Yöntem makalesi

İnsan Embriyonik Böbrek Hücrelerinde Antiviral Bileşiklerin Değerlendirilmesi için Lusiferaz Tabanlı Analiz

21 görüntülenme

⸱

30 Eylül 2026

Bu makalede

Özet

1. Firefly lükiferaz ekspres eden kızamık virüsü (rMV2/Luc) ile enfekte edilmiş hücre kültürlerinin hazırlanması HEK-293T hücrelerini 37 °C'de ve %5 CO2'de, stabilize L-glutamin içeren, %10 fetal calf serum (FCS), streptomisin (100 μg/ml) ve penisilin (100 IU/ml) ile desteklenmiş Dulbecco modifiye Eagle ortamında (DMEM) büyütün. Hücreler her 4-5 günde bir tripsinizasyon ile pasajlanmalı ve taze bir flaska 1:10 oranında dilüe edilmelidir. Deneyler için hücrelerin log fazında olması gerekir. Deney gününde, hücreleri tripsinizasyon ile geri kazanın ve hücre sayımı yapın. Hücreleri santrifüj ile pelletleyin ve kültür ortamında 3 x 10⁵ hücre/ml olacak şekilde resüspande edin. Her bir tarama plakası için 12,5 ml hücre süspansiyonu gerektiğini dikkate alın. Hücreleri kültür ortamında tekrar 3 x 10⁵ hücre/ml olacak şekilde resüspande edin. Her bir tarama plakası için 12,5 ml hücre süspansiyonu gerektiğini dikkate alın. Opsiyonel: Kültür ortamını 20 μg/ml üridin ile destekleyin. NOT: Viral replikasyon inhibitörleri için kimyasal kütüphaneler tarandığında, pirimidin biyosentez yolunun erken basamaklarını hedefleyen bileşiklerin sıklıkla izole edildiği görülmektedir. Kültür ortamına üridin eklenmesi, bu tür antiviral molekülleri filtrelemek için kullanılır. Nitekim bu işlem, pirimidin biyosentez yolunun yukarı akış enzimlerinin engellendiği durumlarda viral replikasyonu etkili bir şekilde geri döndürür. Hücre süspansiyonunun 1/10'unu enfekte edilmemiş hücreli kontrol kuyucukları için ayırın ve kalan hacimle enfeksiyona geçin. Uygun hacimdeki rMV2/Luc stok çözeltisini çözün. MV stok çözeltileri genellikle ml başına 10⁶-10⁸ enfeksiyöz partikül konsantrasyonundadır. Kültür, hedef hücre başına 0,1 enfeksiyöz rMV2/Luc partikülü ile enfekte edilmelidir; bu, 0,1 enfeksiyon çokluğu (MOI) değerine karşılık gelir. NOT: rMV2/Luc, MV aşısından (Schwarz suşu) türetilmiştir ve BSL2 ortamında manipüle edilir. Virüsü hücre süspansiyonuna ekleyin ve nazikçe karıştırın. Enfekte hücreleri bir hazneye aktarın ve enfekte hücre süspansiyonunun 100 μl'sini, işaretli kimyasal bileşikler içeren D2 plakalarının 2 ile 11 arasındaki sütunlarına dağıtın. Hazne içindeki hücre süspansiyonu düzenli olarak nazikçe karıştırılır. 1. ve 12. sütunlardaki her bir kuyucuğa 100 μl enfekte edilmemiş hücre dağıtın. Diğer kuyucuklara enfekte hücreler dağıtılır. Hücreleri 37 °C'de ve %5 CO2'de 24 saat inkübe edin. 2. Toksisite ve Geniş Spektrumlu Antiviral Aktivite için İkincil Tarama Her bir hit bileşik için dimetilsülfoksit (DMSO) içinde, 500 µM'den 4 µM'ye kadar 1:2 seri dilüsyonlar hazırlayın (8 dilüsyon). Barkodlu beyaz doku kültürü plakalarını 50 µl kültür ortamı ile doldurun. Kültür kuyucuklarına her bir bileşik dilüsyonundan 1 µl ekleyin. Her bir hit bileşik için duble seri dilüsyonlar içeren 3 kültür plakası elde etmek için işlemi iki kez tekrarlayın. Yukarıda açıklanan şekilde (1.1 ve 1.2'de), kültür ortamında 6 x 10⁵ hücre/ml konsantrasyonunda 37,5 ml HEK-293T hücre süspansiyonu hazırlayın. 2 x 12,5 ml'yi Falcon tüplerine dağıtın ve hücreleri ya MOI = 0,1 oranında rMV2/Luc ile ya da MOI = 0,2 oranında Renilla lükiferaz ekspres eden rekombinant chikungunya virüsü (CHIKV/Ren) ile enfekte edin. Ters çevirerek karıştırın. NOT: CHIKV/Ren, bir CHIKV vahşi tip suşundan türetilmiştir ve bu nedenle BSL3 ortamında manipüle edilmelidir. Renilla substratı kültür kuyucuklarına eklendikten sonra (aşağıya bakınız), plakalar BSL3'ten BSL1'e taşınabilir. Hit bileşiklerin seri dilüsyonlarını içeren kültür plakalarına 50 µl enfekte edilmemiş, rMV2/Luc-enfekte veya CHIKV/Ren-enfekte hücre dağıtın. 37 °C'de 24 saat inkübe edin. rMV2/Luc-enfekte kuyucuklarda firefly lükiferaz aktivitesini belirlemek için 50 µl firefly lükiferaz substratı ekleyin. CHIKV/Ren-enfekte kuyucuklarda Renilla lükiferaz aktivitesini belirlemek için 50 µl Renilla lükiferaz substratı ekleyin. Son olarak, hücresel canlılığı belirlemek için enfekte edilmemiş hücrelere 50 µl lükiferaz tabanlı canlılık analizi reaktifi ekleyin. Verileri grafikleştirin (Şekil 1) ve MV ve CHIKV replikasyonunu %50 oranında inhibe eden hit bileşik konsantrasyonlarını belirleyin. Bu analizde bir miktar toksisite gösteren bileşikleri dikkate almayın. Lucas-Hourani, M. ve ark., RNA Virüslerine Yönelik Geniş Spektrumlu Kimyasal İnhibitörler için Yüksek Kapasiteli Tarama. J. Vis. Exp. (2014)

