Özetlenen protokol, HiBiT-reseptör bağlayıcı etki alanı protein kompleksinin üretilmesi prosedürünü ve SARS-CoV-2 antikorlarının hızlı ve hassas tespiti için uygulanmasını açıklar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Özetlenen protokol, HiBiT-reseptör bağlayıcı etki alanı protein kompleksinin üretilmesi prosedürünü ve SARS-CoV-2 antikorlarının hızlı ve hassas tespiti için uygulanmasını açıklar.
COVID-19 pandemisinin ortaya çıkması, şiddetli akut solunum sendromu coronavirus 2'nin (SARS-CoV-2) epidemiyolojik etkisini belirlemek için daha iyi serolojik tespit yöntemlerine olan ihtiyacı artırmıştır. SARS-CoV-2 enfeksiyonlarının sayısının artması, daha iyi antikor tespiti testlerine olan ihtiyacı artırmaktadır. Mevcut antikor algılama yöntemleri hız için hassasiyeti tehlikeye atmaktadır veya hassastır ancak zaman alıcıdır. SARS-CoV-2 nötralize edici antikorların büyük bir kısmı SARS-CoV-2'nin birincil immünojenik bölmelerinden biri olan reseptör bağlayıcı etki alanını (RBD) hedef alıyor. Sars-CoV-2 antikorlarını tespit etmek için son derece hassas, biyolüminesan etiketli bir RBD (NanoLuc HiBiT-RBD) tasarladık ve geliştirdik. Aşağıdaki metinde HiBiT-RBD kompleksini üretme prosedürü ve bu aracı kullanarak RBD hedefleme antikorlarının varlığını değerlendirmek için hızlı bir test açıklanmaktadır. HiBiT-RBD protein ürününün çok çeşitli sıcaklıklar üzerindeki dayanıklılığı ve 1 saat içinde tamamlanabilen daha kısa deneysel prosedür nedeniyle, protokol hasta serum örneklerinde SARS-CoV-2 antikorlarını tespit etmek için daha verimli bir alternatif olarak düşünülebilir.
Sars-CoV21 adlı yeni bir koronavirüsün ortaya çıkışı, 30 Mart 20212 itibarıyla 2 milyon 800 binden fazla can kaybına ve 128 milyon enfeksiyona neden oldu. SARS-CoV-2 klinik tedavileri için güvenilir ve köklü bir tedavi prosedürünün olmaması nedeniyle, daha fazla viral bulaşmayı kısıtlamak ve daha da önemlisi etkili ve sağlam bir tedavi veya aşı geliştirmek için birçok çaba yapılmıştır3. Bugüne kadar, Dünya Sağlık Örgütü tarafından bildirilen çalışmalarda 50'den fazla COVID-19 aşı adayı var4. SARS-CoV-2'ye karşı antikorların tespiti, aşının ve COVID-195'in iyileşmiş hastalarında, humoral yanıtın uzun vadeli stabilitesini belirlemek için son derece önemlidir. Bazı çalışmalar, iyileşen SARS-CoV-2 hastalarının 1 yıl sonra RBD bağlayıcı antikorların çoğunu kaybetme olasılığının olduğunu göstermiştir5,6,7,8,9. Kalıcı bağışıklığı daha iyi anlamak için daha fazla araştırma yapılması gerekir ve daha hassas antikor tespit platformları bu tür çalışmaların daha fazla yapılmasına yardımcı olabilir. Uzun süreli antikor yanıtları öneren hafif SARS-CoV-2 enfeksiyonlarının sürekli bağışıklığı raporları da ilginç ve değerli bir çalışma alanıdır. Popülasyondaki bağışıklık hakkında daha fazla bilgi sağlamak için bireylerin serasındaki antikorların izlenmesi için hızlı ve doğru bir tespit yöntemi gereklidir.
