcgtcg ccccattgcaaatgggttaggtaggggta cggtggggtatatagcagagctctctgg ctaactagagaacccactgcttactggcttatcg aaattaatacgactcactatagggacccaa gctggctagcgttaaacttaagcttggtaccga gctcggatccgccaccATGGAGACAGA CACACTCCTGCTATGGGTACTGC TGCTGGGTTCCAGGTTCCAC TGGTGACtctggctctagcggctctggct agcggcggtct agcggcggtc agggcggtct gggctg GCGGCTGTGTTCAAGAAGATTAGC tctagcggcgcGCTAGCGGCGCACACACAGGACC ACGACGGGGGACTACAAGGACCA CGACATCGACACACCAAGA GACGAGGACACACCAGCA GCAGGGGAGGACGCTCTGGAGGA GGTAGCGGCGGCACAACACAATCTGTG CCCATTCGGCGGGTTTAACGCCACCAGAT ttgccagcgtgtatgcctggaaccgga atctctaattgctatagcgtggctctagcgtgtcctctacctttaagt gctatggcgtgtcccccaaagctgaacc ctgtgcttcaccaacacggtcaccaacgtgctctgt gatcaggggcgatgagtcgtc aactataagctgccaggcacaggcacagattcggactac aactataagctggatttcaccggct gcgtgatccctggaatagcaaaatctgggtc cgggttcagaaagagcaacctgaatctgtac cggctgttcagaaagacaaccatcacagatctaccag gcaggctcccctctcacacgggagg gcttcaattgtttcctggcagagtcggc ttccagcctacaaatggcgtgggtgctatcagcca tacagggtggtgtgtcctttgagctgtctctgacCATC gagggccgccatccatgaccactgatagtagcgctcgagtctagctaggtctcgtgtcgtgtgttaggtctagtgttagtgtgtctgtgtgtccccctcgtg ccttccttgaccttgtccccac tgtcctttctaataaaatgaggaaattgcat cgcattgtctctgaggtcattctggcaggcaggggcagga ggattgggagacaatagcaggggggggtctatggcttgtggtggtgtggtgtgttggtgttgtgcttggcttgtgtgttgtgttgtgtctctgtgtctga agaaccagctggggctctagggggtatcccca cgcgccctgtagcggcggcattaagcgcgcggcggcgtggtc acttgccagcggctcgcctctcgccctcttctcgcctctcggccctcttctcatcgggctccctctttägtgtc ccaacttgattagggtgggtggtttcactggtgtcgtgtc ctttgtggtc cttgtgtctggtäaaatägtg gactcttctccaäaccaacc ctatctcggtctattcttgatttaagggatttt gccgatttcggttggttaaaatgaggctg atttaacaaaaatttaacgcgaattaattctgt ggaatgtgtcagttagggtgggaaagtccc caggctcccccacaggcagaagtatgcaag catgctcaattagtcacaaccaggtgtgg aaagtccccaggctcccccaggcaggcaagggt atgcaaagcatccatcaattagtcagcaac catagtcccgcccctaactccgccccatcccgtccgtccctcccctccctctcctttattggcagaggc cgaggccgtctgtctgagctttgagttcgaa gtagtttttgtctaggtttg caaagctcccggggtctccatttc ggatctcaagagacaggatgaggttttt cgcatgattgaacaagatgtgg ttctccggtggtc tatgactggggggcacaatcggctggttc ccgaaagtccatcttgtctc cgcctgtggtggtc ccatcggtct gcaggtct tggcaggctggctggtct gcagctggtct ggaagcg ggaggcgtctcg ggaggcgtc ggggcagggatctctcggctgtcgctctc agcgagcacgtactcggatggaagccggtct tgtcgatcaggatctggacgaagagcat caggggctcgcgccagccgaactgttcgcca ggctcaaggcgtggt ccgaatatgtggtggt accgctatcaggacatagcgttggct acccgtgatattgctgaagagcttggcggcg aatgggctgaccgcttcctcgtggttacgg tatcgccggcgtctc ttctatcgccttcttgtctctgaggtc tccaccgccccccttctatgaaaggttgggctt cggaatcgttccgggctgctggctgctggtggtgtgtggagt