Die Beurteilung Transmissible Spongiforme Enzephalopathie Artgrenzen mit ein<em&gt; In-vitro-</em&gt; Prion Protein-Umwandlungsassay

Christopher J. Johnson; Christina M. Carlson; Aaron R. Morawski; Alyson Manthei; Neil R. Cashman

doi:10.3791/52522

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Methodenartikel

Die Beurteilung Transmissible Spongiforme Enzephalopathie Artgrenzen mit ein

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DOI:

10.3791/52522

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10. März 2015

Christopher J. Johnson¹ , Christina M. Carlson² , Aaron R. Morawski³ , Alyson Manthei⁴ , Neil R. Cashman⁵

¹USGS National Wildlife Health Center, ²Department of Soil Science, University of Wisconsin–Madison, ³Laboratory of Immunology, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health, ⁴Merial Veterinary Scholars Program, School of Veterinary Medicine, University of Wisconsin–Madison, ⁵Department of Neurology, University of British Columbia

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die Messung der Barriere für die Übertragung von Prionenkrankheiten zwischen den Spezies ist eine Herausforderung und beinhaltet typischerweise tierische Herausforderungen oder biochemische Assays. Hier präsentieren wir einen in vitro Prionenprotein-Umwandlungsassay mit der Fähigkeit, Speziesbarrieren vorherzusagen.

Zusammenfassung

Studien zum Verständnis der Übertragung von transmissiblen spongiformen Enzephalopathien (TSEs, Prionenkrankheiten) zwischen Spezies sind insofern eine Herausforderung, als sie typischerweise auf langwierigen und kostspieligen in vivo Tierprovokationsstudien beruhen. Eine Reihe von In-vitro-Assays wurden entwickelt, um die Messung von Prionen-Artenbarrieren zu unterstützen, wodurch der Tierverbrauch reduziert und schnellere Ergebnisse als bei Tier-Bioassays erzielt werden. Hier stellen wir das Protokoll für einen schnellen In-vitro-Prionen-Assay vor, der als Conversion Efficiency Ratio (CER)-Assay bezeichnet wird. In diesem Assay wird zelluläres Prionprotein (PrP^C) aus einem nicht infizierten Wirtsgehirn sowohl bei pH 7,4 als auch bei 3,5 denaturiert, um zwei Substrate zu produzieren. Wenn das pH 7,4-Substrat mit einem TSE-Erreger inkubiert wird, wird die Menge an PrP^C, die in einen Proteinase K (PK)-resistenten Zustand umgewandelt wird, durch die Speziesbarriere des ursprünglichen Wirts gegenüber dem TSE-Erreger moduliert. Im Gegensatz dazu wird PrP^C im Substrat mit einem pH 3,5 von jedem TSE-Wirkstoff falsch gefaltet. Durch den Vergleich der Menge an PK-resistentem Prionprotein in den beiden Substraten kann eine Abschätzung der Speziesbarriere des Wirts vorgenommen werden. Wir zeigen, dass der CER-Assay die bekannten Prionen-Artenbarrieren von Labormäusen korrekt vorhersagt und zeigen als Beispiel einige vorläufige Ergebnisse, die darauf hindeuten, dass Rotluchse (Lynx rufus) anfällig für den Erreger der chronischen Auszehrungskrankheit des Weißwedelhirsches (Odocoileus virginianus) sein könnten.

Einleitung

Transmissible spongiforme Enzephalopathien (TSE, Prionenerkrankungen) sind eine Gruppe von tödlichen neurodegenerativen Erkrankungen mit verlängerten Inkubationszeiten, die eine Vielzahl von Tieren und Menschen zu beeinflussen. Die mutmaßliche ätiologische Agens von TSE besteht aus einer fehlgefalteten Isomer der Host Prionprotein (PrP), die in der Lage zur Selbstausbreitung von vorlagengesteuerten Umwandlung der normalen zellulären Form PrP (PrP ^C) in ein infektiöses, krankheitsassoziierte ist umfasste Formular (PrP ^TSE), die im zentralen Nervensystem Gewebe des infizierten Wirts ¹ ansammelt. Infektiöse Prionen übertragen Säugetier A....