Diğer koronavirüsler gibi SARS-CoV-2 de viral ve hücre zarlarının füzyonuna yol açan olayların bir basamaklarını başlatmak için anjiyotensin dönüştürücü enzim-2'ye (ACE2) bağlanmak için çıkıntılı başak glikoproteini kullanır6,7. Son zamanlarda yapılan çeşitli çalışmalar, Spike proteininin RBD'sinin SARS-CoV28,9,10,11'e karşı güçlü ve spesifik antikor yanıtının ortaya çıkarırken çok önemli bir role sahip olduğunu kanıtlamaktadır. Özellikle, Premkumar ve ark. tarafından RBD bağlayıcı antikor titresi ile hastaların plazmasının SARS-CoV-2 nötralizasyon gücü arasında gözlenen korelasyonlar, RBD'nin virüs yapısının immünojenik bir bölmesi olmasıyla tutarlıdır9. Bunu göz önünde bulundurarak, SARS-CoV-2 antikor tespiti için mevcut birçok tanı testi zaman ve maliyet yoğundur, uzun bir kuluçka ve yıkama prosedürü gerektirir (enzime bağlı immünosorbent testi [ELISA]) veya hassasiyet ve doğruluktan yoksundur (lateral akış immünoassay [LFIA])12. Bu nedenle, YÜKSEK hassasiyet, hızlı yanıt ve nispeten düşük maliyetli COVID-19 türevi antikor tespitinin nicel ve hızlı bir tamamlayıcı serolojik yöntemi, SARS-CoV-2 epidemiyolojik gözetimi için güvenilir bir serolojik test ihtiyacına hizmet edecektir.
Toplu olarak, mevcut serolojik tahlillerin sınırlamaları, biyolüminesan raporlama sisteminin gelecekteki serosurveylerde potansiyel bir tanı ajanı olarak araştırılmasına neden oldu. Biyolüminesans, ışık emisyonu ile doğal olarak oluşan bir enzim / substrat reaksiyonudur. Nanoluc luciferaz en küçük (19 kDa), ancak Renilla ve firefly luciferase (sırasıyla 36 kDa ve 61 kDa) ile karşılaştırıldığında en parlak sistemdir 13,14. Ayrıca, Nanoluc daha önce bahsedilen sistemler arasında gürültü oranına ve stabilitesine en yüksek sinyale sahiptir. Nanoluc'un yüksek sinyal yoğunluğu, çok düşük miktarlarda muhabir füzyonlarının bile algılanmasını destekler15. Nanoluc İkili Teknolojisi (NanoBiT), nanoluc sisteminin iki segmenti olan bölünmüş bir versiyonudur: küçük BiT (11 amino asit; SmBiT) ve nispeten düşük benzeşimli etkileşimlere sahip büyük BiT (LgBiT) (KD = 190 μM) bir lüminesan kompleksi oluşturmak için16. NanoBiT, protein-protein etkileşimlerinin tanımlanmasını içeren çeşitli çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır15,17,18,19 ve hücresel sinyal yolları11,20,21.
Son zamanlarda, LGBiT'ye belirgin şekilde daha yüksek bir benzeğe sahip başka bir küçük peptit (KD = 0.7 nM), yani SmBiT yerine HiBiT Nano-Glo sistemi tanıtıldı. Nano-Glo "ekle-karıştır-oku" testinin yüksek benzeşimi ve güçlü sinyali, HiBiT'i uygun, nicel, parlak bir peptit etiketi yapar. Bu yaklaşımda, HiBiT etiketi minimum yapısal parazit uygulayan bir yapı geliştirilerek hedef proteine eklenir. HiBiT-protein füzyonu aktif olarak LgBiT muadili'ne bağlanacak ve algılama reaktiflerinin varlığında tespit edilebilir biyolüminesans üretmek için son derece aktif bir luciferaz enzimi üretecektir (Şekil 1). Benzer şekilde, SARS-CoV-2'nin kurtardığı bireylerin serasında nötralize edici antikor titresini kolayca ölçmek için HiBiT Nano-Glo tabanlı bir sistem geliştirdik ve yakın zamanda HiBiT etiketli bir SARS-CoV-2 RBD geliştirdik. Bu makalede, standart laboratuvar prosedürleri ve ekipmanları kullanılarak HiBiT-RBD biyoreporterinin üretilmesine ilişkin protokol açıklanmaktadır ve bu biyoreporterin SARS-CoV-2 RBD hedefleme antikorlarını tespit etmek için hızlı ve verimli bir testte nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
NOT: Aşağıda açıklanan protokol, 20200371-01H protokol koduna göre tüm etik kurallara uyar.
