Rozwój wadliwych replikacyjnie, pseudotypowanych lentiwirusów (LV) dostarczył badaczom bezpiecznej i efektywnej metody dostarczania transgenów in vitro 1. Ze względu na ich długotrwałą ekspresję, te LV mogą być również wykorzystywane do dostarczania środków terapeutycznych in vivo 2,3. Wytwarzanie LV wymaga kotransfekcji ludzkich embrionalnych komórek nerki (HEK) z kilkoma plazmidami: wektorem transferowym, opakowaniem GAG/POL, opakowaniem rev i plazmidami glikoproteiny wirusa pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej (VSV-G). Systemy pakowania trzeciej generacji są uważane za bezpieczniejsze niż systemy drugiej generacji, ponieważ gen rev jest kodowany na oddzielnym plazmidzie pakującym, co zmniejsza możliwość rekombinacji w celu wytworzenia lentiwirusa kompetentnego do replikacji. Chociaż systemy pakowania drugiej generacji dają pięciokrotnie wyższe całkowite jednostki transdukcji, podział oryginalnego genomu wirusa w celu stworzenia systemu trzeciej generacji zmniejszył poziom transdukcji tylko minimalnie 3,4.
Podczas gdy linie komórkowe mogą być łatwiej i skuteczniej transdukowane, badacze skupili się na komórkach pierwotnych, ponieważ są one bardziej reprezentatywne dla tkanek in vivo 5,6. Jednak komórki pierwotne są oporne na transdukcję. Chociaż donoszono o transdukcji w pełni zróżnicowanych komórek nabłonka dróg oddechowych, ogólna skuteczność nie przekroczyła 15% 7.
Opisany tutaj jest protokół, który pozwala na produkcję LV o wysokim mianie. Przedstawiono podejście krok po kroku w celu osiągnięcia prawie 100% skuteczności transdukcji do pierwotnych komórek HBE. Dokładniej rzecz ujmując, w protokole opisano optymalne warunki hodowli, które mają zasadnicze znaczenie dla powodzenia 3. Krótko mówiąc, komórki HEK 293T są transfekowane przy użyciu lentiwirusowego wektora ekspresyjnego pCDH z promotorem EF-1 napędzającym ekspresję wzmocnionego białka zielonej fluorescencji (eGFP) lub mCherry, białka czerwonej fluorescencji i systemu pakowania trzeciej generacji. Wnioski o niskiej wartości uwalniane do pożywek są zbierane od 24 do 72 godzin później. Cząsteczki wirusa są zagęszczane za pomocą glikolu polietylenowego (PEG), wygodnej i łatwej metody zagęszczania wirusa, przed oszacowaniem miana przy użyciu zestawu do testu immunoenzymatycznego (ELISA) antygenu p24. Następnie niezróżnicowane pierwotne komórki HBE są transdukowane w pożywce proliferacyjnej (pożywka do wzrostu nabłonka oskrzeli lub BEGM) 8, podczas przyłączania (po trypsynizacji) przy współczynniku wielokrotności infekcji (MOI) wynoszącym 4, dodając bromek heksadimetryny i inkubując przez 16 godzin (przez noc). Komórki mogą się następnie różnicować. Ponieważ transgen wirusowy ulega długotrwałej ekspresji (przy użyciu odpowiedniego promotora, patrz dyskusja), ekspresja będzie utrzymywana przez cały okres różnicowania w pseudostratyfikowany nabłonek dróg oddechowych lub może być indukowana (przy użyciu indukowalnego promotora) po różnicowaniu.
Ten protokół jest bardzo interesujący dla badaczy, którzy chcą używać pierwotnych komórek HBE zamiast linii komórkowych, i może być dostosowany do innych trudnych do transdukcji typów komórek.