Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Teste in vitro ELISA para avaliar a potência da vacina antirrábica

Published: May 11, 2020 doi: 10.3791/59641

Summary

Aqui descrevemos uma imunocaptura indireta do sanduíche ELISA para determinar o conteúdo de glicoproteína imunogênica em vacinas antirrábicas. Este teste usa um anticorpo monoclonal neutralizante (mAb-D1) reconhecendo aparadores de glicoproteína. É uma alternativa ao teste in vivo NIH para acompanhar a consistência da potência vacinal durante a produção.

Abstract

A crescente preocupação global com o bem-estar animal está incentivando os fabricantes e os Laboratórios Nacionais de Controle (OMCLs) a seguir a estratégia do 3Rs para a substituição, redução e refinamento dos testes em animais de laboratório. O desenvolvimento de abordagens in vitro é recomendado nos níveis da OMS e da Europa como alternativas ao teste do NIH para avaliar a potência da vacina antirrábica. Na superfície da partícula do vírus da raiva (RABV), os aparadores de glicoproteína constituem o maior imunogênio para induzir anticorpos neutralizantes virais (VNAbs). Um teste ELISA, onde os anticorpos monoclonais neutralizantes (mAb-D1) reconhecem a forma trimérica da glicoproteína, foi desenvolvido para determinar o conteúdo da glicoproteína trimérica dobrada nativa, juntamente com a produção dos lotes da vacina. Este teste de potência in vitro demonstrou uma boa concordância com o teste do NIH e foi encontrado adequado em ensaios colaborativos por fabricantes de vacinas RABV e OMCLs. Evitar o uso de animais é um objetivo alcançável em um futuro próximo.

O método apresentado baseia-se em uma imunocaptura indireta do sanduíche ELISA utilizando o mAb-D1 que reconhece os sítios antigênicos III (aa 330 a 338) da glicoproteína rabv trimérico, ou seja, o antígeno rabv imunogênico. mAb-D1 é usado tanto para revestimento quanto para detecção de aparadores de glicoproteína presentes no lote da vacina. Uma vez que o epítopo é reconhecido por causa de suas propriedades conformacionais, a glicoproteína potencialmente desnaturada (menos imunogênica) não pode ser capturada e detectada pelo mAb-D1. A vacina a ser testada é incubada em uma placa sensibilizada com o mAb-D1. As glicoproteínas rabv triméricas atadas são identificadas adicionando novamente o mAb-D1, rotulado com peroxidase e depois revelado na presença de substrato e cromógeno. A comparação da absorvância medida para a vacina testada e da vacina de referência permite determinar o teor de glicoproteína imunogênica.

Introduction

Há mais de 50 anos, o teste NIH1 é usado como método padrão-ouro para avaliar a potência da vacina antirrábica antes da liberação do lote. Este teste consiste em uma imunização intraperitoneal de grupos de camundongos com a vacina a ser testada seguida de um desafio intra-cerebral (IC) 14 dias depois com a cepa Challenge Virus Standard (CVS) do vírus da raiva (RABV). A potência é avaliada a partir da proporção de camundongos que sobreviveram ao desafio do IC. Embora a OMS2 ea Farmacopéia 3 ainda exijam o teste do NIH para avaliar a potência da vacina, este teste sofre vários obstáculos: os resultados são altamente variáveis4; O RABV infeccioso é utilizado durante o desafio e isso requer habilidade técnica e medidas rigorosas de biossegurança; um grande número de animais é utilizado, e a gravidade do desafio levanta sérias preocupações éticas5. Uma variação menos severa deste teste foi desenvolvida: duas semanas após a imunização intra-peritoneal, os camundongos não são desafiados pelo IC, mas sangraram e foram testados para a presença de anticorpos neutralizantes RABV específicos (VNAbs) em seu soro usando um teste de neutralização in vitro. No entanto, este teste ainda requer sacrificar um grande número de ratos de laboratório, embora já esteja em uso para as vacinas veterinárias6,7 e tenha sido considerado para vacinas humanas8.

A partir de agora, tanto as recomendações internacionais9 quanto aseuropeias 10 incentivam os fabricantes e os Laboratórios Nacionais de Controle de Medicamentos (Laboratórios Oficiais de Controle de Medicamentos - OMCLs) a implementar a Substituição, Redução e Refinamento de testes em animais de laboratório, referida como a estratégia 3Rs. A Diretiva Europeia 2010/63/UE (em vigor desde 2013/01/01) relacionada à proteção e bem-estar dos animais também reforçou as restrições para os fabricantes de vacinas e laboratórios envolvidos no Controle de Qualidade das vacinas antirrábicas, bem como na pesquisa antirrábica11. Como resultado, o desenvolvimento, a validação e o uso de abordagens alternativas in vitro tornaram-se agora uma prioridade. Estes não são apenas eticamente sólidos, mas também podem reduzir os custos de teste em lote e reduzir o tempo para os resultados para horas em vez de semanas3.