1. HiBiT-RBD biyo-raporlayıcının üretimi ve değerlendirilmesi
2. Anti-RBD antikorlarının hızlı ve hassas bir testle tespiti
3. Hasta serum örneklerinden SARS-CoV-2 spesifik antikorların yüksek verimli tespiti
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Uygun protein kaynağını değerlendirmek için hem HiBit-RBD içeren hücre lysate hem de transfected hücrelerin süpernatantından gelen sinyaller kaydedildi (Şekil 2). HiBiT-RBD ve LgBit ayrı ayrı kontrol olarak kullanıldı ve veriler her iki parça birleştirildiğinde güçlü bir sinyale kıyasla düşük arka plan gösterdi. Bu nedenle, Substrat sindirimi ve biyolüminesans aktivitesi için aktif enzim üretmek için LgBiT ile HiBiT-RBD etkileşimi gereklidir (Şekil 1).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
SARS-CoV-2 ile enfekte olan insan sayısının artması ve küresel aşılama için devam eden çaba, büyük ölçekli serosurveylerde kullanılabilecek hassas ve hızlı serolojik testler gerektirmektedir. Son araştırmalar, bölünmüş nanoluseferaz bazlı biyo-raporlayıcıların bu tür tahlilleri geliştirmek için kullanılabileceğini göstermektedir. Yakın zamanda hasta serumunda SARS-CoV-2'ye özgü antikorları hızlı ve güvenilir bir şekilde tespit etmek için kullanılabilecek bir test tasarlamak için HiBiT-RBD biyoreporterini geliştirdik (
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyanda bulunun.
Xiaohong He, Ricardo Marius, Julia Petryk, Bradley Austin ve Christiano Tanese De Souza'nın teknik yardımlarını takdir ve teşekkür ederiz. Mina Ghahremani'ye grafik tasarım için de teşekkür ederiz. Bu çalışma için katılan ve kan örneklerini bağışlayan tüm bireylere de teşekkür ederiz. DWC kısmen uOttawa Fakültesi ve Tıp Bölümü tarafından desteklenmektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 5x Pasif Lizis Tamponu | Promega | E194A | 30 mL |
| Bio-Plex El Tipi Manyetik Yıkayıcı | Bio-Rad | 171020100 | |
| DMEM | Sigma | D6429-500ml | |
| Dual-Glo lusiferaz Test Sistemi | Promega | E2940 | 100 mL kit |
| Fetal Sığır Serumu (FBS) | Sigma | F1051 | |
| HiBiT-RBD Plazmid | Gcggatcgggagatcccgatcccctatggt gcactctcagtacaatctgctctgccgcata gttaagccagctgctccctgcttgtgtgcgctgagtagtgcgccagtagta agctacaacaaggcaaggcttgaccgacaa ttgcatgaagaatctgcttg cgctgcttcgcgatgtacgggccagatatacgc gttgacattgattattatggactagttattaatagt aatcaattacggggtcattagttcatagcccat atatggagttccgcgttacataacttacggtaa atggcccgcctggctgaccgcccaacgaccc ccgcccattgacgtcaataatgacgtatgttccc Atagtaacgccaatagggactttccattgacgtc aatgggtggagtatttacggtaaactgcccact tggcagtacatcaagtgtatcatatgccaagta cgccccctattgacgtcaatgacggtaaatgg cccgcctggcattatgcccagtacatgaccttat