$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Konjugasyon testi
Konjugasyon testi, keçi-IgG ve nötravidin-biyotinillenmiş ACE2'nin mikrokürelere başarılı bir şekilde konjuge edildiğini gösterdi. Test saptama özgüllüğü, ACE2 ile konjuge mikrokürelerin farklı hayvan türlerinde üretilen PE etiketli ikincil antikorlarla araştırılmasıyla doğrulandı (Şekil 2). Farklı tespit antikorları arasında çapraz reaktivite gözlenmedi. Boncuk karışımları keçi anti-ACE2 + anti-keçi IgG PE ile incelendiğinde, hem ACE2 hem de keçi IgG konjuge mikroküreler için arka planın üzerinde bir medyan floresan yoğunluğu (MFI; keyfi birimler) değeri tespit edildi, ancak konjuge olmayan mikroküre (çıplak) veya biyotin kaplı mikroküreler için değil. Yanlış pozitif sinyalleri kontrol etmek için negatif kontroller olarak anti-fare IgG PE ve anti-tavşan IgG PE kullanıldı. Mikrokürelerle inkübasyon sırasında ihmal edilebilir bir floresan sinyali üretildi, bu da ACE2 ve keçi IgG için pozitif sinyallerin spesifik olduğunu gösterdi.
Hücre süpernatantlarında viral partikül tespit edilebilirliği
Rekombinant insan ACE2'ye bağlı manyetik boncuklar, enfekte olmuş ve kontrol (virüssüz) VeroE6 hücre kültürü süpernatantlarından SARS-CoV-2 viral partiküllerini yakalamak için kullanıldı ve daha sonra bir monoklonal antikor ve beş farklı scFv'den biri kullanılarak iki farklı viral spike bölgesi için aynı anda araştırıldı. SARS-Cov-2 ile enfekte hücre süpernatantlarının seyreltmelerinde her iki raportör kanalda (RP1 ve RP2) konsantrasyona bağlı bir sinyal gözlendi (Şekil 3), bu hem ticari Hu-anti-S1 antikorunun hem de farklı scFv'lerin ACE2 konjuge mikroküreye bağlı viral partikülü tespit ettiğini gösterir. Beş scFv'den üçü ile virüs, 1:18'e (scFv2, scFv3, scFv5) kadar olan seyreltmelerde tespit edilebilir; kalan iki scFv (scFv7 ve scFv9) için 1:6 dilüsyona kadar tespit edilebilir. Bu, hedef için farklı bir yakınlığa atfedilebilir. Şekil 3 ve Tablo 1'de gösterildiği gibi, scFv3 en yüksek MFI yoğunluğunu sağlar, bunu sırasıyla scFv5, scFv2, scFv7 ve scFv9 izler.
Küresel olarak, scFvs algılama, Hu-anti-S1'e kıyasla daha düşük MFI ile sonuçlanır. Bu, daha düşük afiniteye işaret edebilir, ancak farklı floresan boyalarla (PE ve BV421) etiketleme nedeniyle bir artefakt da olabilir. scFv7 ve scFv9 için görülebilecek bir başka eğilim, MFI değerlerinin RP1 kanalı (anti-spike) için de diğer üç konfigürasyona kıyasla biraz daha düşük olmasıdır. Bu, scFv'lerin ACE2-Hu-anti-S1 etkileşimi ile çapraz reaksiyona girdiğini veya başka bir şekilde müdahale ettiğini gösterebilir, bu da RP2 kanalındaki daha düşük sinyali açıklayabilir. RP1 veya RP2 kanalındaki enfekte olmayan Vero E6 hücrelerinin süpernatanında hiçbir viral partikül tespit edilmedi.
Nötravidin-biyotin konjuge mikroküre, keçi-IgG mikroküre ve konjuge olmayan mikroküreler negatif kontrol boncukları olarak kullanılır. Viral parçacıklar, ACE2'ye bağlı manyetik mikroküreler ile yakalandı ve RP1 raportör kanalında ticari insan anti-spike ile ve RP2 raportör kanalında farklı scFv'lerle test edildi (scFv, her panelin sol üst köşesinde belirtilmiştir). Enfekte ve enfekte olmayan örneklerin hiçbirinde virüs partikülü tespit edilmedi.