Bu video, rekombinant kızamık virüsü ile enfekte edilmiş insan embriyonik böbrek hücrelerinde gerçekleştirilen lusiferaz tabanlı bir antiviral testi göstermektedir. Seri olarak seyreltilmiş test bileşiklerinin, konak hücre canlılığını korurken viral replikasyonu inhibe ederek doz bağımlı şekilde daha düşük lüminesansa yol açtığı görülmektedir.

Protokol

1. Ateş böceği lusiferazı eksprese eden kızamık virüsü (rMV2/Luc) ile enfekte edilmiş hücre kültürlerinin hazırlanması

  1. HEK-293T hücrelerini; stabilize edilmiş L-glutamin içeren, %10 fetal calf serum (FCS), streptomycin (100 μg/ml) ve penicillin (100 IU/ml) ile takviye edilmiş Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) içerisinde 37 °C ve %5 CO2'de büyütün. Hücreler her 4-5 günde bir tripsinizasyon ile pasajlanır ve yeni bir flaska 1:10 oranında dilüe edilir. Deneyler için hücrelerin log fazda olması gerekir.
  2. Deney günü hücreleri tripsinizasyon ile toplayın ve hücre sayımı yapın. Hücreleri santrifüjle çöktürün ve kültür ortamında 3 x 105 hücre/ml olacak şekilde yeniden süspande edin. Her bir tarama plakası için 12,5 ml hücre süspansiyonunun gerektiğini dikkate alın.
  3. Hücreleri kültür ortamında tekrar 3 x 105 hücre/ml olacak şekilde süspande edin. Her bir tarama plakası için 12,5 ml hücre süspansiyonunun gerektiğini dikkate alın.
  4. Opsiyonel: Kültür ortamını 20 μg/ml uridine ile takviye edin.
    NOT: Viral replikasyon inhibitörleri için kimyasal kütüphaneler tarandığında, pirimidin biyosentez yolağının erken basamaklarını hedefleyen bileşiklerin sıklıkla izole edildiği görülmektedir. Kültür ortamına uridine eklenmesi, bu tür antiviral molekülleri filtrelemek için kullanılır. Nitekim bu işlem, pirimidin biyosentez yolağının yukarı akış enzimlerı bloke edildiğinde viral replikasyonu etkili bir şekilde geri kazandırır.
  5. Hücre süspansiyonunun 1:10'luk kısmını enfekte edilmemiş hücrelerin bulunduğu kontrol kuyucukları için ayırın ve kalan hacimle enfeksiyona geçin.
  6. Uygun hacimdeki rMV2/Luc stok çözeltisini çözün. MV stok çözeltileri genellikle ml başına 106-108 enfektif partikül içerir. Kültür, hedef hücre başına 0,1 enfektif rMV2/Luc partikülü ile enfekte edilmelidir; bu da 0,1 enfeksiyon multiplisitesine (MOI) karşılık gelir. 
    NOT: rMV2/Luc, MV aşısından (Schwarz suşu) türetilmiştir ve BSL2 ortamında manipüle edilir.
  7. Virüsü hücre süspansiyonuna ekleyin ve nazikçe karıştırın. Enfekte hücreleri bir hazneye aktarın ve kimyasal bileşikler eklenmiş D2 plakalarının 2 ile 11. kolonları arasındaki kuyucuklara 100 μl enfekte hücre süspansiyonu dağıtın. Hazne içindeki hücre süspansiyonu düzenli olarak nazikçe karıştırılır.
  8. 1. ve 12. kolonlardaki her bir kuyucuğa 100 μl enfekte edilmemiş hücre dağıtın. Diğer kuyucuklara enfekte hücreler dağıtılır.
  9. Hücreleri 37 °C ve %5 CO2'de 24 saat inkübe edin.

2. Toksisite ve Geniş Spektrumlu Antiviral Aktivite için İkincil Tarama

  1. Her bir hit bileşik için dimetil sülfoksitte (DMSO), 500 µM'den 4 µM'ye kadar 1:2'lik seri dilüsyonlar hazırlayın (8 dilüsyon). Barkodlu beyaz doku kültürü plakalarını 50 µl kültür ortamı ile doldurun. Kültür kuyucuklarına her bir bileşik dilüsyonundan 1 µl ekleyin. Her hit bileşik için duplike seri dilüsyonların bulunduğu 3 kültür plağı elde etmek için işlemi iki kez tekrarlayın.
  2. Yukarıda (1.1 ve 1.2'de) açıklandığı şekilde, kültür ortamında 6 x 105 hücre/ml konsantrasyonda 37,5 ml HEK-293T hücre süspansiyonu hazırlayın. 2x 12,5 ml'yi Falcon tüplerine paylaştırın ve hücreleri ya MOI = 0,1 değerinde rMV2/Luc ile ya da MOI = 0,2 değerinde Renilla lusiferaz eksprese eden rekombinant chikungunya virüsü (CHIKV) (CHIKV/Ren) ile enfekte edin. Ters çevirerek karıştırın.
    NOT: CHIKV/Ren, CHIKV'nin yabanıl tip bir suşundan türetilmiştir ve bu nedenle BSL3 ortamında işlem görmelidir. Renilla substratı kültür kuyucuklarına eklendikten sonra plakalar BSL3'ten BSL1'e taşınabilir (aşağıya bakınız).
  3. Enfekte edilmemiş, rMV2/Luc-enfekte veya CHIKV/Ren-enfekte hücrelerden 50 µl'yi hit bileşiklerin seri dilüsyonlarını içeren kültür plakalarına paylaştırın. 37 °C'de 24 saat inkübe edin.
  4. rMV2/Luc-enfekte kuyucuklarda ateş böceği lusiferaz aktivitesini belirlemek için 50 µl ateş böceği lusiferaz substratı ekleyin. CHIKV/Ren-enfekte kuyucuklarda Renilla lusiferaz aktivitesini belirlemek için 50 µl Renilla lusiferaz substratı ekleyin. Son olarak, hücresel canlılığı belirlemek için enfekte edilmemiş hücrelere 50 µl lusiferaz tabanlı canlılık analiz reaktifi ekleyin.
  5. Verileri grafiğe dökün (Şekil 1) ve MV ile CHIKV replikasyonunu %50 oranında inhibe eden hit bileşik konsantrasyonlarını belirleyin. Bu analizde 어느 düzeyde toksisite gösteren bileşikleri dikkate almayın.

Sonuçlar

figure-results-1

Şekil 1. C864, C648 ve C062 bileşiklerinin doz-yanıt antiviral aktivitesi ve toksisitesi. (A) HEK-293T hücreleri, lüsiferaz eksprese eden MV'nin rMV2/Luc suşu ile enfekte edildi (MOI=0.1) ve artan dozlarda C864, C648, C062 veya yalnızca DMSO ile inkübe edildi. 24 saat sonra lüsiferaz ekspresyonu belirlendi. * işareti, üç bileşiğin tamamında gözlenen lüsiferaz inhibisyonlarının istatistiksel olarak anlamlı olduğunu göstermektedir (p-değerleri < 0.05). (B) HEK-293T hücreleri, Renilla lüsiferaz eksprese eden CHIKV'nin CHIKV/Ren suşu ile enfekte edildi (MOI=0.2) ve artan dozlarda C864, C648, C062 veya yalnızca DMSO ile inkübe edildi. 24 saat sonra Renilla lüsiferaz ekspresyonu belirlendi. * işareti, üç bileşiğin tamamında istatistiksel olarak anlamlı inhibisyonları göstermektedir (p-değerleri < 0.05). (C) HEK-293T hücreleri, artan dozlarda C864, C648, C062 veya yalnızca DMSO ile inkübe edildi. Toksisite kontrolü olarak, hücre kültürlerine 2,5 μl %0,5'lik IGEPAL çözeltisi eklendi. 24 saat sonra, canlı hücre sayısı lüsiferaz tabanlı viabilite analizi kullanılarak belirlendi.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Freedom EVO platformTECAN Robotik platform
96 kuyucuklu polistiren hücre kültürü mikroplakaları, beyazGreiner Bio One655083 
CellTiter-Glo lüminesans hücre canlılık testiPromegaG7570Lusiferaz tabanlı canlılık testi
Bright-Glo lusiferaz analiz sistemiPromegaE2610Ateş böceği lusiferaz substratı içeren reaktif
Renilla-Glo lusiferaz analiz sistemiPromegaE2710Renilla lusiferaz substratı içeren reaktif
Britelite plus raporlayıcı gen analiz sistemiPerkin-Elmer6016761Ateş böceği lusiferaz substratı içeren reaktif. Lusiferaz aktivitesini belirlemek için Bright-Glo reaktifine alternatif olarak kullanılabilir.

Etiketler

Lusiferaz AnaliziAntiviral Taramaİnsan Böbrek HücreleriKızamık VirüsüViral ReplikasyonSeri DilüsyonPlaka OkuyucuHücre ViyabilitesiRekombinan VirüsDoza Bağımlı İnhibisyon