gggactttcctacttggcagtgtat tagtcatcgctatcatggtgatgcggtttt ggcagtacatcaatgggcgtgggatagcggtttg actcacggggatttccaagtctccaccccattg acgtcaatggggtttggccgtcgtaacgccgcgcgtgta cggtggggct ctaactagagaacccactgcttactggcttatcg aaattaatacgactcactatagggagacccaa gctggctagcgtttaaacttaagcttggtaccga gctcggatccgccaccATGGAGACAGA CACACTCCTGCTATGGGTACTGC TGCTCTGGGTTCCAGGTTCCAC TGGTGACtctggctctagcggct agcggcggcATGGTGAGCGGCTG GCGGCTGTTCAAGAAGATTAGC tctagcggcGACTACAAGGACC ACGACGGTGACTACAAGGACCA CGACATCGACTACAAGGACGAC GACGACAAGggcagcggctccggca ggctctagcggcggcaacatcaaatctgtg cccattcggcgaggtgtgtttaacgccaccagat ttgccagcgtgtatgcctggaaccggaagaga atctctaattgcgtggccgactatagcgtgct gtacaatagcgcctccttctctacctttaagt gctatggcgtgtcccccacaaagctgaacgtgctgtacggcgatgccgt gatcaggacagacaggcaggcaggcgccgactac aactataagctgccgccgactacgccgactac aactataagctgccgcctggaatagcaacaatctggatt ccaaagtgggcggcaactacaattatctgtac cggctgttcagaaagagcaacctgaactactaccag gcaggctgccctgccct ttccagcctacaaatggcgtgggctatcagcca tacagggtggtgctgtgtcctttgagctgctg cacgcacctgcaaccgtgtcctctggacacatc gagggccgccacatgggggagatgggccatc atcaccatcaccactgatag cggccgctctagtagagggcccgtttaaac ccgctgatcagcctcgactgtgccttctagtt gccagccatctgtttttgccgtg ccttccttgaccctggaaggtgccactcccac tgtcctttcctaataaaatgaggaaattgcat cgcattgtcattctattctggg ggtgga gga ggctgctcgtgctctggctctgggctcctgccgggaa agaaccagctggggctctagggggctcccca cgcgccctgtagcggcgcattaagcgcggcg ggtgtggtggtgtggtgcgccctcgggctcgccctta gggttccgatttagtgcttggcacctcgacc ccaaaaaacttgattagggtgatggttcgccacgta gtgggccatcgccctgatagacggttgcc ctttgacgttggagtccacgttctttaatagtg gactcttgttcacactggaacactcaacctgctgctctgctgctgctcta atttaacaaaaatttaacgcgaattaattctgt ggaatgtgtgtcagttagggtgtggaaagtccc caggctccccagcaggcaagtatgcaaag catgcatctcaattagtcagcaaccaggtgtgg aaagtcccagcaggcaggcaagt atgcaaagcatgcatcaattagtcagcaac catagtcccgcccaactccgcccatcccgcc ccctaactcgccgcccccgcccgactaattttttttatttçagcagaggcactaattttattgcagagctagaa gtagtgaggcttggaggcctaggcttttg caaaaagctcgggggagcttgtatatccattttc ggatctgatcaagagacaggatgaggatcgttt cgcatgattgaacaagatggattgcacgcagg ttctccggccgcttgggtggagaggctattcggc tatgactgggcaacacagacaatcggctgctct gatgccgccgtgttccggctgtcagcgcagg cgcccggttgtcaagaccgacctgtccgg tgccctgaatgaactgcaggacggcagcg cggctatcgtggggccacgacgggcgttcct tgcgcagctgtgctcggctggctggcccgcccgccgccgcgccgcgccgccgcgcggcgcgcc Agcgagcacgtactcggatggaagccggtct tgtcgatcaggatgatctggacgaagagcat caggggctcgcgccagccgaactgttcgcca ggctcaaggcgcgcatgcccgacggcgggcgccggccgctctgccgctggactcgactgtggccggctgggtgt ggcggaccgctatcaggacaggacatagcgttggct acccgtgatgatgctgaagagcttggcggcg aatgggctgaccgcttccgtgcgccctctcgccgcgccgcgccggccgcgccgccgccgccgccg tccaccgccgccttctatgaaaggttgggctt