Tahlil hassasiyeti ve sağlamlığı
Tahlil hassasiyetini değerlendirmek için, tüm koşullar üç nüsha halinde çalıştırıldı. Her seyreltme noktası için ACE2 mikroküre için bir varyans katsayısı (CV) hesaplandı. Tahlil için hesaplanan CV'lerin tamamı 'in altında, en yüksek ölçülen CV ve en düşük CV %1 idi (Tablo 2). RP1 kanalının yoğunluk grafiğinde (Şekil 4) görülebileceği gibi, ticari Hu-anti-S1'in PE tespiti, esas olarak %3'lük bir CV etrafında yoğunlaşan daha yüksek hassasiyet gösterir. RP2 kanalı, scFV'lerin BV tespiti, daha yüksek CV'leri gösterir. Bununla birlikte, Tablo 2'de görülebileceği gibi, daha yüksek CV aralığı, boşluk gibi düşük konsantrasyonlarda viral partikül içeren numuneler tarafından yönlendirilir. Protokolün sağlamlığını test etmek için tahlil, farklı günlerde üretilen boncuk karışımları ve daha düşük bir numune hacmi (r daha düşük) kullanılarak farklı operatörler tarafından iki kez tekrarlandı. Hem RP1 hem de RP2 kanalları için 0.98 ile 1 arasında değişen çok iyi bir Pearson korelasyonu gözlendi (p değeri < 0.01), bu da testin sağlamlığını ve daha az numune mevcut olduğunda testin uygulanma olasılığını doğruladı (Şekil 5). Bu akış analizi teknolojisi, "ortam analit teorisini"17 takip eder ve tahlili konsantrasyona duyarlı hale getirir ancak hacme duyarlı hale getirmez.

Şekil 1: Virüs partikül tayini. (A) Hem enfekte olmuş hem de enfekte olmamış Vero E6 hücrelerinden elde edilen hücre süpernatanı, nötravidin ile konjuge edilmiş manyetik mikroküreler ile birlikte 96 oyuklu veya 384 oyuklu bir plakaya seri bir seyreltme ile eklenir ve daha sonra biyotinile edilmiş insan ACE2 veya Biotin'e bağlanır. Keçi-IgG ve çıplak mikroküreler ile birleştirilmiş konjuge olmayan mikroküreler, nötravidin-biyotin konjuge mikroküre ile birlikte negatif kontroller olarak kullanılır. (B) Oluşmuş olan mikroküre-virüs parçacık kompleksleri, Hu-anti-S1 ve FLAG etiketli farklı scFv'lerden birinden oluşan bir tespit kokteyli ile tespit edilir. Daha sonra Hu-anti-S1'i hedefleyen anti-insan IgG PE ve scFv'leri hedefleyen anti-FLAG Brilliant Violet 421 ile bir floresan karışımı eklenir. (C) Üç lazerli, çift algılama sistemi, mikropartikül kompleksini tespit etmek için kırmızı, yeşil ve mor bir lazer yayar. Kırmızı lazer, mikroküre boya etiketini algılarken, yeşil ve mor lazerler sırasıyla anti-S1 ve scFv'leri algılar. Oluşturulan veriler daha sonra analiz edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Konjugasyon doğrulama grafiği. Boncuk karışımları, her biri farklı bir proteinle konjuge edilmiş dört farklı mikroküre kimliğinden oluşuyordu: nötravidin-biotin-ACE2 (ACE2), konjuge olmayan mikroküre (Çıplak Boncuk), nötravidin-biyotin (Biotin) ve keçi-IgG (Keçi IgG). Konjugasyon testinde üç farklı tespit florofor konfigürasyonu kullanılmıştır. Yani, keçi anti-ACE2 + anti-keçi IgG PE, anti-fare IgG PE ve anti-tavşan IgG PE. Y ekseni, üç farklı koşulla her bir mikroküreden ölçülen ortalama MFI (medyan floresan yoğunluğu; keyfi birimler) sinyalini gösterir. X ekseni, uygulanan farklı yakalama antikorlarını gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Yüzey proteinlerinin çoğullanmış tespiti. Y ekseni: Her numune için ortalama MFI (medyan floresan yoğunluğu; keyfi birimler ± standart sapma), koşul başına üç kopya kuyucuklarda analiz edilir. X ekseni: Hücre süpernatantının seri seyreltme noktaları. Turuncu: SARS-CoV-2 WT ile enfekte olmuş Vero E6'dan süpernatanttaki virüs parçacıkları, insan anti-spike + anti-insan PE (fikoeritrin) ile tespit edildi. Mavi: SARS-CoV-2 WT ile enfekte olmuş