Na superfície da partícula RABV, a glicoproteína adota uma forma trimérica12,,13,14,,15,16. Na vacina antirrábica, esta forma trimérica nativa constitui o maior imunogênio indutor de VNAbs17, enquanto as glicoproteínas monoméricas, solúveis ou desnaturadas são mal imunogênicas18,19. Assim, a preservação dos aparadores da glicoproteína ao longo do processo de produção da vacina é um bom indicador para a preservação de um potencial imunogênico ideal. Vários métodos imunoquímicos, tais como o anticorpo-binding-test20,21, o teste de imunodifusão radial única (SRD)22 e o teste ELISA23,24,25,26,27 sãorecomendados pelo Relatório Técnico da OMS Série2 e a monografia europeia3 para quantificar o teor de antígeno nas vacinas antigen raes. Estes são utilizados pelos fabricantes para monitorar a consistência da produção de vacinas e pela OMCL para avaliar a formulação consistente de lotes de vacinas humanas28, mesmo que o teste do NIH ainda seja considerado para a potência.

No entanto, todos esses métodos imunoquímicos não são equivalentes. O teste SRD requer um pré-tratamento que pode alterar os aparadores ancorados na membrana e resultar em uma forma solúvel ou desnaturada da glicoproteína22,29. Portanto, o SRD não é muito eficiente em discriminar as glicoproteínas imunogênicas e não imunogênicas, resultando em uma avaliação imperfeita da imunogenicidade de um lote vacinal. Em contraste, o teste ELISA é mais sensível22, preserva a estrutura nativa da glicoproteína, e é mais apropriado para determinar o conteúdo dos aparadores nativamente dobrados de glicoproteína. O teste ELISA pode usar anticorpos antiglicoicos monoclonais de coelho ou de camundongos purificados ou concentrados com sulfato de amônio. Estudos demonstraram boa concordância entre o teste do NIH e o teor de antígeno avaliado pela ELISA nas vacinas e concluíram que os métodos ELISA são adequados para o teste de potência in vitro. Isso defende que os testes ELISA podem pelo menos complementar ou mesmo substituir o teste NIH4,,26,27,30,,31,32,33. Hoje, a Farmacopoeia europeia recomenda o uso de ensaios sorológicos ou imunoquímicos validados como alternativas ao teste DO NIH3. A completa evitação do uso animal para a potência da vacina tornou-se uma perspectiva realista.

O método apresentado abaixo baseia-se em uma imunocaptura indireta do sanduíche ELISA usando um clone de anticorpo monoclonal de rato (mAb-D1) que reconhece os sítios antigênicos III (aa 330 a 338) da glicoproteína rabv trimeric15,34. Este método foi desenvolvido inicialmente no laboratório Institut Pasteur26,30 depois otimizado e validado pela Agence Nationale de Sécurité du Médicament et des produits de santé (ANSM), ou seja, o Francês OMCL4,33. O mAb-D1 é usado tanto para sensibilizar a placa quanto posteriormente para detectar o antígeno capturado. Isso permite a quantificação específica dos aparadores de glicoproteína, ou seja, o antígeno rabv imunogênico. O mAb-D1 utilizado para a detecção é rotulado com peroxidase, o que é revelado na presença do substrato e do cromógeno. A comparação da absorvância medida para a vacina testada e da vacina de referência permite determinar o teor de glicoproteína imunogênica. Note-se que o mesmo tipo de ensaio pode ser aplicado para diferentes mAbs reconhecendo diferentes locais antigênicos da glicoproteína RABV35. O método para obter e purificar ou concentrar-se com sulfato de amônio antiglicoproteína poliglobulinas de coelho g (IgG) ou globulinas de camundongos monoclonais foram extensivamente descritos anteriormente36 juntamente com o método para conjugar anticorpos com peroxidase37.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Precauções de segurança

NOTA: Este método é aplicável tanto ao RABV vivo quanto à vacina inativada.

  1. Use bons procedimentos de prática e segurança laboratorial.
  2. Use equipamentos de proteção individual adequados (EPI) incluindo casaco descartável, luvas, máscara, óculos, etc.
  3. Quando o vírus vivo for titulado, use um gabinete de segurança biológica classe II.
    1. Considere qualquer material em contato com as amostras (reagentes, soluções de lavagem, etc.) como material infeccioso.
    2. Tratar o material contaminado imerso na solução alvejante (2,5% de hipoclorito de sódio) por 30 min para descontaminação.
  4. Manuseie produtos químicos de acordo com a Boa Prática laboratorial.

2. Preparação

  1. Use reagentes de grau analítico sempre que possível.
  2. Prepare novas soluções do tampão tampão de revestimento/carbonato, tampão de passivação, diluente e tampão de citrato(Tabela 1),filtre através de filtros de 0,45 ou 0,22 μm e armazene a 4 °C por um dia antes do uso para preservar sua pureza analítica.
  3. Permitir que os reagentes atinjam a temperatura ambiente (+18 °C a +25 °C) 30 min antes do uso e homogeneizem por mistura suave antes do uso.