tcttcgccccacccaacttgttttgtgcagctta taatggttacaaataaagcaatagcatcacaa atttcaaagcatttcactgcatcatt ctagttgtggtccaaactcatcaatgtat cttatgtgtataccgtcgtcct agagcttggcgtaatcatggtcatagctgtgtc ctgtgtccacaattccacac aacatacgaggagcatagtgtaaag cctgggggtgtaatgagtgaggtaactcacat taattgcgttgcctcactgcctc gggaaacctgtcgtggccagctgcattaatgaa tcggccaacggcggggggagaggcgggcggggtcgctcctctcctcgctcactgactc gctgcgctcggtcgttcggctgtctcgtgtcgtcctcaaaggcggtaatacggttc cacagaatcaggggataacggaaagaa catgtgagcaaggccagcaaggccgtggcgttttcatcactcatcgtctc aatcgcatcac aaaatcgctcac aatcgctcacagtcagggaa acccgacacaggataaagataccaggcgtt tccccctggctgtct ggctgtctct ccgtct tttctcccttcgggaagcgtggctctcatcat agctcacgctgtagtaggtatctcagttcgggtgtagtaggttcgctccaagctgggctgtggcgaa ccccccgttcggtctcgctgtc ggtcggtccaacccttactc acacgacttatcggtccagcagcgcccacttagcaggtctTAGgAGgTAGgTAGgTGgTCtGAGTgTGtGGTAGTgGTtGTtGGTACGTACGctgACTAGAGAagATtGGTACtGGAa aagattgTGTcttcTGATCCcaCAAAAAAAAAGAT CTCAAGAAGATCCTTTTTTTTTTCTACGGGGT ctgctcagtggaacgaaaaactcacgttaa gggattgggtgtcatgagattatcaaaggatct tcacctagatccttttaaaattaaatgaagtt ttaaatcaatctaaatgagtaaactt ggtctgacagttaccaatgcttaatcagtgagg cacctatcagcgatctctcgtcgttcatctctca tagttgactcccccgtcgtgtagactac gatacgggcttaccatctggccagtg ctgcaatgataccgaccacccacccacccacc ggctccatcattcacaataaaccagccag ccggaggccggccaagaagtggtcctg caactttatccgcctccatccagtctattaattgtt gccgggaagctagtagttagttcgccagtt aatagtttgcgcaacgttgttgtgtccattgctcctcgtggtcgttgtgtgg cttcatcagctccggtccaacgatcaaggc gagttacatgatcccatgtgttgtggcaaaag cggttagctccttcggtcctccgatcgtcgttgtcgtctcgtgtcGtGTtCATGGT tatggCAGGCACTGCATCATTCTCTCTACTGTGTGTGCATGTGTGTGTCTGGAATAGTGTGTATGCG gcgaccgagtgtgtcctctctccggcgtcaatacg ggataataccggcgcccatagcagaactttaa aagtgctcatcattggaaaacgttcttcggggc gaaaactctcaaggatcttaccgctgtgttgagat ccagttcgatgtaacccactcgtgcacccaact gatcttcagcatcttttttcaccagcgtttctcaccagcgtttc tgggtgagcaaacaggaaaggaaggcaaaatgc cgcaaaggaataagggcgacacgga aatgttgaatcatactctctctttttcaat attattgaagcatttatcagggtc tcatgagcggatacatttgattttt agaaataggttccgcgca catttccccgaaaaagtggccacctgacgtc | ||
| LgBiT | Promega | N3030 | |
| البنسلين ستربتومايسين | ثيرمو فيشر العلمية | 15140122 | |
| بيرس بروتين G الخرز المغناطيسي | Thermo Fisher Scientific | 88848 | |
| PolyJet في المختبر الحمض النووي كاشف | الإشارات | SL100688.5 | |
| SARS-CoV-2 (2019-nCoV) الجسم المضاد المحايد للسبايك ، Mouse Mab | SinoBiological | 40592-MM57 | |
| Synergy Mx Microplate Reader | BioTek | 96-well لوحة قارئ مقياس الإضاءة | |
| تربسين EDTA | ثيرمو فيشر العلمي | 2520056 | 0.25٪ |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.