cggaatcgttttccggaatcatgccggctggatga tcctccagcgcggggatctcatgctggagt tcttcgcccacccaacttgtttattgcagctta taatggttacaaataaagcaatagcatcacaa atttcacaaataaagcatttcactgcatt ctagttgtcactcaatgtat cttatcatgtataccgtcgacctctagct agagcttggcgtaatcatggtcatagctgtgtgaaattgtgccgctcaattccaca aacatacgagccggaagcataaagtgtaaag cctggggtgcctaatgagtgagcactcacatgcgtccactgcct gggaaacctgtcgtgccagctgcattaatgaa tcggccaacgcgcggggcgggcgctccgctcggctcgctcggctcggcgtccgtccgggtcccggtccgggtccaggataacgcaggaaagaa catgtgagcaaaaggccagcaaaaggccagcaaaggccgttgctggcgtttt tccataggctccgcccccggcccgcatcac aaaaatcggctcgtt tccccctgccctctcgtgcgtgtgccctgccgccctgccgcccgtt ccgaccctgccgccgccaccatacctgtccgcc tttcccttcgggaagcgtggcgctttctcat agctcacgctgtaggtatctcagtcggtgtag gtcgttcgctccaagctgggctgtgtgcacgaa ccccccgttcagcccgaccgctgcgccttatcc ggtaactatcgtcgtcgccaacccggtaag acacgacttatcgccactggcagcagccactg gtaacaggattagcagctagcggtatgtaggc ggtgctacagagttcttgaagtggtggcctaact acggctacactagaagaacagtatttggtatc tgcgctctgctgctgaagccagtctgccaaaa ccaccgctggtagcggtttgca agcagcagattacgcgcgcaaaaaggat ctcaagaagatcctttcttttctacggggt ctgacgctcagtggaacgaaaactcacgttaa gggattttggtcatgagattatcaaaaaggatct tcacctagatcctttt�attaaaaatgaagtt ttaaatcaatctaaagtatatatgagtaaactt ggtctgacagttaccaatgctgtgtctgtactacgtactacactacggctgtgtagataactac gatacggggggcttaccatctggccccagtg ctgcaatgataccgcgagacccacgctcaacgccagccagag ccggaagggccgagcgcaagtggtcctg caactttatccgcctccatccagtctattgtt gccgggaagctagagtaagtagttcgccagtt aatagtttgcgcaacgttgttgccattgctacag gcatcgtggtgtcacgctcgtgtcctgtgtctgtgtcatgtcatg ccatccgtaagatgcttttgactggtgta ctcaaccaagtcattgctcgtgcgccgccgcggcgcggcgcggcggcgcggcggcgcgcggcggcgcgcggcgcggcgcgcggcgcgcgcgcggcgtcggcggcgcgcgcggcgtcggcgcggcgcgcgcggcgtcggcgtcggcggcgtcggcggcgtcgcggcgcggcgtcgcgtcgcgcggcgtcggcgt Gaaaactctcaaggatcttaccgctgttgagat ccagttcgatgtaacccactcgtgcacccaact gatcttcagcatcttttttcaccagcgtttc tgggtgaaaaacaggaaggcaaaatgc cgcaaaaaagggaataagggcgacacgga aatgttgaatactcatactcttcctttttcaat attattgaagcatttatcagggttattgtc tcatgagcggatacatatttgaatgtattt agaaaaataaaataggggttccgcgca catttccccgaaaagtgccacctgacgtc | ||
| LgBiT | Promega | N3030 | |
| penisilin Streptomisin | Thermo Fisher Bilimsel | ||
| Pierce Protein G Manyetik Boncuklar | Thermo Fisher Scientific | 88848 | |
| PolyJet In Vitro DNA Transfeksiyon Reaktifi | Signagen | SL100688.5 | |
| SARS-CoV-2 (2019-nCoV) Spike Nötralize Edici Antikor, Fare Mab | SinoBiological | 40592-MM57 | |
| Synergy Mx Mikroplaka Okuyucu | BioTek | 96 kuyulu plaka okuyucu luminometre | |
| Tripsin-EDTA | Thermo Fisher Bilimsel | 2520056 | %0.25 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.