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Methodenartikel

Pseudotypisierte Viren als molekulares Werkzeug zur Überwachung humoraler Immunantworten gegen SARS-CoV-2 mittels Neutralisationsassay

3.1K Aufrufe

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DOI:

10.3791/65658

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21. November 2023

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* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Pseudotypisierte Viren (PVs) sind replikationsdefekte Virionen, die verwendet werden, um Wirt-Virus-Interaktionen unter sichereren Bedingungen zu untersuchen als mit authentischen Viren. Hier wird ein detailliertes Protokoll vorgestellt, das zeigt, wie SARS-CoV-2-PVs verwendet werden können, um die neutralisierende Fähigkeit des Serums von Patienten nach einer COVID-19-Impfung zu testen.

Zusammenfassung

Pseudotypisierte Viren (PVs) sind molekulare Werkzeuge, die verwendet werden können, um Wirt-Virus-Interaktionen zu untersuchen und die neutralisierende Fähigkeit von Serumproben zu testen, zusätzlich zu ihrer bekannteren Verwendung in der Gentherapie für die Verabreichung eines Gens von Interesse. PVs sind replikationsfehlerhaft, weil das virale Genom in verschiedene Plasmide unterteilt ist, die nicht in die PVs eingebaut sind. Dieses sichere und vielseitige System ermöglicht den Einsatz von PVs in Laboren der Biosicherheitsstufe 2. Hier stellen wir eine allgemeine Methodik zur Herstellung von lentiviralen PVs vor, die auf drei Plasmiden basiert, wie hier erwähnt: (1) das Rückgratplasmid, das das Reportergen trägt, das zur Überwachung der Infektion benötigt wird; (2) das Verpackungsplasmid, das die Gene für alle Strukturproteine enthält, die zur Erzeugung der PVs benötigt werden; (3) Das Expressionsplasmid der Hülloberfläche, das den Virustropismus bestimmt und den Eintritt des Virus in die Wirtszelle vermittelt. In dieser Arbeit ist SARS-CoV-2 Spike das Hüllglykoprotein, das für die Produktion von nicht-replikativen SARS-CoV-2-pseudotypisierten Lentiviren verwendet wird.

Kurz gesagt, Verpackungszellen (HEK293T) wurden mit den drei verschiedenen Plasmiden unter Verwendung von Standardmethoden co-transfiziert. Nach 48 h wurde der Überstand, der die PVs enthielt, geerntet, filtriert und bei -80 °C gelagert. Die Infektiosität von SARS-CoV-2-PVs wurde getestet, indem die Expression des Reportergens (Luciferase) in einer Zielzelllinie 48 h nach der Infektion untersucht wurde. Je höher der Wert für relative Lumineszenzeinheiten (RLUs) ist, desto höher ist die Infektions-/Transduktionsrate. Darüber hinaus wurden die infektiösen PVs zu den seriell verdünnten Serumproben hinzugefügt, um den Neutralisationsprozess des Eintritts von Pseudoviren in die Zielzellen zu untersuchen, gemessen als Verringerung der RLU-Intensität: niedrigere Werte entsprechen einer hohen neutralisierenden Aktivität.

Einleitung

Pseudotypisierte Viren (PVs) sind molekulare Werkzeuge, die in der Mikrobiologie verwendet werden, um Wirt-Virus- und Pathogen-Pathogen-Interaktionen zu untersuchen 1,2,3,4. PVs bestehen aus einem inneren Teil, dem viralen Kern, der das virale Genom schützt, und einem äußeren Teil, den Hüllglykoproteinen auf der Oberfläche des Virus, die den Tropismus definieren5. Ein Pseudovirus ist in der Zielzelle replikationsunfähig, da es nicht die gesamte genetische Information enthält, um neue Viruspartikel zu erzeugen. Diese K....

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Protokoll

Das vorliegende Protokoll wurde von der Ethikkommission der Universität Verona genehmigt und folgt den Richtlinien dieser Kommission (Zulassungsprotokoll Nr. 1538). Von den an der Studie teilnehmenden Probanden wurde eine schriftliche Einwilligung nach Aufklärung eingeholt. Vollblutproben wurden von Freiwilligen des Gesundheitspersonals (HCW) gesammelt, die gerade dabei waren, Anti-SARS-CoV-2-Impfstoffe zu erhalten. Diese Proben wurden in Kunststoffröhrchen mit Antikoagulanzien für die anschließende Isolierung von Serum15 gesammelt.

