Este protocolo descreve a recuperação do vírus Zika infeccioso a partir de um clone de cDNA infeccioso com dois plasmídeos.
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Artigo de método
Este protocolo descreve a recuperação do vírus Zika infeccioso a partir de um clone de cDNA infeccioso com dois plasmídeos.
Os clones de cDNA infecciosos permitem a manipulação genética de um vírus, facilitando assim o trabalho em vacinas, patogênese, replicação, transmissão e evolução viral. Aqui descrevemos a construção de um clone infeccioso para o vírus Zika (ZIKV), que atualmente está causando um surto explosivo nas Américas. Para evitar a toxicidade para bactérias comumente observadas com plasmídeos derivados de flavivírus, geramos um sistema de dois plasmídeos que separa o genoma no gene NS1 e é mais estável que as construções de comprimento total que não puderam ser recuperadas com sucesso sem mutações. Após a digestão e a ligação para unir os dois fragmentos, o ARN viral completo pode ser gerado por transcrição in vitro com polimerase de ARN T7. Após a eletroporação do ARN transcrito nas células, recuperou-se o vírus que apresentava cinética de crescimento in vitro semelhante e fenótipos de virulência e infecção in vivo em camundongos e mosquitos, respectivamente.
O vírus Zika (ZIKV; Família Flaviviridae : Gênero Flavivírus ) é um flavivírus transmitido por mosquito que chegou ao Brasil em 2013-14 e posteriormente foi associado a um surto maciço de doença febril que se espalhou pelas Américas 1 . Além disso, o ZIKV tem sido associado a desfechos graves da doença, como a síndrome de Guillain-Barré em adultos e microcefalia em fetos e neonatos 2 . Pouco se sabia sobre ZIKV antes da sua rápida propagação no hemisfério ocidental. Isso incluiu a falta de ferramentas moleculares, dificultando assim a pesquisa mecanicista. Ferramentas moleculares para vírus, tais como clones de cDNA infecciosos, facilitam a vacina e o desenvolvimento terapêutico antiviral e permitem a avaliação de fatores genéticos virais relacionados à patogênese viral diferencial, resposta imune e evolução viral.
Os clones infecciosos de Flavivirus são conhecidos por serem altamente instáveis em bactérias devido a crPromotores procarióticos ypticos presentes em seus genomas 3 . Várias abordagens têm sido usadas para melhorar esse problema; Incluindo a inserção de repetições em tandem a montante das sequências virais 4 , mutação das seqüências promotoras procarióticas putativas 5 , dividindo o genoma em múltiplos plasmídeos 6 , vetores numéricos de baixa cópia (incluindo cromossomos artificiais bacterianos) 7 , 8 e inserção de intrões no genoma viral 9 . Um sistema completo sem modificações foi descrito para ZIKV; No entanto, este clone pareceu ser atenuado na cultura celular e em camundongos 10 . Outros grupos criaram intrões no genoma de ZIKV, permitindo a interrupção de seqüências instáveis em bactérias que podem ser empalmadas em células de mamíferos in vitro para a produção de vírus infecciosos 11, 12 . Além disso, um sistema baseado em PCR, intitulado Infectious-Subgenomic-Amplicons, foi utilizado com sucesso para resgatar o protótipo MR766 de ZIKV 13 . A abordagem descrita aqui não requer seqüências estranhas, mas sim interrompe o genoma na região de alta instabilidade usando múltiplos plasmídeos, que já foram utilizados com sucesso com vírus da febre amarela 6 , dengue 14 , 15 e do Nilo Ocidental 16 . Além disso, a adição da sequência de ribozima da hepatite D no terminal genômico viral facilita a criação de um autêntico final 3 'sem a necessidade de adicionar um site de linearização. Além disso, ambos os plasmídeos são construídos em um vetor de números de baixa cópia (pACYC177, ~ 15 cópias por célula) para mitigar qualquer toxicidade residual 17 . O vírus recuperado exibe um perfil de crescimento comparável aoVírus parental em curvas de crescimento in vitro em 8 linhas celulares compreendendo uma variedade de tipos de células derivadas de mamíferos e insetos e exibiu perfis patogênicos idênticos em camundongos e taxas de infecção, disseminação e transmissão em mosquitos 18 .
Aqui, detalhamos um protocolo descrevendo como cultivar os plasmídeos de clones infecciosos, gerar RNA viral completo (o genoma viral) in vitro e recuperar vírus infecciosos em cultura celular. Primeiro, descrevemos a propagação de plasmídeos em bactérias ou amplificação sem bactérias usando amplificação do círculo circulante (RCA). Em seguida, mostramos como os dois plasmídeos são digeridos e subsequentemente ligados em conjunto para gerar vírus de comprimento total. Finalmente, descrevemos a produção de ARN transcrito e sua subsequente eletroporação em células Vero, seguidas de titulação de vírus recuperado ( Figura 1 ). A abordagem descrita é rápida, permitindo queR recuperação de stocks de vírus infecciosos em 1-2 semanas.
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1. Transformação e Recuperação de Plasmídeos de Clone Infecciosos
2. Preparação de ADN de plasmídeo suficiente para ligadura
NOTA: A ligação e a subsequente eletroporação requerem uma quantidade suficiente de DNA plasmídico que deve ser gerado através de maxiprep ou RCA. Embora a maxiprep seja a abordagem tradicionalmente utilizada, a RCA oferece a vantagem de não requerer bactérias, eliminando o potencial de toxicidade induzida por plasmídeos em bactérias que podem resultar em eventos de instabilidade.
| Nome do Primer | Sequência (5 '- 3') |
| ZIKV PRVABC59 1For. | AGTTGTTGATCTGTGTGAATCAGAC |
| ZIKV Conserved 632For. | GCCCTATGCTGGATGAGG |
| ZIKV Conserved 692Rev. | GGTTCCGTACACAACcCAAGTTG |
| ZIKV Conserved 1313Rev. | CTCCCTTTGCCAAAAAGTCCACA |
| ZIKV Conserved 1201For. | CCAACACAAGGTGAAGCCTAC |
| ZIKV Conserved 1663For. | GCAGACACCGGAACTCCACACT |
| ZIKV Conserved 2008For. | CAGATGGCGGTGGACATGC |
| ZIKV Conserved 2350Rev. | GTGAGAACCAGGACATTCCTCC |
| ZIKV Conserved 2605For. | TACAAGTACCATCCTGACTCCC |
| ZIKV Conserved 3499Rev. | GCCTTATCTCCATTCCATACCA |
| ZIKV Conserved 3961Rev. | TTGCCAACCAGGCCAAAG |
| ZIKV Conserved 4132For. | CATTTGTCATGGCCCTGG |
| ZIKV Conserved 4561Rev. | CTATTGGGTTCATGCCACAGAT |
| ZIKV Conserved 4665For. | GACCACAGATGGAGTGTACAGAGT |
| ZIKV Conserved 5189Rev. | AAGACAGTTAGCTGCTTCTTCTTCAG |
| ZIKV Conserved 5219For. | GAGAGTTCTTCCTGAAATAGTCCGTGA |
| ZIKV Conserved 6086Rev. | CTTGCTTCAAGCCAGTGTGC |
| ZIKV Conserved 6119For. | GCCTCATAGCCTCGCTCTATCG |
| ZIKV Conserved 6721Rev. | CCATTCCAAAGCCCATCTTCCC |
| ZIKV Conserved 6769For. | CCAGCCAGAATTGCATGTGTCC |
| ZIKV Conserved 7209Rev. | ATCATTAGCAGCGGGACTCCAA |
| ZIKV Conservado 7343Para. | GTTGTGGATGGAATAGTGGT |
| ZIKV Conserved 8243For. | TGCCCATACACCAGCACTATGA |
| ZIKV PRVABC59 8893Rev. | TGCATTGCTACGAACCTTGTTG |
| ZIKV conservou 9133Para. | AGCCCTTGGATTCTTGAACGAGGA |
| ZIKV PRVABC59 9673Rev. | AACGCAATCATCTCCACTGACT |
| ZIKV Conserved 9686For. | GATGATAGGTTTGCACATGCC |
| ZIKV Conserved 10321Rev. | GTCCATGTACTTTTCTTCATCACCTAT |
| ZIKV Conserved 10455For. | CAGGAGAAGCTGGGAAACC |
| ZIKV Conserved 10621Rev. | CAGATTGAAGGGTGGGGAAGGTC |
Tabela 1: Primers para sequenciação de clones de cDNA. Os plasmídeos podem ser sequenciados inteiramente com os primers listados. Primers marcados como "conservados" indiCate que provavelmente são capazes de seqüenciar / amplificar todos os genótipos de ZIKV. Os primers rotulados como "PRVABC59" são específicos desta cepa, mas também podem funcionar para outras estirpes de genótipos asiáticos e possivelmente outros genótipos.
3. Preparação de ARN transcrito in vitro
4. Resgate de vírus infeccioso por eletroporação
5. Titulação do vírus recuperado
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O protocolo aqui descrito permite a recuperação do vírus Zika infeccioso derivado de clones. Manipular o sistema de clones infecciosos de dois plasmídeos é direto quando realizado com cuidado, em comparação com versões completas que são altamente instáveis (dados não mostrados). Após a digestão e a ligação das duas peças distintas, o ARN tampado é produzido usando transcrição in vitro com polimerase T7 que é então eletroporada em células Vero ( Figura 1
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Aqui descrevemos um método para a recuperação de um sistema de clone de cDNA infeccioso bipartido para ZIKV. Os clones para ZIKV descritos anteriormente sofrem atenuação ou requerem a adição de íntrons, tornando os plasmídeos maiores e impedindo o resgate em células de insetos. O vírus infeccioso pode ser recuperado usando o sistema de clones de dois plasmídeos em células de mamíferos ou insetos (dados não mostrados). Além disso, o vírus recuperado desse sistema se comporta de forma semelhante ao vírus do tipo selvagem e...
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Os autores não têm nada a revelar.
Os autores agradecem a Kristen Bullard-Feibelman, Milena Veselinovic e Claudia Rückert por sua assistência na caracterização do vírus derivado de clones. Este trabalho foi apoiado em parte por doações do Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas, NIH sob subsídios AI114675 (BJG) e AI067380 (GDE).
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| NEB Stable CompetentE. coli | New England BioLabs | C3040H | |
| Carpenicilina, Sal Dissódico | vários | ||
| Zyppy Plasmid Miniprep Kit Zymo | Research | D4036 | |
| ZymoPURE Plasmid Maxiprep Kit | Zymo Research | D4202 | |
| SalI-HF | New England BioLabs | R3138S | 20.000 unidades/ml |
| NheI-HF | New England BioLabs | R3131S | 20.000 unidades/ml |
| ApaLI | New England BioLabs | R0507S | 10.000 unidades/ml |
| EcoRI-HF | New England BioLabs | R3101S | 20.000 unidades/ml |
| BamHI-HF | New England BioLabs | R3136S | 20.000 unidades/ml |
| HindIII-HF | New England BioLabs | R3104S | 20.000 unidades/ml |
| illustra TempliPhi 100 Kit de Amplificação | GE Healthcare Life Sciences | 25640010 | |
| NucleoSpin Gel e PCR Clean-up | Macherey-Nagel | 740609.5 | |
| Fosfatase Alcalina de Camarão (rSAP) | New England BioLabs | M0371S | 1.000 unidades/ml |
| Fosfatase Alcalina, Intestino de Bezerro (CIP) | New England BioLabs | M0290S | 10.000 unidades/ml |
| T4 DNA Kit de | New England BioLabs | M0202S | 400,000units/mL |
| HiScribe T7 ARCA | New England BioLabs | E2065S | |
| Células Vero | ATCC | CCL-81 | |
| ECM 630 Sistema de Eletroporação de Alto Rendimento | BTX | 45-0423 | Outras máquinas são aceitáveis. |
| Caldo LB com ágar (Miller) | Sigma | L3147 | Também pode ser caseiro. |
| Ótimo Caldo | Sigma | T0918 | Pode ser caseiro também. |
| Placa de Petri | Celltreat | 229693 | |
| Tubos de cultura | VWR International | 60818-576 | |
| Balões T75 Balões | Celltreat | 229340 | |
| Balões T182 | Celltreat | 229350 | |
| 1x PBS | Corning | 21-040-CV | |
| RPMI 1640 com L-glutamina | Corning | 10-040-CV | |
| DMEM com L-glutamina e 4,5 g/L de glicose | Corning | 10-017-CV | |
| Fetal Bovino (FBS) | Atlas Biologicals | FP-0500-A | |
| Tragacanto em pó | MP Bio | MP 104792 | |
| Crystal Violet | Amresco | 0528-1006 | |
| Etanol desnaturado | VWR International | BDH1156-1LP | |
| Placa | de 6 poçosCelltreat | 229106 | |
| placa de 12 poços | Celltreat | 229111 | |
| Sequenciamento Oligos | IDT consulte a | tabela 1 | |
| Qubit 3.0 | ThermoFisher | Qubit 3.0 | outros métodos são aceitáveis. |
| Kit de ensaio Qubit dsDNA BR | ThermoFisher | Q32850 | outros métodos são aceitáveis. |
| Kit de ensaio Qubit RNA HS | ThermoFisher | Q32852 | outros métodos são aceitáveis. |
| Gabinete de Biossegurança Classe II | Varia | N/A | Isso é necessário para o trabalho com vírus vivos. |
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