1. Transfekcja ratunkowa Arenavirus
Nasz system ratunkowy opierał się na wykorzystaniu zarówno plazmidów ekspresyjnych białka polimerazy II kodujących nukleoproteinę (NP), jak i zależnej od RNA polimerazy RNA (L), wirusowych czynników transaktywnych wymaganych do replikacji RNA i ekspresji genów w genomie arenawirusa 7, 19 oraz plazmidów zdolnych do kierowania syntezą wewnątrzkomórkową, poprzez komórkową polimerazę RNA I I POL-I, antygenomu gatunków RNA 7 . W naszych badaniach używamy plazmidu ekspresji białka pCAGGs, który wykorzystuje sekwencje sygnałowe promotora β-aktyny i poliadenylanacji (pA) kurczaka oraz ludzki plazmid pol-I, który wykorzystuje sekwencje ludzkiego promotora polimerazy I i mysiego terminatora (Figura 2). Segmenty S i L RNA są klonowane do plazmidu hpol-I w orientacji antygenomicznej, aby umożliwić generowanie segmentów genomowego RNA po transkrypcji przez hpol-I. W celu uratowania rekombinowanego LCMV typu dzikiego (rLCMV) i Candid#1 (rCandid#1), pCAGGs, NP i L z każdego wirusa były kotransfekowane wraz z odpowiednimi ludzkimi segmentami pol-I, S i L RNA (Figura 3). Generowanie rekombinowanych trójsegmentowych LCMV (r3LCMV) i Candid#1 (r3Candid#1) przebiegało według podobnego protokołu, ale segment S został podzielony na dwa różne plazmidy pol-I S, z których każdy kodował charakterystyczny gen reporterowy: w jednym z nich otwarta ramka odczytu NP (ORF) została zastąpiona genem reporterowym zielonego białka fluorescencyjnego (GFP) (hpol-I S GFP / GP) i, w drugim prekursor glikoproteiny wirusa (GPC) ORF jest zastąpiony genem reporterowym lucyferazy Gaussia (Gluc) (hpol-I S NP/Gluc). Schematyczne przedstawienie protokołu przedstawiono na rysunku 4. Dla płytek 6-dołkowych ustalono następujący protokół transfekcji i infekcji
.
- Mieszanina OptiMEM-Lipofectamine 2000 (LPF2000): Przygotować 250 μl pożywki OptiMEM i, w zależności od sposobu usunięcia wirusa, 10 - 12 μg LPF2000 (1 μg/μl) na transfekcję (tabela 1). Zalecany jest stosunek 2,5 μg LPF2000 na μg DNA. Inkubować przez 5 - 10 minut w temperaturze pokojowej. W międzyczasie przygotować mieszaninę transfekcji plazmidu w oddzielnej probówce do mikrowirówek (krok 1.2).
- Mieszanina do transfekcji plazmidowego DNA: Przygotować koktajl transfekcji plazmidu w probówce mikrowirówkowej, używając zalecanych ilości dla każdego ratowanego wirusa (patrz Tabela 1). Doprowadzić ostateczną objętość do 50 μl za pomocą OptiMEM.
- Mieszanina plazmidu OptiMEM-LPF2000-DNA: Dodać 250 μl mieszaniny OptiMEM-LPF2000 (etap 1.1) do mieszaniny transfekcji plazmidowego DNA (etap 1.2). Inkubować tę mieszaninę przez 20 - 30 minut w temperaturze pokojowej. W międzyczasie przygotuj i policz 1 x 106 komórek Vero na reakcję transfekcji. Komórki Vero zostaną transfekowane w zawiesinie.
- Przygotowanie komórek Vero: Komórki Vero są hodowane w szalkach o średnicy 100 mm. Przed rozpoczęciem doprowadzić 1x PBS, DMEM 10% FBS 1% PS i mieszaninę trypsyna-EDTA do 37 °C.
- Umyj komórki dwukrotnie 5 ml 1x PBS.
- Trypsynizować komórki za pomocą 1 ml trypsyny-EDTA i czekać, aż komórki się oderwą (około 5 minut). Może być konieczne delikatne stukanie, aby całkowicie oderwać komórki od naczyń.
- Ostrożnie ponownie zawiesić komórki w 10 ml DMEM 10% FBS 1% PS w probówce wirówkowej o pojemności 15 ml.
- Odwirować komórki przez 5 minut z prędkością 1 000 obr./min w wirówce.
- Ponownie zawiesić komórki w 10 ml DMEM 10% FBS 1% PS i policzyć komórki za pomocą hemocytometru i dostosować stężenie do 1 x 106 komórek/ml. Zaobserwowano, że 0,5 - 1 x 106 komórek Vero na transfekcję dawało najlepsze wyniki.
- Wymieszaj LPF2000/DNA i komórki: Po 20 - 30 minutach inkubacji w temperaturze pokojowej (krok 1.3) dodać 1 ml komórek Vero (1 x 106) (krok 1.4) do mieszaniny plazmidu OptiMEM-LPF2000-DNA i inkubować przez 5 minut w temperaturze pokojowej.
- Mieszanka LPF2000 nasienna / DNA z komórkami na płytkach 6-dołkowych: Dodaj mieszaninę DNA-LPF2000-Vero (krok 1.5) do dołków płytki 6-dołkowej. Delikatnie wstrząsnąć płytką 6-dołkową i pozostawić transfekcję na noc do inkubatora w temperaturze 37 °C i 5% CO2 .
- Zmień pożywkę transfekcyjną: Około 16 - 24 godziny po transfekcji usuń pożywkę do transfekcji, dodaj 2 ml pożywki infekcyjnej i inkubuj transfekowane komórki przez dodatkowe 48 godzin.
- Pasaż komórkowy: Po 48 godzinach inkubacji w pożywce infekcyjnej należy usunąć supernatant z hodowli tkankowej (TCS) i przenieść transfekowane komórki do naczynia o średnicy 100 mm. TCS rzadko zawiera zakaźnego wirusa, ponieważ transfekowane komórki wymagają dodatkowej inkubacji w celu wytworzenia cząsteczek wirusa. Dla przejścia komórkowego:
- Umyj komórki dwukrotnie 2 ml 1x PBS.
- Trypsynizuj komórki 0,5 ml trypsyny-EDTA i poczekaj, aż komórki się odłączą.
- Ponownie zawiesić komórki w 1 ml DMEM 10% FBS 1% PS w probówce do mikrowirówek o pojemności 1,5 ml.
- Odwirować komórki przez 5 minut przy 5 000 obr./min, 4 °C w mikrowirówce.
- Ostrożnie ponownie zawiesić komórki w 1 ml pożywki infekcyjnej i przenieść komórki do naczynia o średnicy 100 mm. Zwiększyć całkowitą objętość na płytce z pożywką zakaźną do 8 ml, objętości wystarczającej do zapobieżenia wysuszeniu komórek, jak również do zagęszczenia wirusa.
- Delikatnie wstrząsnąć szalką o średnicy 100 mm i kontynuować inkubację komórek Vero w inkubatorze w temperaturze 37 °C i 5% CO2 przez 72 godziny.
- Pobieranie TCS: Po 72 godzinach inkubacji zebrać TCS w probówce wirówkowej o pojemności 15 ml. Usuń resztki komórek, wirując przez 5 minut z prędkością 2,500 obr./min w wirówce. Zakaźny arenawirus znajduje się w TCS, więc usuń z resztek komórki osad i przechowuj TCS w temperaturze -80 °C.
2. Potwierdzenie ratowania rekombinowanego wirusa arenawirusa
Wykrycie udanego ratowania rLCMV i rCandid#1 jest osiągane za pomocą testu immunofluorescencyjnego (IFA) za pomocą jednostki tworzącej ognisko (FFU). Do ratowania wirusa typu dzikiego używamy przeciwciał specyficznych dla NP wirusa. R3LCMV i r3Candid#1 kodują dwa geny reporterowe (GFP i Gluc), umożliwiając w ten sposób wykrywanie i miareczkowanie wirusa bez konieczności stosowania przeciwciał za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej (GFP) i/lub luminescencji (Gluc).
- Potwierdź ratowanie rekombinowanego arenawirusa typu dzikiego: Dzień przed miareczkowaniem przemyj komórki Vero dwukrotnie PBS, trypsynizuj i przygotuj 96-dołkowe płytki, aby następnego dnia osiągnąć 80 - 90% konfluencji (4 x 104 komórki / dołek). Delikatnie potrząśnij płytkami ręcznie, aby uzyskać równomierne rozprowadzenie komórek. Hodować komórki przez noc w inkubatorze w temperaturze 37 °C z 5% CO2 . Sprawdź komórki pod mikroskopem, aby potwierdzić monowarstwę, przed przystąpieniem do infekcji:
- Seryjnie rozcieńczyć (10-krotne rozcieńczenia) zawierający wirusa TCS odzyskany z transfekowanych komórek na szalce o średnicy 100 mm (krok 1.10) w OptiMEM.
- Usunąć pożywkę z wysiewanych komórek Vero, przemyć dwukrotnie 50 μl 1x PBS i zainfekować komórki 50 μl seryjnie rozcieńczonego wirusa (krok 2.1). Infekuj komórki przez 1,5 godziny w temperaturze 37 °C i 5% CO2 .
- Po zakażeniu należy usunąć inokulum wirusa, dodać 100 μl pożywki infekcyjnej/dołka i inkubować komórki przez 16 - 18 godzin. Ponowna infekcja wirusowa może nastąpić po 18 godzinach inkubacji, co może spowodować przeszacowanie mian wirusa.
- Po 16 - 18 godzinach od infekcji usuń TCS z każdej studzienki i utrwal komórki 4% formaldehydem rozcieńczonym w 1x PBS, przez 15 minut w temperaturze pokojowej.
- Następnie usuń roztwór utrwalający i przepuszczaj komórki 0,1% trytonem X-100 rozcieńczonym w 1x PBS, przez 10 minut w temperaturze pokojowej.
- Odessać roztwór permeabilizacyjny, a następnie przemyć komórki 3 razy 1x PBS.
- Zablokować komórki 2,5% albuminową surowicą bydlęcą (BSA) w 1x PBS (roztwór blokujący) przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej. Alternatywnie, komórki można zablokować przez noc w temperaturze 4 °C i kontynuować inkubację przeciwciał następnego dnia.
- W międzyczasie przygotuj przeciwciało pierwszorzędowe. Rozcieńczyć przeciwciała pierwszorzędowe specyficzne dla LCMV i Candid#1 w roztworze blokującym, a następnie odwirować roztwór przeciwciała/blokującego przez 15 minut przy 3,500 obr./min. Monoklonalne przeciwciało anty-LCMV NP klon 1.1.3 (rozcieńczenie 1:30) 16 i monoklonalne przeciwciało anty-JUNV NP SA02-BG12 z BEI Resources (rozcieńczenie 1:500) mogą być stosowane odpowiednio do wykrywania rLCMV i rCandid#1.
- Po 1 godzinnej inkubacji odessać roztwór blokujący i dodać 50 μl przeciwciała pierwszorzędowego do komórek i inkubować przez 1 godzinę w temperaturze 37 °C.
- W tym czasie rozcieńczyć przeciwciało drugorzędowe w roztworze blokującym, a następnie odwirować przeciwciało/roztwór blokujący przez 15 minut z prędkością 3 500 obr./min. Poliklonalne królicze przeciwciało przeciw mysim IgG FITC do wykrywania pierwszorzędowych przeciwciał monoklonalnych wykorzystano do uzyskania obrazów obserwowanych na rycinie 5.
- Po 1 godzinie inkubacji odessać przeciwciało pierwszorzędowe, przemyć 3 razy 1x PBS i dodawać przeciwciało drugorzędowe przez 30 minut w temperaturze 37 °C.
- Po 30 minutach inkubacji odessać przeciwciało drugorzędowe i przemyć 3 razy 1x PBS. Komórki są teraz gotowe do obserwacji za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej zarówno w celu określenia powodzenia ratowania wirusa, jak i miareczkowania poprzez zliczanie jednostek tworzących ognisko na ml (FFU/ml).
- Ratunek wirusowi r3LCMV i r3Candid#1: Ponieważ wirusy te wykazują ekspresję dwóch genów reporterowych, ich uratowanie może być monitorowane za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej w celu wykrycia ekspresji GFP lub ekspresji Gluc w TCS. Ratunek można również potwierdzić przez ekspresję Gluc w TCS. Aby miareczkować trójsegmentowane wirusy, wykonujemy kroki od 2.1 do 2.1.4, jednak komórki nie muszą być utrwalane, aby określić skuteczne uratowanie wirusa z powodu ekspresji GFP. Miareczkowanie wirusa zostanie określone przez zliczenie FFU/ml. Aby określić skuteczne uratowanie wirusa przez ekspresję Gluc, ekspresję Gluc z TCS można zmierzyć za pomocą zestawu testowego Gluc (zestaw do testów lucyferazy Biolux Gaussa, New England Biolabs). W tym celu:
- Odpipetować 100 μl TCS do 96-dołkowej białej płytki (płytki do mikromiareczkowania z płaskim dnem, Fisher Scientific).
- Zainstaluj luminometr (LumiCount, Packard Biosciences).
- Dodać 50 - 100 μl roztworu do oznaczania Gluc (zgodnie z zaleceniami producenta) do każdej próbki i zmierzyć ekspresję genu reporterowego Gluc za pomocą luminometru. Jako kontrolę negatywną zmierzono ekspresję Gluc TCS z komórek zakażonych wirusami typu dzikiego.
3. Przejście supernatantów z kultur tkankowych
Ratowanie wirusów zależy od skuteczności transfekcji. Wykazano, że komórki Vero mają niższą skuteczność transfekcji niż inne linie komórkowe 14 . Jeśli miana wirusa w TCS są niskie, należy zainfekować świeże komórki Vero przy wielokrotności infekcji (MOI) 0,01 (LCMV) lub 0,1 (Candid#1) przez 72 godziny, aby amplifikować wirusa.