3. Sensibilização de microplacas

NOTA: Use 96 placas de imunoensaio de adsorção que são otimizadas para ligar altas quantidades de imunoglobulinas (por exemplo, ver Tabela de Materiais).

  1. Para cada poço, adicione 200 μL do anticorpo monoclonal (mAb-D1) diluído no tampão de carbonato.
    NOTA: Uma concentração ideal de cerca de 1 μg/mL foi experimentalmente determinada e corresponde a uma diluição aproximada de 1/2000 do mAb-D1 purificado. Esta concentração recomendada é indicada para cada lote mAb-D1 e deve ser verificada periodicamente com o controle positivo.
  2. Cubra a placa com uma filme adesivo e incubar a microplaca por 3 h a 37 °C em uma atmosfera umidificada.
  3. Aspirar cuidadosamente e transferir o conteúdo do poço para um destinatário contendo 2,5% de solução de hipoclorito de sódio.
  4. Inverta a microplaca e deixe secar em um papel adsorvente à temperatura ambiente por 5 min.

4. Passivação de microplacas

  1. Para cada poço, adicione 300 μL do buffer de passivação.
  2. Cubra a placa com um filme adesivo e incubar por 30 min a 37 °C.
  3. Aspire cuidadosamente e transfira o conteúdo do poço para um destinatário contendo 2,5% de solução de hipoclorito de sódio.
  4. Inverta a microplaca e deixe secar em um papel adsorvente à temperatura ambiente por 1 min.
    NOTA: A microplaca pode ser imediatamente utilizada ou armazenada selada a -20 °C por até 3 meses até o uso.

5. Ensaio elisa

NOTA: Para estabelecer a curva de controle da vacina de referência, a Etapa 5.3 não é necessária; para titrate a vacina testada todas as etapas 5.1 a 5.6 são necessárias.

  1. Lavagem da microplaca sensibilizada
    1. Para cada poço, adicione 300 μL do tampão de lavagem.
    2. Aspire cuidadosamente e transfira o conteúdo do poço para um destinatário contendo 2,5% de solução de hipoclorito de sódio.
    3. Repita as etapas 5.1.1 e 5.1.2 mais cinco vezes para lavar extensivamente a placa sensibilizada.
    4. Inverta a microplaca e deixe secar em um papel adsorvente à temperatura ambiente por 1 min.
  2. Diluições da vacina de referência para a curva de controle
    1. Reconstituir a vacina de referência (lote de antígeno de validação 09) em 1 mL de água destilada correspondente a uma concentração de 10 μg/mL de glicoproteína do vírus da raiva.
    2. Prepare uma diluição dez vezes maior da vacina de referência reconstituída no diluente para atingir 1 μg/mL de glicoproteína do vírus da raiva.
    3. Preparar 6 diluições em duas dobras seriais desta vacina de referência no diluído conforme indicado na Tabela 1.
    4. Distribua 200 μL do diluente em duplicata (poços 1H/2H) para servir como um controle em branco.
    5. Distribua 200 μL por poço de cada diluição da vacina de referência em duplicata (poços G1/G2 a A1/A2).
  3. Diluições da vacina testada para sua titulação
    1. Prepare uma diluição dez vezes maior da vacina testada no diluente.
    2. Preparar 7 diluições seriais duplas da vacina testada em diluente conforme indicado na Tabela 2.
    3. Distribua 200 μL por poço de cada diluição vacinatestada em duplicata (poços H3/H4 a A3/A4).
  4. Incubação/Lavagem da placa ELISA
    1. Cubra a microplaca com um filme adesivo e incubar por 1 h a 37 °C.
    2. Remova a película, aspire cuidadosamente e transfira o conteúdo de cada poço para um recipiente contendo 2,5% de solução de hipoclorito de sódio.
    3. Para cada poço adicione 300 μL de tampão de lavagem.
    4. Aspire cuidadosamente e transfira o conteúdo de cada poço para um destinatário contendo 2,5% de solução de hipoclorito de sódio.
    5. Repita as etapas 5.4.3 e 5.4.4 cinco vezes para remover o antígeno não ligado e conservar os aparadores de proteína G ligados ao anticorpo revestido (mAb D1).
    6. Inverta a microplaca e deixe secar em um papel adsorvente à temperatura ambiente por 1 min.
  5. Ligação da peroxidase conjugada mAb-D1
    1. Distribua 200 μL por poço da diluição recomendada (1/2000) de mAb-D1 com rótulo de peroxidase em diluente (concentração aproximada de 1μg/mL). Uma concentração recomendada é indicada para cada lote mAb-D1 e deve ser periodicamente verificada com o controle positivo.
    2. Cubra a microplaca com um filme adesivo e incubar por 1 h a 37 °C.
    3. Remova a película, aspire cuidadosamente e transfira o conteúdo de cada poço para um recipiente contendo 2,5% de solução de hipoclorito de sódio.
    4. Adicione a cada poço, 300 μL do tampão de lavagem.
    5. Aspire cuidadosamente e transfira o conteúdo de cada poço para um destinatário contendo 2,5% de solução de hipoclorito de sódio.
    6. Repita as etapas 5.5.4 e 5.5.5 cinco vezes para remover o anticorpo com etiqueta peroxidase não atrelado (mAb D1).
    7. Inverta a microplaca e deixe secar em um papel adsorvente à temperatura ambiente por 1 min.
  6. Revelação usando um substrato-cromógeno
    1. Distribua 200 μL por poço de solução substrato-cromógeno.
    2. Sele a microplaca com um filme e incuba no escuro à temperatura ambiente por 30 min. Uma cor amarelo-laranja desenvolve a intensidade da qual é proporcional à quantidade de anticorpo ligado à peroxidase (mAb D1).
    3. Pare a reação adicionando 50 μL de solução de parada por poço.
    4. Limpe cuidadosamente a parte inferior da microplaca e coloque-a em um espectrofotômetro para determinar a densidade óptica (OD) a 492 nm de todos os poços usados: controle negativo (em branco), vacina de referência e vacina testada.
    5. Coletar dados OD como .xls ou formato de arquivo .xlsx para análise.
  7. Desenhe a curva da vacina de referência, o teor de glicoproteína trimérica, em função da densidade óptica (492 nm)
    1. Calcular a média de OD em 492 nm para cada duplicata nas diferentes diluições da vacina de referência (poços G1/G2 a A1/A2 na Tabela 2)
    2. Subtraia a média de OD do Branco (poços, H1/H2 na Tabela 2) de cada média calculada oD.
    3. Plote os valores resultantes de OD no eixo vertical (escala linear) e a concentração correspondente em aparadores de glicoproteína (ng/mL) no eixo horizontal (escala logarítmica).
    4. Desenhe a curva de referência unindo pontos(Figura 1).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

No exemplo a seguir, é utilizada a vacina de referência Lote 09, composta por partículas purificadas do vírus da raiva inativada (cepa de vacina FOTO), é utilizada. O teor de aparadores de glicoproteína (10 μg/mL) foi estabelecido após a determinação da quantidade total de proteínas virais (teste BCA) e avaliação da porcentagem da glicoproteína por eletroforese em gel de poliacrilamida. Alternativamente, pode-se utilizar uma vacina de referência calibrada, por exemplo, a Norma Internacional (IS) da OMS para a Vacina antirrábica (código NIBSC: 07/162).

A Tabela 3 mostra os valores de OD (492 nm) para um experimento típico. Utilizando esses valores, a curva de vacina de referência foi desenhada por traçar (1) a média de OD (menos a média de ToD do branco) nas diferentes diluições da vacina de referência no eixo vertical (escala linear); (2) a concentração dos aparadores de glicoproteína (ng/mL) no eixo horizontal (escala logarítmica) (Figura 1).

O teor glicoproteína da vacina testada é estimado em comparação com esta curva de vacina de referência. A avaliação é precisa para a diluição da vacina testada, dando um valor médio de OD na parte linear da curva vacina de referência. No experimento apresentado (Figura 1), a parte linear é de cerca de 1 a 2 OD(Tabela 3).

A diluição 1/40 da vacina testada, com média de TOD para amostras duplicadas de 1.534, é então apropriada para avaliação posterior. Quando este OD é plotado horizontalmente até o ponto de intersecção com a curva de vacina de referência, a projeção vertical no eixo x corresponde a 500 ng/mL de glicoproteína. Considerando a diluição, a vacina testada contém

40 x 500 ng/mL = 20 μg/mL de glicoproteína trimérica.

Atualmente, não há uma unidade internacional ELISA para o teor de glicoproteína rabv. Entretanto, a potência in vivo da vacina de referência, em unidades internacionais (UI/mL), foi estabelecida utilizando-se o teste do NIH em comparação com o Padrão Internacional da OMS (código NIBSC: 07/162)4. Consequentemente, a comparação dos ODs médios entre a referência e a vacina testada não só permite a medição da quantidade de glicoproteína trimérica da vacina testada, mas também avalia a potência in vitro estimada na Unidade Internacional Equivalente (EIU/mL).

Utilizando o método ELISA descrito aqui, o OMCL francês (ANSM) monitorou o teor de glicoproteínas de mais de 1000 lotes de vacina antirrábica humana a ser lançada no mercado e tem em comparação com o teste NIH realizado no site do fabricante4. A alta variabilidade do teste do NIH, devido à heterogeneidade na cepa de camundongos e ao procedimento de desafio38, impediu uma correlação estatística entre os dois testes. No entanto, foi obtida concordância no perfil dos resultados e nas mesmas conclusões de aprovação/reprovação utilizando-se ensaios in vitro e in vivo4. Esta concordância confirma que os aparadores nativos da glicoproteína reconhecida pelo mAb-D134,39 constituem o principal imunogênio do vírus da raiva induzindo VNAbs durante a vacinação17. Estes VNAbs são capazes de proteger os ratos do desafio intra-cerebral do teste NIH. Em conclusão, a avaliação in vitro do teor de glicoproteínada da raiva é uma alternativa atraente para o teste do NIH avaliar a potência da vacina antirrábica.

Buffers e reagentes Preparação
Tampão de revestimento
(Tampão de carbonato 50mM pH=9,6)
Adicione carbonato de sódio 50 mM (Na2CO3-10H2O) ao bicarbonato de sódio 50 mM (NaHCO3) até o pH desejado (cerca de 1/10 volume de bicarbonato de sódio)
Tampão de passivação 0,3% Soro Bovino Albumina (BSA, fração V), 5% sacarose no tampão de carbonato 50 mM pH 9.6
10x Fosfato tamponado pH=7 (PBS 10x) NaCl 80 g, KCl 2 g, Na2PO4-12H2O 11.33 g, KH2PO4 2g em 1L de água destilada. Ajuste pH=7 com 4N NaOH
Tampão de lavagem 0,05% Tween em 1x PBS
Diluente                                                  0,5% Soro Bovino Albumina (Fração V), 0,05% Tween em 1x PBS (ajustar pH para 7 por causa da acidificação por BSA)
Tampão citrato pH-5.6
(para substrato peroxidase)
11,67 g Citrato de tri-sódio-2H2O (Na3C6H5O7-2H20), 2,17 g ácido cítrico-1H20 em 1L de água destilada
Solução de cromogênio de substrato 50 mg de orto-fenilano diamina, 0,1% peróxido de hidrogênio 30% (110 vol) em 25 ml tampão de citrato pH 5.6
Solução de parada
(Ácido sulfúrico 4N)
10 ml H2SO4 36N em 80 ml de água destilada resfriada. A diluição deve ser realizada em um banho de gelo

Tabela 1. Tampões usados no ensaio.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Um Ref. Vacina 1/640 Ref. Vacina 1/640 Vacina testada 1/1280 Vacina testada 1/1280
B Ref. Vacina 1/320 Ref. Vacina 1/320 Vacina testada 1/640 Vacina testada 1/640
C Ref. Vacina 1/160 Ref. Vacina 1/160 Vacina testada 1/320 Vacina testada 1/320
D Ref. Vacina 1/10 Ref. Vacina 1/10 Vacina testada 1/160 Vacina testada 1/160
E Ref. Vacina 1/40 Ref. Vacina 1/40 Vacina testada 1/80 Vacina testada 1/80
F Ref. Vacina 1/20 Ref. Vacina 1/20 Vacina testada 1/40 Vacina testada 1/40
G Ref. Vacina 1/10 Ref. Vacina 1/10 Vacina testada 1/20 Vacina testada 1/20
H Vazio Vazio Vacina testada 1/10 Vacina testada 1/10
Vacina de referência Lote 09 diluição Concentração (ng/mL)
1/640 15.625
1/320 31.25
1/160 62.5
1/80 125
1/40 250
1/20 500
1/10 1000

Tabela 2: Plano de microchapa para ensaio de titulação de glicoproteína da raiva e diluições para as vacinas de referência e testadas utilizadas no ensaio.

Vacina de referência Lote 09 diluição Concentração (ng/mL) Diluição vacinal testada Coluna OD 1 Coluna OD 2 OD Significa Média de OD de referência- OD em branco
1/640 15.625 1/1280 0.17 0.16 0.165 0.0825
1/320 31.25 1/640 0.233 0.238 0.2355 0.153
1/160 62.5 1/320 0.378 0.387 0.3825 0.3
1/80 125 1/160 0.619 0.644 0.6315 0.549
1/40 250 1/80 1.006 1.077 1.0415 0.959
1/20 500 1/40 1.559 1.674 1.6165 1.534
1/10 1000 1/20 2.245 2.307 2.276 2.1935
Vazio Vazio 1/10 0.078 0.087 0.0825

Tabela 3. Resultados obtidos em OD492 nm para traçar a curva de referência

Figure 1
Figura 1: Curva de referência mostrando o teor de glicoproteína trimérica como função da densidade óptica (492 nm) para a vacina de referência.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

O epítopo reconhecido pelo mAb-D1 está localizado no sítio antigênico III da glicoproteína RABV que não só é imuno-dominante para a indução de VNAbs, mas também envolvido em neurovibramento, patogenicidade40,,41 e reconhecimento de receptorescaneamento 42. Há outro importante local antigênico ao longo da glicoproteína, o local II43, contra o qual vários MAbs foram isolados, como o mAb-WI-111235. Estes também podem ser usados no tipo semelhante de experimentos.

Uma limitação deste método in vitro por ELISA reside na necessária conservação do epítopo reconhecido pelo mAb usado na cepa do vírus da raiva a ser testado. Até agora, todas as cepas clássicas utilizadas para vacinas contra raiva humana são reconhecidas pelo mAb-D1. A maior diversidade de cepas de raiva utilizadas em vacinas animais pode constituir um problema no futuro. No entanto, como mencionado anteriormente, o mesmo ensaio pode ser aplicado usando diferentes mAbs reconhecendo diferentes locais antigênicos da glicoproteína RABV para revestimento e detecção. Isso permitirá contornar o problema35.

Outro ponto sensível deste método, quantificando a forma trimérica da glicoproteína RABV, é o possível efeito de pH e temperatura na conversão de conformação reversível14. Esses parâmetros são levados em conta no protocolo proposto.

Em resumo, a quantificação de um epítopo altamente imunogênico de aparadores de glicoproteína corretamente dobrados pelo método ELISA in vitro parece tão eficaz quanto o teste do NIH para medir a capacidade de um lote de vacinas para induzir imunidade humoral contra a infecção pelo vírus da raiva. Além disso, o método ELISA pode discriminar lotes de vacinas subpotentes, em qualidade ou em quantidade, dos potentes4,35. O último passo antes de propor tal ensaio eLISA in vitro para substituir o teste do NIH é a organização de um estudo colaborativo internacional para sua melhoria e padronização.

Um workshop do Comitê Coordenador Interagências sobre a Validação de Métodos Alternativos (ICCVAM), intitulado Workshop Internacional sobre Métodos Alternativos para Reduzir, Refinar e Substituir o Uso de Animais em Testes de Potência e Segurança de Vacinas (Ames, setembro de 2010)44, concluiu que o teste do NIH deve ser substituído por um teste alternativo in vitro avaliando a imunogenicidade da vacina e capaz de discriminar entre lotes potentes e subpotentes4. Outro workshop da Parceria Europeia para Alternativas para Testes em Animais (EPAA) em 201245 decidiu que um sanduíche padronizado ELISA calibrado contra o padrão internacional de referência da raiva seria uma alternativa ideal para o teste de potência da vacina antirrábica. A seguir, um estudo internacional de pré-validação colaborativa, que incluiu fabricantes e órgãos reguladores, comparou vários projetos eLISA usados pelos fabricantes e seus Laboratórios Nacionais de Controle para liberação em lote por sua capacidade de discriminar subpotentes de lotes potentes de diferentes marcas de vacinas35. Um projeto ELISA que combina mAb-D1 (sítio antigênico III) e um diferente mAb-WI-1112 (sítio antigênico II) foi proposto pela Direção Europeia para a Qualidade de Medicamentos & HealthCare (EDQM) para um próximo estudo colaborativo internacional sob o guarda-chuva do Programa de Padronização Biológica (BSP). Isso mostra (1) que várias combinações de mAbs para revestimento e detecção de microplacas podem ser usadas como uma alternativa in vitro ao teste in vivo NIH e (2) que essas combinações podem ser dependentes da cepa da vacina RABV a ser testada.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Os autores não têm nada para revelar.

Acknowledgments

Dr. Sylvie Morgeaux e Dr. Jean-Michel Chapsal devem ser reconhecidos por sua participação fundamental para estabelecer o ensaio ELISA em lotes de vacinas e organizar workshops internacionais e estudos colaborativos. Agradecemos a Sabrina Kali pela leitura crítica do manuscrito. O Dr. Pierre Perrin foi responsável pelo isolamento e caracterização do mAb-D1. Este trabalho tem sido apoiado principalmente pelo financiamento do Institut Pasteur.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Class II Biological Safety Cabinet ThermoFisher Scientific 10445753 if titrating live virus
Clear Flat-Bottom Immuno Nonsterile 96-Well Plates, 400 µL, MAXISORP ThermoFisher Scientific 439454 good for binding to the loaded antibody
Equip Labo Polypropylene Laboratory Fume Hood ThermoFisher Scientific 12576606 for the preparation of sulfuric acid
Immunology Plate Strong
Adsorption MAXISORP Flat Bottom
Well F96
Dutscher 55303 good for binding to the loaded antibody
Microplate Sealing Tape(100 sheets) ThermoFisher Scientific 15036
Microplate  single mode reader Sunrise TECAN
Microplate shaker-incubator Dutscher 441504
Microplate washer Wellwash ThermoFisher Scientific 5165000
Multichannel pipette (30-300 µL) 12 channels ThermoFisher Scientific 4661180N
Single Channel pipettes (Kit 2 : Finnpipettes F2 0.2-2 μL micro, 2-20 μL, 20-200 μL & 100-1000 μL) ThermoFisher Scientific 4700880

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Seligmann, E. B. The NIH test for potency. Laboratory Techniques in Rabies. , 3rd Edition, WHO Geneva. 279-286 (1973).
  2. Annex 2. Recommendations for inactivated rabies vaccine for human use produced in cell substrates and embryonated eggs. WHO Technical Report Series. 941, WHO Geneva. 83-132 (2007).
  3. Rabies vaccine for human use prepared in cell cultures. European Pharmacopoeia. , (2008).
  4. Gibert, R., Alberti, M., Poirier, B., Jallet, C., Tordo, N., Morgeaux, S. A relevant in vitro ELISA test in alternative to the in vivo NIH test for human rabies vaccine batch release. Vaccine. 31, 6022-6029 (2013).
  5. Stokes, W., et al. Report on the international workshop on alternative methods for human and veterinary rabies vaccine testing: state of the science and planning the way forward. Biologicals. 40 (5), 369-381 (2012).
  6. Krämer, B., Bruckner, L., Daas, A., Milne, C. Collaborative study for validation of a serological potency assay for rabies vaccine (inactivated) for veterinary use. Pharmeuropa Bio & Scientific Notes. 2, 37-55 (2010).
  7. Krämer, B., Kamphuis, E., Hanschmann, K. M., Milne, C., Daas, A., Duchow, K. A multi-dose serological assay suitable to quantify the potency of inactivated rabies vaccines for veterinary use. Biologicals. 41, 400-406 (2013).
  8. Fitzgerald, E. A., Gallagher, M., Hunter, W. S., Seligmann, E. B. Jr Use of the antibody assay in immunized mice for the determination of rabies vaccine potency. Developments in Biological Standardization. 40, 183-186 (1978).
  9. Brown, F., Cussler, K., Hendriksen, C. WHO activities towards the three Rs in the development and control of biological products. Replacement, reduction and refinement of animal experiments in the development and control of biological products. , Karger. 31-39 (1996).
  10. Behr-Gross, M. E., Spieser, J. M. Contributions of the European OMCL Network and Biological Standardisation Programme to animal Welfare. ALTEX-Alternatives to Animal Experimentation. 23, 21-28 (2006).
  11. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes. Official Journal of European Union. L276, 33-79 (2010).
  12. Whitt, M. A., Buonocore, L., Prehaud, C., Rose, J. K. Membrane fusion activity, oligomerization and assembly of the rabies virus glycoprotein. Virology. 185 (2), 681-688 (1991).
  13. Gaudin, Y., Ruigrok, R. W., Tuffereau, C., Knossow, M., Flamand, A. Rabies virus glycoprotein is a trimer. Virology. 187, 627-632 (1992).
  14. Roche, S., Gaudin, Y. Characterization of the equilibrium between the native and fusion-inactive conformation of rabies virus glycoprotein indicates that the fusion complex is made of several trimers. Virology. 297 (1), 128-135 (2002).
  15. Desmézières, E., Maillard, A. P., Gaudin, Y., Tordo, N., Perrin, P. Differential stability and fusion activity of Lyssavirus glycoprotein trimers. Virus Research. 91 (2), 181-187 (2003).
  16. Koraka, P., et al. A recombinant rabies vaccine expressing the trimeric form of the glycoprotein confers enhanced immunogenicity and protection in outbred mice. Vaccine. 32 (36), 4644-4650 (2014).
  17. Wiktor, T., Gyorgy, E., Schlumberger, D., Sokol, F., Koprowski, H. Antigenic properties of rabies virus components. Journal of Immunology. 110, 269-276 (1973).
  18. Gamoh, K., Senda, M., Itoh, O., Muramatsu, M., Hirayama, N., Koike, R., et al. Use of ELISA for in vitro potency test of rabies vaccines for animal use. Biologicals. 24, 95-101 (1996).
  19. Dietzschold, B., Wiktor, T., Wunner, W., Varrichio, A. Chemical and immunological analysis of the rabies soluble glycoprotein. Virology. 124, 330-337 (1983).
  20. Fitzgerald, E., Green, O., Seligmann, E. Rabies vaccine potency testing: a comparison between the antibody-binding test and the NIH test. Symposia Series in Immunobiological Standard. 21, 300-307 (1974).
  21. Barth, R., Groβ-Albenhausen, E., Jaeger, O., Milcke, L. The antibody-binding test, a useful method for quantitative determination of inactivated rabies virus antigen. Journal of Biological Standardization. 9, 81-89 (1981).
  22. Ferguson, M., Schild, G. A single-radial-immunodiffusion technique for the assay of rabies glycoprotein antigen: application for the potency tests of vaccines against rabies. Journal of General Virology. 59, 197-201 (1982).
  23. Atanasiu, P., Perrin, P., Delagneau, J. F. Use of an enzyme immunoassay with protein A for rabies antigen and antibody determination. Developments in Biological Standardization. 46, 207-215 (1980).
  24. van der Marel, P., van Wezel, A. Quantitative determination of rabies antigen by ELISA. Developments in Biological Standardization. 50, 267-275 (1981).
  25. Adamovicz, P., Aguillon, F., David, A., Le Fur, R., Mazert, M. C., Perrin, P., et al. The use of various immunochemical, biochemical and biological methods for the analysis of rabies virus production in tissue cultures. Developments in Biological Standardization. 55, 191-197 (1984).
  26. Lafon, M., Perrin, P., Versmisse, P., Sureau, P. Use of monoclonal antibody for quantification of rabies vaccine glycoprotein by enzyme immunoassay. Journal of Biological Standardization. 13, 295-301 (1985).
  27. Thraenhart, O., Ramakrishnan, K. Standardization of an enzyme immunoassay for the in vitro potency assay of inactivated tissue culture rabies vaccines: determination of the rabies virus glycoprotein with polyclonal antisera. Journal of Biological Standardization. 17, 291-309 (1989).
  28. Council of Europe. Official Authority Batch release of Rabies vaccines Guideline. , PA/PH/OMCL (11) 173 DEF (2019).
  29. Ferguson, M., Seagroatt, V., Schild, G. A collaborative study on the use of single radial immunodiffusion for the assay of rabies virus glycoprotein. Developments in Biological Standards. 12, 283-294 (1984).
  30. Perrin, P., Morgeaux, S., Sureau, P. In vitro rabies vaccine potency appraisal by ELISA: advantages of the immunocapture method with a neutralizing anti-glycoprotein monoclonal antibody. Biologicals. 18, 321-330 (1990).
  31. Rooijakkers, E. J., Uittenbogaard, J. P., Groen, J., Osterhaus, A. D. Rabies vaccine potency control: comparison of ELISA systems for antigenicity testing. Journal of Virological Methods. 58, 111-119 (1996).
  32. Rooijakkers, E. J., Uittenbogaard, J. P., Groen, J., van Herwijnen, J., Osterhaus, A. D. Development and evaluation of alternative testing methods for the in vivo NIH potency test used for the quality control of inactivated rabies vaccines. Brown, F., Cussler, K., Hendriksen, C. , Karger. 137-145 (1996).
  33. Fournier-Caruana, J., et al. Inactivated rabies vaccine control and release: use of an ELISA method. Biologicals. 31, 9-16 (2003).
  34. Sissoëff, L., Mousli, M., England, P., Tuffereau, C. Stable trimerization of recombinant rabies virus glycoprotein ectodomain is required for interaction with the p75NTR receptor. Journal of General Virology. 86, 2543-2552 (2005).
  35. Morgeaux, S., et al. Replacement of in vivo human rabies vaccine potency testing by in vitro glycoprotein quantification using ELISA - Results of an international collaborative study. Vaccine. 35 (6), 966-971 (2017).
  36. Lafon, M. Techniques for the production, screening and characterisation of monoclonal antibodies. Laboratory techniques in rabies, 4th Edition. Meslin, F. X., Kaplan, M. N., Kopowski, H. , WHO. Geneva. 133-144 (1996).
  37. Perrin, P. Techniques for the preparation of rabies confugates. Laboratory techniques in rabies, 4th Edition. Meslin, F. X., Kaplan, M. N., Kopowski, H. , WHO. Geneva. 433-444 (1996).
  38. Barth, R., Diderrich, G., Weinmann, E. NIH test, a problematic method for testing potency of inactivated rabies vaccine. Vaccine. 6, 369-377 (1988).
  39. Jallet, C., et al. Chimeric lyssavirus glycoproteins with increased immunological potential. Journal of Virology. 73, 225-233 (1999).
  40. Dietzschold, B., et al. Characterization of an antigenic determinant of the glycoprotein that correlates with pathogenicity of rabies virus. Proceedings of the National Academy of Science U.S.A. 80, 70-74 (1983).
  41. Seif, L., Coulon, P., Rollin, P., Flamand, A. Rabies virulence: effect on pathogenicity and sequence characterization of rabies virus mutations affecting antigenic site III of the glycoprotein. Journal of Virology. 53, 926-934 (1985).
  42. Lafon, M. Rabies virus receptors. Journal of Neurovirology. 11, 82-87 (2005).
  43. Benmansour, A., Leblois, H., Coulon, P., Tuffereau, C., Gaudin, Y., Flamand, Y., Lafay, A. Antigenicity of the rabies virus glycoprotein. Journal of Virology. 65, 4198-4203 (1991).
  44. Rabies Vaccine Workshop Summary. , http://ntp.niehs.nih.gov/iccvam/meetings/rabiesvaccwksp-2011/rabiesvaccinewkspsumm-30nov11.pdf (2011).
  45. De Mattia, F., et al. The Vaccines Consistency Approach Project: an EPAA initiative. Pharmeuropa Bio & Scientific Notes. 2015, 30-56 (2015).

Tags

Imunologia e Infecção Edição 159 Potência vacinal antirrábica teste de NIH método ELISA anticorpo monoclonal mAb-D1 Aparadores de glicoproteína teor de glicoproteína
Teste in vitro ELISA para avaliar a potência da vacina antirrábica
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jallet, C., Tordo, N. In Vitro ELISA More

Jallet, C., Tordo, N. In Vitro ELISA Test to Evaluate Rabies Vaccine Potency. J. Vis. Exp. (159), e59641, doi:10.3791/59641 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter