Herpeswirus związany z mięsakiem Kaposiego (KSHV) jest ludzkim gammaherpeswirusem etiologicznie związanym z mięsakiem Kaposiego (KS), pierwotnym chłoniakiem wysiękowym (PEL), wieloośrodkową chorobą Castlemana (MCD) i zespołem cytokin zapalnych KSHV 1,2. Podobnie jak wszystkie herpeswirusy, KSHV utrzymuje się w organizmie gospodarza przez całe życie, przechodząc naprzemiennie między fazą utajoną i lityczną. Podczas gdy latencja dominuje w większości zakażonych komórek, podgrupa może wejść w cykl lityczny podczas infekcji pierwotnej (de novo) lub poprzez reaktywację z latencji3. Replikacja lityczna obejmuje uporządkowaną kaskadę ekspresji genów wirusa, której kulminacją jest replikacja genomu, składanie wirionów i uwalnianie potomstwa. Proces ten ma kluczowe znaczenie dla rozprzestrzeniania się wirusa i progresji choroby 4,5. Wczesne badania replikacji litycznej KSHV często opierały się na ektopowej ekspresji poszczególnych genów wirusa w układach heterologicznych. Podejścia te, choć pouczające, nie pozwoliły uchwycić skoordynowanej regulacji genów i interakcji wirus-gospodarz obecnych podczas autentycznej infekcji. Opracowanie BAC-16, rekombinowanego sztucznego chromosomu bakteryjnego (BAC) przenoszącego pełnej długości genom KSHV, umożliwiło produkcję genetycznie modypulowalnych wirusów, które zachowują zdolność do replikacji i zakaźnej produkcji wirionów6. System ten ułatwia ukierunkowaną mutagenezę i analizę funkcjonalną genów wirusa w kontekście całego genomu. Modele reaktywacji wykorzystujące utajone zakażone komórki iSLK lub BCBL-1 z BAC-16 lub KSHV stały się od tego czasu standardem w badaniu replikacji litycznej KSHV. Systemy te umożliwiają zsynchronizowaną indukcję cyklu litycznego przy użyciu środków takich jak doksycyklina (Dox) i 7,8 maślan sodu. Ponieważ jednak modele reaktywacji omijają wczesne etapy infekcji – w tym wnikanie wirusa, transport wewnątrzkomórkowy i początkową decyzję między latencją a replikacją lityczną – nie mogą w pełni podsumować pierwotnej dynamiki infekcji.
Modele zakażeń de novo oferują uzupełniające ramy służące wyeliminowaniu tych luk. Wykazano, że kilka pierwotnych modeli komórkowych, takich jak ludzkie komórki śródbłonka i nabłonka dziąseł, wspiera replikację lityczną po zakażeniu KSHV de novo 3,9,10,11. Jednak ich ograniczona żywotność, wysokie koszty i słaba podatność na manipulacje genetyczne ograniczają ich odtwarzalność i skalowalność w badaniach mechanistycznych. W tym protokole opisujemy wykonalny i skalowalny model zakażenia de novo litycznego KSHV przy użyciu linii komórkowej ludzkiego raka jelita grubego HCT 116. Chociaż komórki HCT116 nie są naturalnym celem KSHV, wykazują dużą podatność na infekcje i stanowią stabilną i opłacalną platformę odpowiednią do badań mechanistycznych i zastosowań o wysokiej przepustowości. Biorąc pod uwagę ograniczoną zdolność KSHV do tworzenia płytek miażdżycowych w hodowli, wykorzystujemy system BAC16 zawierający reporter GFP do generowania bezkomórkowego wirusa do infekcji. Umożliwia to bezpośrednią wizualizację zakażonych komórek i ilościowe określenie miana zakaźnego za pomocą testów jednostki zakaźnej (IU) opartych na GFP12. Aby to uzupełnić, DNA związane z wirionem mierzy się za pomocą ilościowego PCR w czasie rzeczywistym (qPCR) po leczeniu DNazą, oferując czułą metodę wykrywania zamkniętych w kapsułkach genomów wirusa. Łącznie testy te pozwalają na czasową, ilościową analizę dynamiki replikacji litycznej podczas pierwotnej infekcji.
Protokół ten zapewnia niezawodną i elastyczną platformę do modelowania zakażenia de novo litycznego KSHV in vitro, ułatwiając analizę wczesnych zdarzeń w cyklu życiowym wirusa, umożliwiając ocenę funkcji genów i aktywności przeciwwirusowej.