$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
מבחן הצמידות
בדיקת הצמידות הראתה כי ACE2 מסוג IgG ו-ACE2 מסוג נויטרווידין-ביוטינילציה צומדו בהצלחה למיקרוספרות. הספציפיות לזיהוי הבדיקה אושרה על-ידי בדיקת מיקרוספרות מצומדות ACE2 עם נוגדנים משניים המסומנים בתווית PE שנוצרו במינים שונים של בעלי חיים (איור 2). לא נצפתה תגובתיות צולבת בין נוגדני הזיהוי השונים. כאשר תערובות החרוזים נבדקו עם IgG PE נגד עיזים + אנטי-עזים, זוהה ערך עוצמת פלואורסצנטיות חציונית (MFI; יחידות שרירותיות) מעל הרקע הן עבור מיקרוספרות מצומדות מסוג ACE2 והן עבור מיקרוספרות מצומדות IgG של עיזים, אך לא עבור המיקרוספירה הבלתי מצומדת (חשופה) או עבור המיקרוספרות מצופות הביוטין. IgG PE נגד עכבר ונגד ארנב IgG PE שימשו כבקרות שליליות לבדיקת אותות חיוביים שגויים. אות פלואורסצנטי זניח נוצר עם הדגירה עם המיקרוספרות, מה שמצביע על כך שהאותות החיוביים עבור ACE2 והעז IgG היו ספציפיים.
יכולת זיהוי חלקיקים נגיפיים בסופרנאטנטים של תאים
חרוזים מגנטיים שהוצמדו ל-ACE2 אנושי רקומביננטי שימשו ללכידת חלקיקים נגיפיים של SARS-CoV-2 מסופרנאטנטים נגועים ונשלטים (ללא וירוס) של תרביות תאים VeroE6, ולאחר מכן נבדקו בו זמנית עבור שני אזורי ספייק נגיפיים נפרדים באמצעות נוגדן חד-שבטי ואחד מחמישה scFv שונים. אות תלוי ריכוז בדילולים של סופרנאטנטים של תאים נגועים ב-SARS-Cov-2 נצפה בשני ערוצי הכתבים (RP1 ו-RP2) (איור 3), מה שמצביע על כך שגם נוגדן Hu-anti-S1 המסחרי וגם scFvs השונים זיהו את החלקיק הנגיפי הקשור למיקרוספירה מצומדת ACE2. עם שלושה מתוך חמישה scFvs, הנגיף ניתן לזיהוי בדילול עד 1:18 (scFv2, scFv3, scFv5); עבור שני scFvs הנותרים (scFv7 ו- scFv9), ניתן לזהות אותו עד דילול של 1:6. ניתן לייחס זאת לזיקה שונה למטרה. כפי שניתן לראות באיור 3 ובטבלה 1, scFv3 מספק את עוצמת ה-MFI הגבוהה ביותר, ואחריו scFv5, scFv2, scFv7 ו-scFv9, בהתאמה.
ברחבי העולם, זיהוי scFvs מביא ל-MFI נמוך יותר בהשוואה ל-Hu-anti-S1. זה יכול להצביע על זיקה נמוכה יותר, אבל זה יכול להיות גם חפץ בגלל התיוג עם צבעים פלואורסצנטיים שונים (PE ו BV421). מגמה נוספת שניתן לראות עבור scFv7 ו- scFv9 היא שערכי MFI מעט נמוכים יותר עבור ערוץ RP1 (אנטי ספייק) כמו גם בהשוואה לשלוש התצורות האחרות. זה יכול להצביע על כך שה-scFvs מגיבים צולבים או מפריעים בדרך אחרת לאינטראקציה ACE2-Hu-anti-S1, מה שיכול להסביר גם את האות הנמוך יותר בערוץ RP2. לא זוהו חלקיקים נגיפיים בסופרנאטנט של תאי Vero E6 שאינם נגועים בערוץ RP1 או RP2.
המיקרוספירה המצומדת נויטרווידין-ביוטין, מיקרספירת העז-IgG והמיקרוספרות הבלתי מצומדות משמשות כחרוזי בקרה שליליים. החלקיקים הנגיפיים נלכדו באמצעות מיקרוספרות מגנטיות שהוצמדו ל-ACE2 ונבדקו עם אנטי-ספייק אנושי מסחרי בערוץ הכתבים RP1 ועם scFvs שונים בערוץ הכתב RP2 (scFv מצוין בפינה השמאלית העליונה של כל לוח). לא התגלו חלקיקי נגיף באף אחת מהדגימות הנגועות והלא נגועות.
דיוק ועמידות של Assay
כדי להעריך את דיוק הבדיקה, כל התנאים הופעלו בשלשה. מקדם שונות (CV) עבור מיקרספירת ACE2 חושב עבור כל נקודת דילול. כל קורות החיים המחושבים עבור הבדיקה היו מתחת ל-15%, כאשר קורות החיים הנמדדים הגבוהים ביותר היו 13%, וקורות החיים הנמוכים ביותר היו 1% (לוח 2). כפי שניתן לראות בתרשים הצפיפות (איור 4) של ערוץ RP1, זיהוי PE של Hu-anti-S1 המסחרי מראה דיוק גבוה יותר, בעיקר סביב קורות חיים של 3%. ערוץ RP2, זיהוי BV של scFVs, מציג קורות חיים גבוהים יותר. עם זאת, כפי שניתן לראות בטבלה 2, הטווח הגבוה יותר של קורות חיים מונע על ידי דגימות עם ריכוזים נמוכים של חלקיקים נגיפיים, כגון החסר. כדי לבדוק את איתנות הפרוטוקול, הבדיקה חזרה פעמיים על ידי מפעילים שונים, תוך שימוש בתערובות חרוזים שנוצרו בימים שונים ובנפח מדגם נמוך יותר (נמוך ב-72%). מתאם פירסון טוב מאוד, שנע בין 0.98 ל-1, נצפה הן עבור ערוצי RP1 והן עבור ערוץ RP2 (ערך p < 0.01), מה שמאשר את עמידות הבדיקה ואת האפשרות ליישם את הבדיקה כאשר פחות מדגם זמין (איור 5). טכנולוגיית ניתוח זרימה זו עוקבת אחר "תיאוריית ניתוח הסביבה"17, מה שהופך את הבדיקה לרגישה לריכוז אך לא לנפח.

איור 1: בדיקת חלקיקי הנגיף. (A) סופרנאטנט תאים מתאי Vero E6 נגועים ולא נגועים מתווספים בדילול סדרתי ללוח של 96 בארות או 384 בארות, יחד עם מיקרוספרות מגנטיות מצומדות לנויטרווידין, ואז מצומדים ל-ACE2 אנושי שעבר ביוטינילציה או ביוטין. מיקרוספרות לא מצומדות יחד עם IgG עז ומיקרוספרות חשופות משמשות כבקרות שליליות יחד עם המיקרספירה המצומדת נויטרווידין-ביוטין. (B) קומפלקסים של חלקיקי וירוסים מיקרוספריים שנוצרו מזוהים באמצעות קוקטייל זיהוי המורכב מ-Hu-anti-S1 ואחד מה-scFvs השונים עם תג FLAG. לאחר מכן מתווספת תערובת פלואורסצנטית עם IgG PE אנטי-אנושי המכוונת ל-Hu-anti-S1 ול-anti-FLAG Brilliant Violet 421 המכוונת ל-scFvs. (C) מערכת הגילוי הכפול בעלת שלושת הלייזרים פולטת לייזר אדום, ירוק וסגול כדי לזהות את קומפלקס המיקרו-חלקיקים. הלייזר האדום מזהה את תווית הצבע המיקרספרית, בעוד שהלייזר הירוק והסגול מזהים את האנטי-S1 וה-scFvs, בהתאמה. הנתונים שנוצרו מנותחים לאחר מכן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: תרשים אישור הצמדה. תערובות החרוזים הורכבו מארבעה מזהי מיקרוספירה שונים, שכל אחד מהם מצומד עם חלבון אחר: נויטרווידין-ביוטין-ACE2 (ACE2), מיקרוספירה לא מצומדת (חרוז חשוף), נויטרווידין-ביוטין (ביוטין) ו-IgG עיזים (IgG עיזים). במבחן הצמידות נעשה שימוש בשלוש תצורות שונות של פלואורופורים לגילוי. כלומר, עז נגד ACE2 + נגד עז IgG PE, נגד עכבר IgG PE, ונגד ארנב IgG PE. ציר Y מציג את האות הממוצע שנמדד MFI (עוצמת פלואורסצנטיות חציונית; יחידות שרירותיות) מכל מיקרוספירה עם שלושת התנאים השונים. ציר X מציג את נוגדני הלכידה השונים שהופעלו. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: זיהוי מרובב של חלבונים על פני השטח. ציר Y: ממוצע MFI (עוצמת פלואורסצנטיות חציונית; יחידות שרירותיות ± סטיית תקן) עבור כל דגימה, מנותח בבארות משולשות לכל מצב. ציר X: נקודות דילול סדרתי של סופרנטנט התא. כתום: חלקיקי וירוס בסופרנאטנט מ Vero E6 נגועים ב- SARS-CoV-2 WT שזוהו עם PE אנטי ספייק אנושי + PE אנטי אנושי (פיקואריתרין). כחול: Supernatant מ Vero E6 נגוע SARS-CoV-2 WT זוהה עם scFvs שונים + anti-FLAG מבריק סגול 421. אפור: סופרנאטנט תאים לא נגוע שזוהה עם PE אנטי-ספייק אנושי + אנטי-אנושי. שחור: סופרנאטנט תאים לא נגוע זוהה עם חמשת scFvs + anti-FLAG Brilliant Violet 421. החלקיקים הנגיפיים נלכדו באמצעות מיקרוספרות מגנטיות שהוצמדו ל-ACE2 ונבדקו עם נוגדנים מסחריים אנושיים נגד ספייק בערוץ הכתבים RP1 ועם scFvs שונים בערוץ הכתב RP2 (scFv מצוין בפינה השמאלית העליונה של כל פאנל). לא התגלו חלקיקי נגיף באף אחת מהדגימות הלא נגועות. האפיטופ שהותקף על ידי scFv3 היה בעל הזיקה הגבוהה ביותר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: תרשים פיזור וריאציות. ציר Y הוא תדירות האירועים, וציר X מציג את מקדם השונות (CV) באחוזים עבור כל העתק של הדגימות השונות. RP1 ו-RP2 הם ערוצי הכתב הראשון והשני המזהים פלואורסצנטיות הקשורה לפיקוריתרין ול-Brilliant Violet 421, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: מטריצת מתאם הפעלה. (A,B) ציר Y: מטריצת מתאם פירסון בסקאלת log10 בין שלוש ריצות נפרדות, המנוהלות על ידי שלושה אופרטורים שונים ועם תערובות חרוזים שונות. נפח מדגם נמוך יותר הוחל בסיבוב השלישי. ההיסטוגרמות מציגות את ההתפלגות של אשכולות המשתנים השונים בהתבסס על MFI שנמדד. (A) מתאם לערוץ כתב RP1 בין הריצות השונות. (ב) קורלציה לערוץ כתב RP2 בין הריצות השונות. MFI=עוצמת פלואורסצנטיות חציונית ביחידות שרירותיות. עמ' < 0.001. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
| זיהוי | תגובתיות |
| scFv2 | ++ |
| scFv3 | +++ |
| scFv5 | ++ |
| scFv7 | + |
| scFv9 | + |
| IgG אנטי-ספייק אנושי | ++++ |
טבלה 1: דירוג scFvs בזיהוי בהתבסס על עוצמת MFI המתקבלת בעקומות הסטנדרטיות.
| RP1 (PE) | RP2 (BV421) |
| דילול לדוגמה | טווח קורות חיים [%] | טווח קורות חיים [%] |
| ריק | 3–11 | 2–13 |
| 1:1458 | 1–7 | 2–7 |
| 1:456 | 4–6 | 3–8 |
| 1:162 | 3–6 | 3–7 |
| 1:54 | 2–4 | 2–4 |
| 1:18 | 2–4 | 1–4 |
| 1:6 | 2–6 | 1–6 |
| 1:2 | 1–5 | 1–3 |
טבלה 2: טווח CV% (ממוצע/סטיית תקן × 100) של כל נקודת דילול של הסופרנאטנט הנגוע ב- SARS-CoV-2 הן עבור ערוצי RP1 והן עבור ערוצי הכתב RP2.
קובץ משלים 1: יצירת מקטע משתנה חד-שרשרת אימונוגלובולין (scFv). אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
טבלה משלימה 1: סינון scFvs בזוגות עם Fabs כנגד דילול סדרתי של ספייק רקומביננטי (RBD). כדי להעריך את הביצועים של פפטידים שונים לזיהוי, 12 שילובים של חלבון ספייק, Fab, שימשו ללכידה במאגר עם RBD רקומביננטי. עשרה (10) scFvs המכוונים לאפיטופים שונים של חלבון הספייק יושמו כזיהוי. בהתאם לביצועים של זוג זיהוי הלכידה, הם סומנו כנכשלים (-) או כמוצלחים (+). אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
טבלה משלימה 2: בדיקת scFvs בזוגות עם Fabs נגד דילול סדרתי של תא Calu-3 נגוע ב- SARS-Cov-2. לצורך הערכת ביצועי פפטידים שונים, 12 שילובים של חלבון ספייק, Fab, שימשו ללכידה בסופרנטנט תאי Calu-3 נגוע ב- SARS-Cov-2. עשרה (10) scFvs המכוונים לאפיטופים שונים של חלבון הספייק יושמו כזיהוי. בהתאם לביצועים של זוג זיהוי הלכידה, הם סומנו כנכשלים (-) או כמוצלחים (+). אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.