Quantitative Fluoreszenzbildgebung von Alphavirus-Infektionen für antivirale Screenings

Alejandra Centurión; Bodunrin Omokungbe; Cross Chambers; Sabrina Stiehler; Andreas Vilcinskas; Kornelia Hardes

doi:10.3791/69384

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Methodenartikel

Quantitative Fluoreszenzbildgebung von Alphavirus-Infektionen für antivirale Screenings

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DOI:

10.3791/69384

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14. August 2026

Alejandra Centurión^*¹^,² , Bodunrin Omokungbe^*¹^,² , Cross Chambers² , Sabrina Stiehler³ , Andreas Vilcinskas¹^,²^,³ , Kornelia Hardes¹^,²^,⁴

¹LOEWE Centre for Translational Biodiversity Genomics (LOEWE-TBG), ²Department of Pest and Vector Insect Control, Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME, Branch of Bioresources, ³Institute for Insect Biotechnology, Justus-Liebig University, ⁴BMFTR Junior Research Group in Infection Research "ASCRIBE", Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME, Branch of Bioresources

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier wird ein robustes und anpassungsfähiges Protokoll für die kontinuierliche Visualisierung von Alphavirus-Infektionen vorgestellt. Dieses Protokoll bietet einen Ansatz zur Untersuchung der Alphavirus-Replikation und zur Bewertung der Wirksamkeit antiviraler Substanzen auf zellulärer Ebene mittels Fluoreszenzbildgebung.

Zusammenfassung

Die Fluoreszenzmikroskopie bietet einen hochsensitiven und vielseitigen Ansatz zur Untersuchung der Alphavirus-Infektion auf zellulärer Ebene. Durch die Kombination fluoreszenzmarkierter Viren mit quantitativer Bildanalyse ermöglicht diese Methode eine detaillierte räumliche und zeitliche Charakterisierung der Infektionsdynamik, einschließlich des Nachweises subtiler Unterschiede in der Replikationskinetik und der zell-zu-Zell-Ausbreitung. Ein zentrales Ziel dieses Protokolls ist dessen Anwendung in antiviralen Screening-Assays. Die bildbasierte Quantifizierung der Fluoreszenzintensität stellt ein robustes und reproduzierbares Verfahren zur Beurteilung der Wirksamkeit antiviraler Substanzen dar und erlaubt einen frühen und empfindlichen Nachweis inhibitorischer Effekte in infizierten Zellen. Dies erleichtert die Identifizierung aussichtsreicher antiviraler Kandidaten und unterstützt die Bewertung dosisabhängiger Wirkungen. Der Ansatz eignet sich zudem hervorragend für vergleichende Studien verschiedener Alphavirus-Stämme oder -Mutanten, da Unterschiede im Replikationsverhalten und in der Streuungsdynamik deutlich sichtbar werden. Aufgrund seiner Flexibilität, Kompatibilität mit verschiedenen Zelllinien und einfachen Integration in automatisierte Bildgebungssysteme ist die Methode skalierbar und für Hochdurchsatz-Screenings geeignet. Insgesamt trägt dieses Protokoll zur Entdeckung und Bewertung antiviraler Strategien bei. Da mehrere Alphaviren bedeutende Erkrankungen beim Menschen und bei Tieren verursachen, keine zugelassenen antiviralen Therapien existieren und sich geografisch weiter ausbreiten, wobei immer wieder neue Ausbrüche auftreten, bleibt die Identifizierung neuer antiviraler Wirkstoffe eine dringende Priorität. Daher stellt dieser auf Fluoreszenz basierende Arbeitsablauf einen wertvollen und aktuellen Beitrag zur modernen Alphavirus-Forschung dar.

Einleitung

Alphaviren sind umhüllte, positive-sinnige, einzelsträngige Ribonukleinsäure-(RNA-)Viren der Familie Togaviridae¹^,²^,³. Sie werden hauptsächlich durch Mücken übertragen und verursachen eine Reihe von Erkrankungen bei Menschen und Tieren. Die Gattung Alphavirus umfasst mehrere medizinisch bedeutende Viren, wie das Chikungunya-Virus (CHIKV), das Sindbis-Virus, das östliche Pferdeenzephalitis-Virus und das venezolanische Pferdeenzephalitis-Virus⁴^,⁵. Diese Krankheitserreger verursachen Symptome, die von fieberhaft....