Alle folgenden Prozesse müssen in einer biologischen Haube der Klasse 2 unter sterile....

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Ergebnisse

Dieses Protokoll beschreibt die Produktion von SARS-CoV-2-PVs und eine nachgelagerte Anwendung dieser PVs zur Analyse der Neutralisationsaktivität von Serum/Plasma von Probanden, die eine Anti-COVID-19-Impfung erhalten17. Darüber hinaus kann dieses Protokoll angewendet werden, um Pseudotypen jeder besorgniserregenden SARS-CoV-2-Variante (VOC) herzustellen, um die Entwicklung der neutralisierenden Reaktion zu testen. Obwohl dieses Protokoll die Untersuchung der humoralen Immunantwort nach einer COV.......

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Diskussion

Obwohl die Verwendung eines Wildtyp-Virus die tatsächliche Infektion simuliert, sind lentivirale PVs eine sicherere Option, um die Mechanismen zu untersuchen, die mit dem Eindringen und der Infektion von Viren verbunden sind, ohne die strengen Sicherheitsanforderungen, die für die Arbeit mit pathogenen Viren erforderlich sind 4,20,21. PVs bestehen aus einem replikationsdefekten Viruskern, der von der Oberflächenhülle eines patho.......

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Offenlegungen

Die Autoren erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt haben.

Danksagungen

Wir würdigen den Beitrag der freiwilligen Helfer im Gesundheitswesen. Dieses Projekt wurde vom Department of Excellence 2023/2027, MUR, Italien, unterstützt. AR und DZ wurden durch PRIN2022 (EU-Fördermittel; NextGenerationEU)

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,45 μ m FilterSARSTEDT83 1826
6-Well-PlatteSARSTEDT83 3920
96-Well-PlatteSARSTEDT8,33,924
Amicon Ultra-15 ZentrifugalfiltereinheitenMerck10403892
Schwarz Undurchsichtige 96-Well-MikroplattePerkin Elmer60005270
Dulbecco's Modified Eagle MediumSIGMA-ALDRICHD6546 - 500ML
Dulbecco's phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS 1x)AUROGENEAU-L0615-500
Fötales KälberserumAUROGENEAU-S1810-500
Graphpad Prism Version 7Graphpad dotmaticsNAIm Manuskript ersetzen wir den Handelsnamen durch "Datenanalyseprogramm"
HEK293T ZellenATCCCRL-3216
HEK293T/ACE2-ZellenATCCCRL-3216HEK293T wurde transduziert, um ACE2 mit einem lentiviralen Vektor zu überexprimieren.
L-Glutamin AUROGENEAU-X0550-100
Luminometer - Victor3Perkin ElmerHH35000500Im Manuskript ersetzen wir den Handelsnamen durch   'Luminometer' 
Opti-MEMThermo Fisher Scientific11058021Im Manuskript ersetzen wir den Handelsnamen durch "reduziertes Serummedium" 
p8.91 Verpackung PlasmidDi Genova et al., 2021Ein freundliches Geschenk von Prof. Nigel Temperton (ref 16.)
pCSFLW-Reporter PlasmidDi Genova et al., 2021Ein freundliches Geschenk von Prof. Nigel Temperton (ref 16.)
Penicillin/StreptomycinAUROGENEAU-L0022-100
Polyethylenimin, verzweigt (PEI) (25 kDa)SIGMA-ALDRICH408727
RRL.sin.cPPT.SFFV/Ace2.IRES-puro.WPRE (MT126)Addgene145839Dieses Plasmid wurde verwendet, um HEK293Tcells/ACE2
SARS-CoV-2 Spike exprimierende PlasmidAddgenepGBW-m4137382
zu erzeugensteadylite plus Reporter Gene Assay SystemPerkin Elmer6066759Im Manuskript haben wir den Handelsnamen durch "Luciferase-Lesereagenz"
ersetztTrypsin EDTA 1xAUROGENEAU-L0949-100

Referenzen

  1. Ozaki, D. A., et al. International technology transfer of a GCLP-compliant HIV-1 neutralizing antibody assay for human clinical trials. Plos One. 7 (1), e30963(2012).
  2. Pouget, M., et al.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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