Het doel van het protocol is het illustreren van de verschillende assays met betrekking tot virale vermelding die kan worden gebruikt om kandidaat-virale invoer remmers te identificeren.
Methodenartikel
Het doel van het protocol is het illustreren van de verschillende assays met betrekking tot virale vermelding die kan worden gebruikt om kandidaat-virale invoer remmers te identificeren.
Antivirale testen die de virale binnenkomst mechanisch onderzoeken zijn relevant om te onderscheiden in welke stap de geëvalueerde agenten het effectiefst zijn, en zorgen voor de identificatie van kandidaatvirale invoer remmers. Hier presenteren we de experimentele benaderingen voor de identificatie van kleine moleculen die een infectie kunnen blokkeren door de niet-omhulde Coxsackievirus A16 (CVA16) door de virusdeeltjes of specifieke stappen in de vroege virale invoer te targeten. Assays omvatten de tijd-van-drug-optellen analyse, flow cytometrie gebaseerde virale binding Assay, en virale inactivatie assay. We presenteren ook een moleculair docking protocol dat gebruik maakt van virus capside-eiwitten om potentiële residuen te voorspellen die zijn gericht op de antivirale verbindingen. Deze assays moeten helpen bij de identificatie van de kandidaat-antivirale middelen die op virale binnenkomst handelen. Toekomstige richtingen kunnen deze mogelijke remmers verkennen voor verdere ontwikkeling van de drug.
Hand-, voet-en mond ziekte (HFMD) is een ziekte die meestal wordt veroorzaakt door Coxsackievirus A16 (CVA16) en enterovirus 71 (EV71) bij jonge kinderen. Onlangs in de regio Azië-Pacific, is er een belangrijke uptick in CVA16-geïnduceerde HFMD. Terwijl de symptomen kunnen mild zijn, ernstige complicaties kunnen optreden die invloed hebben op de hersenen en het hart, met potentiële fataliteit1,2. Op dit moment zijn er geen gelicentieerde antivirale therapieën of vaccinaties beschikbaar voor CVA16, en daarom is er een dringende behoefte om antivirale strategieën te ontwikkelen om toekomstige uitbraken en de bijbehorende complicaties te beteugelen.
CVA16 is een niet-omhuld virus dat een icosahedrale capside heeft samengesteld van pentamers die elk 4 structurele eiwitten bevatten, namelijk VP1, VP2, VP3 en VP4. Het omcirkelen van elke vijf-voudige as in de pentamer is een ' kloof ' regio die toont als een depressie en staat bekend om zijn rol in receptor binding3. Aan de onderkant van deze kloof ligt een hydrofoob zak in de VP1 regio die een natuurlijke vette ligand met de naam sfingosine (SPH) bevat. Cellulaire receptoren, zoals Human P selectin glycoproteïne ligand 1 (PSGL-1) en Scavenger receptor klasse B lid 2 (SCARB2), zijn gesuggereerd om een rol te spelen in virale binding door het verplaatsen van deze ligand die resulteert in conformationele veranderingen aan de capside en de daaropvolgende uitwerpen van virale genoom in de ontvangende cel4,5,6. Identificeren van mogelijke remmers die de opeenvolgende gebeurtenissen in de virale entry proces blokkeren zou kunnen bieden potentiële therapeutische strategieën tegen CVA16 infectie.
De stappen in de levenscyclus van het virus kunnen worden ontleed door middel van experimentele benaderingen als doelen om te helpen identificeren van de modus-specifieke antivirale middelen. Een analyse van de tijd van de drug-aanvulling onderzoekt het effect van de drug behandeling op verschillende tijdstippen tijdens de virale infectie, met inbegrip van pre-entry (toegevoegd voorafgaand aan de virus infectie), binnenkomst (toegevoegd gelijktijdig aan de virus infectie), en post-entry (toegevoegd na de virus infectie)7. De impact kan worden beoordeeld aan de hand van een standaard plaque test door het aantal virale plaques dat in elk van de behandelings condities wordt gevormd te kwantificen. De flow cytometrie gebaseerde virale bindings test bepaalt of het medicijn virale gehechtheid aan cellen voorkomt. Dit wordt bereikt door de temperatuur te verschuiven van 37 °C, waarbij de meerderheid van de menselijke virus infecties optreedt, tot 4 °C, waar de virionen kunnen binden aan het hostceloppervlak, maar niet in staat zijn om de cellen7in te voeren. De celmembraan-gebonden virusdeeltjes worden vervolgens gekwantificeerd door middel van immunokleuring tegen virale antigenen en beoordeeld door flow cytometrie. De virale inactivatie test aan de andere kant helpt bij het beoordelen van mogelijke fysieke interacties van het medicijn met vrije virusdeeltjes, het afschermen of neutraliseren van de virionen, of het veroorzaken van aggregaties of conformationele veranderingen die hen inactief maken voor daaropvolgende interacties met het oppervlak van de host-cel tijdens de infectie8,9. In dit experiment mag het virale entmateriaal eerst met het medicijn worden geïnpost voordat het wordt verdund om het geneesmiddel te titreren voorafgaand aan het infecteren van de monolaag van de host-cel en het uitvoeren van een standaard plaque assay8. Tot slot is moleculair docking een krachtig hulpmiddel om mogelijke geneesmiddelinteractie sites op het virion-oppervlak te voorspellen, waaronder de virale glycoproteïnen van omhulde virussen en de virale capside-eiwitten van niet-omhulde virussen, door gebruik te maken van computationele Algoritmen. Dit helpt bij het mechanistisch lokaliseren van de doelstellingen van de werkingsmodus van de drug en bieden nuttige informatie die verder kan worden gevalideerd door downstream assays.