Vero E6'dan süpernatant, farklı scFvs + anti-FLAG Brilliant Violet 421 ile tespit edildi. Gri: İnsan anti-spike + anti-insan PE ile tespit edilen enfekte olmayan hücre süpernatanı. Siyah: Enfekte olmayan hücre süpernatanı, beş farklı scFv + anti-FLAG Brilliant Violet 421 ile tespit edildi. Viral parçacıklar, ACE2'ye bağlı manyetik mikroküreler ile yakalandı ve RP1 raportör kanalında ticari insan anti-spike antikorları ile ve RP2 raportör kanalında farklı scFv'lerle test edildi (scFv, her panelin sol üst köşesinde belirtilmiştir). Enfekte olmayan örneklerin hiçbirinde virüs partikülü tespit edilmedi. ScFv3 tarafından hedeflenen epitop en yüksek afiniteye sahipti. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Varyasyon dağılım grafiği. Y ekseni, olayların sıklığıdır ve X ekseni, farklı örneklerin her bir kopyası için yüzde olarak varyans katsayısını (CV) gösterir. RP1 ve RP2, sırasıyla fikoeritrin ve Brilliant Violet 421 ile ilişkili floresanı tespit eden birinci ve ikinci raportör kanallardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Korelasyon matrisini çalıştırın. (A,B) Y ekseni: log10'daki Pearson korelasyon matrisi, üç farklı operatör tarafından ve farklı boncuk karışımları ile çalıştırılan üç ayrı çalışma arasında ölçeklenir. Üçüncü çalışmada daha düşük bir numune hacmi uygulandı. Histogramlar, ölçülen MFI'ye dayalı olarak farklı değişken kümelerin dağılımını gösterir. (A) RP1 raportör kanalı için farklı çalıştırmalar arasındaki korelasyon. (B) RP2 raportör kanalı için farklı çalıştırmalar arasındaki korelasyon. MFI = keyfi birimlerde medyan floresan yoğunluğu. p < 0.001. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Algılama | Reaktivite |
| scFv2 | ++ |
| scFv3 | +++ |
| scFv5 | ++ |
| scFv7 | + |
| scFv9 | + |
| İnsan anti-Spike IgG | ++++ |
Tablo 1: Standart eğrilerde elde edilen MFI yoğunluğuna dayalı olarak algılamada scFv'lerin sıralaması.
| RP1 (PE) | RP2 (BV421) Serisi |
| Numune Seyreltme | CV aralığı [%] | CV aralığı [%] |
| Boş | 3–11 | 2–13 |
| 1:1458 | 1–7 | 2–7 |
| 1:456 | 4–6 | 3–8 |
| 1:162 | 3–6 | 3–7 |
| 1:54 | 2–4 | 2–4 |
| 1:18 | 2–4 | 1–4 |
| 1:6 | 2–6 | 1–6 |
| 1:2 | 1–5 | 1–3 |
Tablo 2: Hem RP1 hem de RP2 raportör kanalları için SARS-CoV-2 ile enfekte süpernatantın her bir seyreltme noktasının %1 (ortalama/standart sapma × 1) aralığı.
Ek Dosya 1: İmmünoglobulin tek zincirli değişken fragman (scFv) üretimi. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Tablo 1: Rekombinant Spike'ın (RBD) seri seyreltilmesine karşı scFv'lerin Fab'larla çiftler halinde taranması. Farklı tespit peptitlerinin performansını değerlendirmek için, 12 spike protein kombinasyonu, Fab, rekombinant RBD ile çivilenmiş tamponda yakalama olarak kullanıldı. Spike proteininin farklı epitoplarını hedefleyen on (10) scFv tespit olarak uygulandı. Yakalama-algılama çiftinin performansına bağlı olarak, bunlar başarısız (-) veya başarılı (+) olarak işaretlendi. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Tablo 2: SARS-Cov-2 ile enfekte Calu-3 hücre süpernatantının seri seyreltilmesine karşı scFv'lerin Fabs ile çiftler halinde taranması. Farklı tespit peptitlerinin performansının değerlendirilmesi için, SARS-Cov-2 ile enfekte Calu-3 hücre süpernatanında yakalama olarak 12 spike proteini kombinasyonu, Fab kullanıldı. Spike proteininin farklı epitoplarını hedefleyen on (10) scFv tespit olarak uygulandı. Yakalama-algılama çiftinin performansına bağlı olarak, bunlar başarısız (-) veya başarılı (+) olarak işaretlendi. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.