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Norovirus humano é responsável por um peso considerável da saúde pública globalmente, causando doenças aproximadamente 685 milhões e 212.000 mortes anualmente1, com um custo de bilhões de dólares,2,3. Hoje, quantificação e deteção de norovírus envolve a amplificação do genoma e/ou plataformas baseadas em ligante. O primeiro é geralmente preferido, pois é mais sensível, fornece informações quantitativas e tem geralmente menor risco de resultados falso-positivos4. A técnica mais comum norovírus deteção e quantificação do genoma amplificação é reação em cadeia da polimerase quantitativa transcriptase reversa (RT-qPCR). Porque metas e amplifica um pequeno segmento do genoma humano norovírus, RT-qPCR sozinho não é capaz de discriminar entre infecciosas e partículas não-infecciosas, como a enciclopédia do RNA genômico, danificaram capsids contendo genomas e capsids com fatalmente uma mutação/truncado genomas ainda podem ser amplificadas por RT-qPCR. Enquanto dois novos em vitro técnicas de cultivo para o norovírus humano5,6 têm sido relatadas recentemente, ambos ainda contam com o RT-qPCR para quantificação de vírus e ainda não são métodos viáveis para rotina clínica e ambiental testando os norovírus humanos. Assim, RT-qPCR continua a ser o padrão ouro para testes clínicos/ambientais.
Outros métodos em vitro foram desenvolvidos na tentativa de melhor estimar o status de infecciosidade das partículas norovírus. Esses métodos geralmente podem ser categorizados como aqueles que abordam a integridade do capsídeo norovírus e os avaliar a integridade do genoma. A primeira abordagem é mais popular. Um método comumente usado é pré-tratamento de RNase antes da extração do RNA genômico viral, no entanto, isso não conta para partículas virais que permanecem intactos, mas faltam a capacidade de se ligar a receptores/co-fatores do hospedeiro, bem como partículas virais que fatalmente se transformaram ou tem truncado ou marginalmente danificado genomas7. Integridade do capsídeo também pode ser avaliada com base na capacidade do vírus para vincular a norovírus humano co-receptor/co-fatores, que é carboidratos conhecidos como antígenos de grupo do histo-sangue (HBGAs). HBGAs estão presentes em células epiteliais intestinais do hospedeiro, como parte de glicoproteínas ou glicolipídios (entre vários outros tecidos) e podem ser secretadas em fluidos corporais como saliva. Bactérias entéricas contendo substâncias HBGA, como em suas superfícies também foram mostradas para vincular o norovírus humano8,9,10, e tais interações podem promover norovírus infecção5. O conceito básico de utilizando a ligação de HBGA é que apenas partículas virais capazes de ligação para o putativo do receptor/co-factor seria capazes de infectar as células. Vários estudos sugerem que o grânulo HBGA vinculação anterior a amplificação do ácido nucleico é um método promissor para infecciosidade discriminação11,12,13,14, 15,16. Um grande desafio em matéria de HBGAs é que nenhum tipo HBGA pode ligar todos os genótipos de norovírus humano. Para resolver isso, porcina mucina gástrica, que contém HBGAs, tem sido utilizada em substituição de carboidratos HBGA purificados por razões de facilidade de síntese, coerência e custo reduzido.
Uma recente publicação pela Moore et al . 17 introduziu um conjunto de novas técnicas para estimar a integridade do capsídeo norovírus humano. No lugar de HBGAs, Moore et al . 17 investigou a ligação de um amplamente reativo ácido nucleico aptamer (M6-2)18 e amplamente reativa anticorpo monoclonal (NS14)19 ao tratado termicamente capsids de norovírus Sydney GII.4 (vírus-como partículas ou VIPs) e comparou-o para a ligação de HBGAs sintéticos. Aptamers de ácidos nucleicos são curtos (~ 20-80 nt) único encalhado ácidos nucleicos (ssDNA ou RNA) que dobre em estruturas tridimensionais únicas como consequência de sua sequência e vincular um alvo. Porque eles são ácidos nucleicos, eles são menos onerosos; facilmente quimicamente sintetizado, purificado e modificado; e estável ao calor. Existem vários relatos de aptamers gerados contra norovírus, com alguns deles mostrando ampla reatividade para uma variedade de cepas18,20,21,22. A título de exemplo, Moore et al . 17 demonstrou que aptamer M6-2 acoplado a capsids norovírus humano purificado, montado (VLP) e se comportou da mesma forma para HBGA na dependência de capsídeo viral para manter a estrutura de proteína mais elevada ordem (por exemplo, secundária e terciária) para ligação para ocorrer. Por outro lado, uma proporção significativa de vinculação de norovírus VIP ao anticorpo NS14 permaneceu depois que capsids foram totalmente desnaturados. Avaliação da vinculação de norovírus no estudo de Moore et al . 17 foi feito usando um método simples, baseado em placa, semelhante ao ELISA, com a exceção de que aptamers são usados no lugar de anticorpos (portanto, o método foi chamado ELASA). Esse método experimental de alta taxa de transferência foi utilizado para avaliar os efeitos de diferentes tratamentos na capsídeo norovírus, trabalho que é valioso para a compreensão do mecanismo de inactivação viral após a exposição a estressores físicos ou químicos. No entanto, uma desvantagem para esse método é a baixa sensibilidade e falta de tolerância para contaminantes matriz associada a níveis mais elevados que causam inespecificas por aptamers.
Moore et al. 17 usado outro método, luz dinâmica espalhamento (DLS), para monitorar a agregação de partículas virais em resposta a um tratamento térmico. DLS é comumente usado para avaliar o tamanho de suspensões de nanopartículas e foi estendido para proteínas23,vírus e24 25,26,27. A intensidade da luz espalhada por partículas em solução varia em função do tamanho da partícula, permitindo o cálculo do coeficiente de difusão e, em seguida, diâmetro de partículas utilizando fórmulas bem estabelecidas. A técnica DLS pode distinguir o diâmetro hidrodinâmico de partículas dispersas até à escala nanométrica, que permite a detecção de vírus dispersos, proteínas do capsídeo individuais ou dímeros e agregados de vírus com base no tamanho27. Agregação de vírus, representada por um aumento no tamanho da partícula, é indicativa de perda de integridade do capsídeo. Como capsídeo é desnaturado e atrapalha a sua estrutura, resíduos hidrofóbicos se tornam expostos e fazer com que as partículas que nos juntar e formar agregados. DLS pode ser usado para medir o tamanho de partícula após um tratamento especificado ou a cinética de agregação em tempo real17,28. Este método tem a vantagem de permitir a observação do comportamento do capsídeo em solução, mas requer altas concentrações de capsídeo purificado, que pode não ser inteiramente representativo do vírus em seu estado natural.
O método final utilizado por Moore et al . 17 foi a microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Embora este método não tem sensibilidade e não gerar dados quantitativos, permite a visualização dos efeitos de diferentes tratamentos sobre a estrutura do capsídeo viral. Embora não ainda ideal para configurações clínicas/ambiental, a utilização desses métodos em combinação é valiosa na compreensão humana norovírus inactivação. O objetivo deste artigo é fornecer protocolos em profundidade para o ensaio de vinculação baseada em placa (ELASA), DLS, e métodos de preparação TEM usado para investigar os efeitos de tratamentos térmicos no capsídeo norovírus no contexto dos efeitos dos tratamentos no capsídeo integridade, tal como apresentado no Moore et al . 17.