We hebben onlangs de hierboven beschreven methoden gebruikt om antivirale verbindingen te identificeren die een efficiënte geblokkeerde infectie door de niet-omhulde CVA169. Hierin worden de gebruikte gedetailleerde protocollen beschreven en besproken.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Opmerking: Alle celkweek en virus infecties moeten worden uitgevoerd in gecertificeerde bioveiligheidskappen die geschikt zijn voor het bioveiligheidsniveau van de behandelde monsters. De twee tannine-klasse van kleine moleculen chebulagic zuur (CHLA) en punicalagin (PUG), die werden waargenomen om efficiënt te blokkeren CVA16 infectie9, worden gebruikt als voorbeelden van kandidaat-remmende agenten. Voor de basisbeginselen in virologie technieken, virusvermeerdering, bepaling van de virus titer en concepten van plaquevormende eenheden (PFU) of multipliciteit van infectie (MOI) wordt de lezer verwezen naar referentie10.
1. celkweek, virus voorbereiding, samengestelde bereiding en samengestelde cytotoxiciteit
2. time-of-drug-additie test
3. op flow Cytometrie gebaseerde binding assay
4. virale inactivatie assay
5. moleculaire docking analyse
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De tijd-van-drug-additie test is aangegeven in Figuur 1 en toont de invloed van de behandeling met behulp van de kleine moleculen CHLA en Pug op CVA16 infectie ofwel pre-virale binnenkomst (voor behandeling), tijdens virale binnenkomst (co-toevoeging), of post-virale vermelding ( na infectie). Beide kleine moleculen produceerden slechts marginale impact tegen CVA16 infectiviteit, hetzij in de voor behandeling van de gastheer cellen vóór virale infectie (
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In dit verslag hebben we de protocollen beschreven die nuttig zijn voor de identificatie van antivirale kandidaten die een virus vermelding targeten, met name tegen de niet-omhulde CVA16. De assays zijn ontworpen op manieren om de vroege gebeurtenissen tijdens virale binnenkomst te ontleden, wat nuttig is om het mechanisme (s) van actie en mogelijke doel (en) van de antivirale activiteit van de test agenten te verduidelijken. De ' time-of-drug-additie assay ' maakt het mogelijk om het potentiële doelwit van de teststoffe...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren dat zij geen belangenconflict hebben.
De auteurs zijn dankbaar voor Dr. Joshua Beckham aan de Universiteit van Texas in Austin voor technische ondersteuning met moleculaire docking. Deze studie werd deels gesteund door de financiering van het ministerie van Wetenschappen en technologie van Taiwan (MOST107-2320-B-037-002 naar C.-J.L. en L.-T.L.; MOST106-2320-B-038-021 en MOST107-2320-B-038-034-MY3 naar L.-T.L.).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 4% Paraformaldehyde | Sigma | AL-158127-500G | |
| Alexa 488-geconjugeerd anti-muis IgG | Invitrogen | A11029 | |
| Amphotericin B | GIBCO | 15290-018 | |
| Anti-VP1 antilichaam | Merck-Millipore | MAB979 | Anti-Enterovirus 71 antilichaam, reageert kruis met Coxsackie A16, clone 422-8D-4C-4D |
| Beckman Coulter Cytometer | Beckman Coulter | FC500 | |
| Corina | Molecular Networks GmbH | ||
| Kristalviolet | Sigma | C3886-100G | |
| DMEM | GIBCO | 11995-040 | |
| DMSO | Sigma | D5879 | |
| FBS | GIBCO | 26140-079 | |
| Formaldehyde | Sigma | F8775 | |
| Graphpad Prism | GraphPad | ||
| Heparine-natriumzout | Sigma | H3393 | |
| In vitro toxicologie assay kit, XTT-gebaseerd | Sigma | TOX2 | |
| Methylcellulose | Sigma | M0512-100G | |
| PBS pH 7.4 | GIBCO | 10010023 | |
| Penicilline-Streptomycine | GIBCO | 15070-063 | |
| PyMol | Schrödinger | ||
| UCSF Chimera | University of California, San Francisco |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen