Prezentujemy protokół opisujący półilościową metodę pomiaru zarówno przyczepiania wirusa grypy A do komórek A549, jak i internalizacji cząsteczek wirusa do komórek docelowych za pomocą cytometrii przepływowej.
Artykuł metodologiczny
Prezentujemy protokół opisujący półilościową metodę pomiaru zarówno przyczepiania wirusa grypy A do komórek A549, jak i internalizacji cząsteczek wirusa do komórek docelowych za pomocą cytometrii przepływowej.
Przywiązanie do komórek docelowych, a następnie internalizacja to pierwsze kroki w cyklu życia wirusa grypy A (IAV). Przedstawiamy tutaj szczegółowy protokół pomiaru względnych zmian w ilości cząstek wirusa, które przyczepiają się do komórek A549, ludzkiej linii komórek nabłonka płuc, a także w ilości cząstek, które są internalizowane do komórki. Używamy biotynylowanego wirusa, który można łatwo wykryć po barwieniu streptawidyną znakowaną Cy3 (STV-Cy3). Opisujemy wzrost, oczyszczanie i biotynylację A/WSN/33, szeroko stosowanego szczepu laboratoryjnego IAV. Związane na zimno biotynylowane cząstki IAV na komórkach A549 są barwione STV-Cy3 i mierzone za pomocą cytometrii przepływowej. Aby zbadać wychwyt cząstek wirusa, wirus związany z zimnem może zostać zinternalizowany w temperaturze 37 °C. W celu rozróżnienia między zewnętrznymi i zinternalizowanymi cząstkami wirusa stosuje się etap blokowania: Wolne miejsca wiązania na biotynie przyłączonego wirusa na powierzchni komórki są wiązane przez nieznakowaną streptawidynę (STV). Późniejsza przenikanie komórek i barwienie za pomocą STV-Cy3 umożliwia następnie wykrycie zinternalizowanych cząstek wirusa. Przedstawiamy obliczenia mające na celu określenie względnej ilości wirusa zinternalizowanego. Ten test jest odpowiedni do pomiaru wpływu leczenia farmakologicznego lub innych manipulacji na przywiązanie lub internalizację IAV.
Pojawienie się wirusa grypy A (IAV) to wieloetapowy proces, który rozpoczyna się od wiązania wirusa z receptorami na błonie komórkowej komórek docelowych 1. Receptorem dla IAV jest kwas sjalowy, który jest obecny w wielu różnych glikoproteinach i glikolipidach. Białko hemaglutyniny (HA) IAV, które jest obecne w otoczce wirusa, wiąże się z kwasem sjalowym i w ten sposób pośredniczy w przyłączaniu cząstek wirusa do błony komórkowej komórek docelowych 2. Wirus wnika do komórek poprzez endocytozę za pośrednictwem klatryny, ale opisano również alternatywne drogi wnikania, takie jak makropinocytoza, 3-6. Interakcja między kwasem hialowym a kwasem sjalowym wydaje się być wystarczająca do pośredniczenia zarówno w przyłączaniu, jak i wyzwalaniu internalizacji cząstek wirusa 7. Niemniej jednak zaproponowano alternatywne receptory wejścia, a ich rola w wnikaniu do IAV jest obecnie badana 1,8,9.
Obecnie podejmowane są wysiłki mające na celu zidentyfikowanie czynników gospodarza, które są zaangażowane w cykl życia wirusa, w celu opracowania pilnie potrzebnych nowych terapii przeciwwirusowych 10-12. Wniknięcie wirusa byłoby korzystnym krokiem w kierunku ukierunkowania wzrostu IAV w celu zablokowania infekcji wirusowej w jej najwcześniejszym punkcie. Eksperymentalne zmierzenie różnych etapów wnikania wirusa IAV jest trudne, ponieważ zwykle do wykrycia przychodzącego wirusa potrzebne są duże ilości wirusa. Ponadto zakres wykrywania zmian w wnikaniu wirusa jest tylko liniowy ze względu na brak replikacji wirusa. Podkreśla to potrzebę stosowania testów o wysokiej czułości.
Test, który tutaj prezentujemy, pozwala na wykrycie wirusa przyczepionego na powierzchni komórki, jak również na wykrycie wirusa zinternalizowanego w stosunku do całkowitej ilości wirusa związanego z komórką. Zastosowanie biotynylowanego wirusa typu dzikiego umożliwia wygodny pomiar poprzez barwienie STV-Cy3 i odczyt za pomocą cytometrii przepływowej. Biotynylowany wirus jest związany na zimno z komórkami, aby umożliwić przyłączenie, ale zapobiec internalizacji cząstek wirusa. Komórki mogą być utrwalane, przepuszczalne i barwione za pomocą STV-Cy3 w celu zmierzenia przyłączonego wirusa. Sygnał z zewnątrzkomórkowych, przyłączonych wirionów może zostać zniesiony, jeśli przed utrwaleniem zostanie zastosowany etap blokowania, w którym komórki są inkubowane z nieznakowaną streptawidyną (STV). W kolejnym etapie, po przyłączeniu biotynylowanego IAV, temperatura jest zmieniana na 37 °C i pozwala na internalizację cząstek wirusa. Zinternalizowane cząstki są chronione przed wiązaniem STV, co pozwala na rozróżnienie wirusów zewnątrz- i wewnątrzkomórkowych.
Na warunki eksperymentalne wymagane są cztery próbki: '0 min': Pierwsza próbka, oznaczona jako '0 min', ma na celu zmierzenie zimnego wirusa na powierzchni komórki. '0 min + STV': Druga próbka, oznaczona jako '0 min + STV', podaje podstawową intensywność sygnału eksperymentu. Przyłączony wirus jest blokowany za pomocą STV, a sygnał po barwieniu STV-Cy3 powinien być znacznie niższy w porównaniu z próbką "0 min". "30 min": Trzecia próbka, "30 min" zawiera wirusa przyłączonego i zinternalizowanego w wyniku zmiany temperatury do 37 °C przez 30 minut. "30 min + STV": Czwarta próbka, "30 min + STV", mierzy wewnątrzkomórkową frakcję wirusów. Etap blokowania STV stosuje się po 30-minutowym okresie inkubacji. W rezultacie, cząsteczki wirusa na powierzchni komórki są wiązane przez STV, pozostawiając tylko zinternalizowane wirusy dostępne do barwienia STV-Cy3. Względną ilość wirusa zinternalizowanego można obliczyć jako stosunek wirusa zinternalizowanego (mierzony w próbce "30 min + STV") podzielony przez całkowitą ilość wirusa (opisaną przez próbkę "30 min").
Jako kontrolę sugerujemy dołączenie komórek zainfekowanych metodą mock. Sygnał następujący po barwieniu STV-Cy3 pozorowanych zainfekowanych komórek daje tło wynikające z protokołu barwienia. Kontrola przyłączenia do IAV polega na wstępnym traktowaniu komórek neuraminidazą bakteryjną (NA). NA oddziela kwas sjalowy od glikoprotein komórkowych, usuwając w ten sposób receptory przyłączeniowe z powierzchni komórki. Azydek sodu (SA) jest silnym inhibitorem metabolizmu, a tym samym blokuje endocytozę 13. Komórki traktowane azydkiem sodu powinny być dodatnie pod względem wiązania wirusa, ale ujemne pod względem internalizacji.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Uwaga przed rozpoczęciem: Używaj kaptura z przepływem laminarnym i odpowiedniego zabezpieczenia biologicznego podczas pracy z żywym wirusem. W tym miejscu opisano warunki wzrostu odpowiednie do hodowli szczepu wirusa grypy A/WSN/33. Wielokrotność infekcji (MOI) i czas inkubacji mogą się różnić w zależności od użytego szczepu wirusa.
1. Przygotowanie biotynylowanego wirusa A/WSN/33
2. Określ wymaganą ilość biotynylowanego wirusa
UWAGA: Zanim zostanie przeprowadzony test przyłączenia/internalizacji, ważne jest określenie ilości biotynylowanego wirusa potrzebnej do zainfekowania wszystkich komórek próbki.
3. Określ wymaganą ilość streptawidyny
UWAGA: Skuteczność blokowania sygnału pochodzącego z wirusa zewnątrzkomórkowego określa zakres wykrywania testu. Dlatego ważne jest, aby w jak największym stopniu usunąć sygnał STV-Cy3. Wymagana ilość potrzebnego STV zależy od ilości użytego biotynylowanego wirusa (określonej w sekcji 2).
4. Test przywiązania/internalizacji
UWAGA: Upewnij się, że przygotowałeś wszystkie odczynniki przed rozpoczęciem testu. W przypadku trzech grup kontrolnych przedstawionych w sekcji wyników (pozorowane zakażone komórki, komórki poddane wstępnej działaniu neuraminidazy i komórki poddane działaniu azydku sodu) wymagane są niewielkie zmiany w protokole.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rysunek opisujący cztery różne warunki eksperymentalne jest pokazany na rysunku 1. Wyniki reprezentatywnego eksperymentu przedstawiono na rysunkach 2-5. W próbce "0 min" biotynylowany wirus jest związany na zimno z komórkami docelowymi, co można uwidocznić za pomocą barwienia STV-Cy3 (ryc. 1 i 2). Po zastosowaniu etapu blokującego (w próbce "0 min + STV") wirus na powierzchni komórki nie może być już wykryty przez barwienie STV-Cy3. W re...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nasz protokół opisuje prosty sposób pomiaru przyczepiania się i internalizacji wirusa za pomocą cytometrii przepływowej. Pozwala na użycie znakowanego wirusa typu dzikiego, który bardziej naśladuje infekcje wirusowe w porównaniu z użyciem cząstek wirusopodobnych (VLP). Chociaż nasz protokół został zoptymalizowany pod kątem pomiaru przyczepiania i internalizacji IAV, można go łatwo dostosować do innych wirusów. Ponadto, ponieważ do odczytu stosuje się cytometrię przepływową, barwienie współaktywne można łatwo dodać do pro...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca została wsparta grantem ze Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Nauki (31003A_135278) dla SSt. MOP jest beneficjentem grantu doktorskiego z Funduszu Badawczego AXA. Dziękujemy Patricii Nigg za pomoc w zaprojektowaniu rysunku 1.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| DMEM | Life Technologies | 41966-052 | |
| FBS | Life Technologies | 10270-106 | |
| Penicylina-Streptomycyna | Life Technologies | 15140-163 | |
| PBS | Life Technologies | 14190-169 | |
| BSA | VWR Calbiochem | 126579 | |
| HEPES | Life Technologies | 15630-100 | |
| D-sacharoza | Fluka | 84100 | |
| TRIS | Biosolve BV | 20092391 | |
| EDTA | Zestaw EZ-LINK | ||
| NHS-SS-BIOTIN firmy | Fisher Scientific | W9971E | |
| Bio Rad Protein Bio Assay | Probówki głębinowe Bio Rad | 500-0006 | |
| (mikroprobówki 1,2 ml) | Milian | 82 00 001 | |
| PFA | Lucerna chem Mikroskopia elektronowa nauki | 15710 | |
| probówki ultrawirówkowe | Hemotec HmbH | 253070 | |
| Triton X-100 | Fluka | 93420 | |
| STV-Cy3 | Life Technologies | 43-4315 | |
| STV | Life Technologies | 43-4302 | |
| azydek sodu | Fluka | 71290 | |
| neuraminidaza bakteryjna/ sialidaza | Sigma-Aldrich | N6514-1UN |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie