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Method Article
* Ces auteurs ont contribué à parts égales
Une méthode simple fente blot a été développé pour la quantification de l'hémagglutinine de la grippe virale et la neuraminidase utilisant des anticorps ciblant universelle leurs séquences les plus conservées identifiées par l'analyse bioinformatique. Cette approche innovatrice pourrait fournir une alternative utile pour la détermination quantitative de tous hémagglutinine et la neuraminidase virale.
L'hémagglutinine (HA) et neuraminidase (NA) sont deux protéines de surface du virus de la grippe qui sont connus pour jouer un rôle important dans le cycle de vie du virus et l'induction de réponses immunitaires protectrices 1,2. Comme la principale cible des anticorps neutralisants, HA est actuellement utilisé comme marqueur de la puissance et le vaccin contre la grippe est mesurée par immunodiffusion radiale simple (SRID) 3. Cependant, la dépendance de SRID sur la disponibilité des immunsérums correspondants sous-type entraîne un minimum de 2-3 mois de retard pour la sortie de chaque nouveau vaccin. Par ailleurs, malgré les preuves que NA induit aussi une immunité protectrice 4, le montant de NA vaccins contre la grippe n'est pas encore standardisé en raison d'un manque de réactifs appropriés ou méthode analytique 5. Ainsi, de simples méthodes alternatives permettant de quantifier les antigènes HA et NA sont souhaitables pour une libération rapide et un meilleur contrôle de la qualité des vaccins antigrippaux.
Régions universellement conservées dans tous la grippe A disponible HA et NA séquences ont été identifiés par analyse bioinformatique 6-7. Une séquence (désigné comme Uni-1) a été identifié dans l'épitope ne universellement conservé de la HA, le peptide de fusion 6, tandis que deux séquences conservées ont été identifiées dans les neuraminidases, un proche du site enzymatique actif (désigné comme HCA-2) et le autre près de la N-terminale (désigné comme HCA-3) 7. Peptides avec ces séquences d'acides aminés ont été synthétisés et utilisés pour immuniser des lapins pour la production d'anticorps. L'anticorps dirigé contre l'épitope Uni-1 de HA a été en mesure de se lier à 13 sous-types de la grippe A HA (H1-H13) alors que les anticorps contre le HCA-2 et HCA-3 régions de NA ont été capables de se lier tous les 9 sous-types NA. Tous les anticorps ont une spécificité remarquable contre les séquences virales comme en témoigne le constat que pas de réactivité croisée aux protéines allantoïdien a été détectée. Ces anticorps ont ensuite été utilisés universelle pour développer des essais slot blot pour quantifier HA et NA dans les vaccins de grippe A sans la nécessité d'antisérums spécifiques 7,8. Échantillons de vaccin ont été appliquées sur une membrane de PVDF en utilisant un appareil de slot blot ainsi que des normes de référence dilué à différentes concentrations. Pour la détection de HA, les échantillons et les standards ont d'abord été dilué dans une solution saline tamponnée Tris (TBS) contenant de l'urée 4M tandis que pour la mesure de l'AN, ils ont été dilués dans du TBS contenant 0,01% Zwittergent que ces conditions a considérablement amélioré la sensibilité de détection. Suite à la détection de l'HA et NA antigènes par immunoblot avec leurs anticorps universel, intensités du signal ont été quantifiées par densitométrie. Montants des HA et NA dans les vaccins ont ensuite été calculées en utilisant une courbe standard établie avec les intensités du signal des différentes concentrations des références utilisées.
Étant donné que ces anticorps se lient à des épitopes universel en HA ou NA, les enquêteurs intéressés pourraient les utiliser comme outils de recherche dans les immunoessais autre que le slot blot seulement.
1. Préparation des réactifs et du matériel
2. Préparation des échantillons et des vaccins contre la grippe standard de référence pour HA slot blot
Normes de référence de la grippe le vaccin avec un contenu HA pré-déterminé correspondant aux souches vaccinales pour être testés ont été obtenus à partir du Centre de recherche et d'évaluation des produits biologiques (CBER / FDA, États-Unis) ou le National Institute for Biological Standard et de contrôle (NIBSC, Royaume-Uni) et sont utilisés pour la quantification HA par slot blot. Les enquêteurs pourraient également préparer leurs propres normes d'antigènes en utilisant des procédures établies comme décrit dans les références 9 et 10.
3. Préparation des échantillons vaccin contre la grippe et la norme de référence pour NA slot blot
Normes de référence de la grippe le vaccin correspondant aux souches vaccinales pour être testés ont été obtenus à partir du Centre de recherche et d'évaluation des produits biologiques (CBER / FDA, États-Unis) ou le National Institute for Biological Standard et de contrôle (NIBSC, Royaume-Uni) et sont utilisés pour la quantification de NA par slot blot. La teneur en Na de ces échantillons de référence a été déterminée par analyse SDS-PAGE des échantillons déglycosylé en conjonction avec l'analyse de densitométrie à balayage, comme décrit précédemment 9, 10 avec de légères modifications. En bref, les échantillons de référence déglycosylé vaccin (5 ug) ont été mélangés avec un tampon d'échantillon et chargées sur le gel. Le gel a été exécuté à 20 mA pendant environ 90 min jusqu'à ce que le colorant suivi exécutez simplement hors du gel, suivie d'une coloration Sypro. La quantification des protéines densitométrie a été réalisée en utilisant un système de documentation de gel Fluorchem (Alpha Innotech). Le montant de la NA a été déterminé en fonction du ratio des protéines NA aux protéines totales que déterminée par dosage de Lowry. Les échantillons de référence préparés en utilisant cette méthode peut ensuite être utilisé dans slot blot pour la quantification des matières NA dans des échantillons de vaccins auprès des fabricants de vaccins.
4. Assemblée de l'appareil Bio-Dot microfiltration SF et buvard d'échantillons sur une membrane PVDF
5. Immunoblot des antigènes HA et NA
6. Les résultats représentatifs:
Analyse bioinformatique de l'ensemble de la grippe A disponible séquences HA confirmé la N-terminale de la sous-unité HA2 (le peptide de fusion) que la seule région conservée de HA. La figure 1 montre le taux de conservation pour chaque position d'acide aminé de la séquence consensus identifiés. Deux variantes ont été identifiées à des positions 2 (L-> I) et 12 (G-> N) du 14 N-terminale d'acides aminés de la HA2, mais de telles variations ont été trouvés à ne pas affecter la liaison entre les anticorps et les variantes peptide 6 . L'épitope Uni-1 (GLFGAIAGFIEGGW) a été choisi pour développer un anticorps contre l'HA universelle. Cet anticorps a démontré une spécificité remarquable pour des séquences virales et est capable de se lier à 13 sous-types de grippe A HA (H1-H13) (figure 2).
En utilisant une approche similaire, deux séquences universellement conservées ont été identifiées dans tous grippe A NA, l'une à proximité du site enzymatiquement active (HCA-2) (figure 3A) et l'autre à l'extrémité N-terminale (HCA-3) (figure 3B) . Peptides avec ces séquences d'acides aminés ont été utilisés comme antigènes pour produire des anticorps contre le NA universelle. Les anticorps contre les deux épitopes sont capables de se lier à tous les 9 sous-types de NA et a montré très peu de réactivité croisée aux protéines allantoïdien ou cellulaire, démontrant ainsi une haute spécificité pour les séquences NA virale (figure 4).
La figure 5 montre un aperçu de la méthode de slot blot pour la quantification de la grippe HA et NA.
Exemples de HA et NA antigène slot blot sont illustrés aux figures 6 et 7. La figure 6A et 6C montre des résultats représentatifs après la détection de l'antigène HA dans une norme de référence de vaccin antigrippal et les échantillons de vaccin, respectivement. Chaque échantillon (standard ou d'un vaccin) a été exécuté en deux exemplaires, dans les puits adjacents. Les doublons doivent montrer similaintensités r suite à la détection. Optimisation des dilutions d'anticorps, l'incubation et la durée d'exposition peut être nécessaire selon les anticorps utilisés.
Un exemple d'une courbe typique standard obtenue suite à la détection de diverses concentrations de HA à partir d'un échantillon standard de référence est le vaccin le montre la figure 6B. La concentration de l'antigène HA est proportionnelle à l'intensité du signal suite à la détection par chimiluminescence de la tache à sous et correspond au modèle courbe 4-PL convenable pour cette gamme de concentration (0,0938 à 6 mg HA / ml).
La figure 7 montre des résultats représentatifs de la détection de l'antigène NA dans une norme de référence de vaccin antigrippal et dans des échantillons de vaccins. L'analyse a montré que la densité de l'intensité du signal obtenu par détection de l'antigène NA différentes dilutions d'une norme de référence vaccin par slot blot est proportionnelle à la concentration de SO (figure 7A). La courbe standard résultant ajuste un modèle 4-PL pour cette gamme de concentration (0,039 à 10 mg NA / ml), comme le montre la figure 7B. Figure 7C montre un exemple d'une analyse par transfert fente de la teneur en Na dans des échantillons de vaccin contre la grippe. Chaque échantillon a été dosé en double exemplaire, dans les puits adjacents.
Figure 1. Taux de conservation de l'épitope Uni-1 dans la région de peptide de fusion de la grippe A HA.
Analyse bioinformatique de l'ensemble de la grippe A disponible séquences HA a confirmé que le peptide de fusion (situé à l'extrémité N-terminale de la sous-unité HA2) est la seule région universellement conservé de la HA. Notez que les deux variantes à la position 2 (L-> I) et 12 (G-> N) ont été trouvés pour ne pas affecter la fixation des anticorps 6. Un anticorps universels capables de se lier 13 différents sous-types de la grippe A HA (H1-H13) a été développé en utilisant l'Uni-1 épitope (GLFGAIAGFIEGGW).
Figure 2. Détection des 13 sous-types de HA par des anticorps contre l'HA universelle.
Liquide allantoïdien de 13 sous-types de virus influenza A propagé dans des œufs embryonnés ont été fractionnés en SDS-PAGE, suivie par la détection des protéines HA en utilisant l'anticorps contre l'épitope universel Uni-1 de HA. Protéines NP a été détecté comme le contrôle du chargement à l'aide d'un lapin polyclonaux NP-anticorps spécifique. Contrôle négatif (-) a été fluide allantoïdien d'oeufs sains. Contrôle positif (+) était un étalon de référence de H1 à partir NIBSC, Royaume-Uni
Figure 3. Homologie de séquence de la grippe A NA près du site enzymatiquement active et la N-terminale.
Deux séquences universellement conservées ont été identifiées dans la grippe A NA par la bioinformatique, l'un situé près du site enzymatique actif (HCA-2) (partie A), l'autre à l'extrémité N-terminale (HCA-3) (partie B). Peptides avec ces séquences d'acides aminés conservés ont été synthétisées et utilisées pour générer des anticorps contre le NA universelle.
Figure 4. Détection des 9 sous-types de NA NA par les anticorps.
Liquide allantoïdien des sous-types NA neuf des virus influenza A propagé dans des œufs embryonnés ont été fractionnés en SDS-PAGE, suivie par la détection des protéines NA utilisant le HCA-2 (partie A) et le HCA-3 (Groupe B) anticorps. Protéines NP a été détecté comme le contrôle du chargement à l'aide d'un lapin polyclonaux NP-anticorps spécifiques (Groupe C). Contrôle négatif (-) a été fluide allantoïdien d'oeufs sains. Contrôle positif (+) a été fluide allantoïdien dopés avec des ARN1 A / New Caledonia/20/99 et sondé avec les antisérums correspondants.
Figure 5. Diagramme de la procédure de slot blot pour la quantification des antigènes HA et NA dans les vaccins antigrippaux.
Les tampons nécessaires à la dilution de l'échantillon ainsi que pour le lavage et blocage de la membrane slot blot sont d'abord préparés et la membrane PVDF et papiers filtres nécessaires pour l'assemblage de l'appareil Bio-Dot microfiltration SF sont pré-trempées. Vaccin contre l'influenza et des échantillons standard de référence sont dilués dans le tampon optimal pour HA ou NA de détection par slot blot. L'appareil Bio-Dot microfiltration SF est assemblé selon les instructions du fabricant et les échantillons sont appliqués sur la membrane de PVDF. HA et NA antigènes sont détectés en utilisant des anticorps universelle contre chaque antigène. L'analyse densitométrique est effectuée sur les signaux chimioluminescence obtenue pour la quantification des HA et NA dans les échantillons testés.
Figure 6. Détection de l'antigène HA dans les échantillons de vaccin contre la grippe et de se référerrence standard.
Le panneau A montre une tache représentatifs obtenus après immunodétection de l'antigène HA. L'antigène de référence HA a été diluée à concentrations de 0 à 6 mg HA / ml et les vaccins ont été dilués à une concentration de 0,375 mg HA / ml dans de l'urée 4M / SCT avant d'être appliquée à une membrane de PVDF avec un appareil Bio-Dot microfiltration SF . L'antigène HA a ensuite été détecté en utilisant l'anticorps Uni-1 universelle. Groupe B montre un exemple d'une courbe standard obtenue en détectant les signaux des concentrations différentes d'HA une norme de référence vaccin. L'intensité du signal est proportionnelle à la concentration de HA et de la courbe correspond à un modèle 4-PL.
Figure 7. Détection de l'antigène NA dans les échantillons de vaccin contre la grippe et la norme de référence.
Panel A et B montrent représentatifs des signaux obtenus suite à la détection de NA dans une norme de référence de vaccin grippal dilué à des concentrations de NA allant de 0 à 10 ug NA / ml dans 0,01% Zwittergent / SCT et le 4-PL résultant courbe standard suivant analyse la densitométrie. Un exemple de signaux détectés par chimiluminescence typiques après une analyse de l'antigène de slot blot NA dans les échantillons de vaccin antigrippal est indiqué dans C. Les échantillons Panneau vaccin contre la grippe ont été dilués à une concentration de 1 ug HA / ml dans 0,01% Zwittergent / SCT et ont été transférés sur une membrane PVDF en utilisant un appareil Bio-Dot microfiltration SF. Dilutions de l'étalon de référence vaccin correspondant, avec des concentrations allant de 0 à 2,5 pg NA / ml, ont été inclus sur le même blot afin d'établir une courbe standard pour la quantification de l'antigène NA dans les échantillons de vaccin. L'antigène NA a été détecté avec l'anticorps HCA-2 universel contre NA et l'analyse des signaux de densitométrie chimioluminescence obtenue a été effectuée. Le montant de la NA dans chaque échantillon vaccin peut être calculée par rapport à la courbe 4-PL standard obtenue en traçant les valeurs de l'intensité du signal par rapport à la concentration de NA pour la norme de référence vaccin.
La détermination quantitative de la grippe virale HA et NA sont essentiels pour la recherche de vaccins et le développement depuis ces deux protéines de surface sont plus importants composants viraux induire des réponses immunitaires 6-11. Auparavant rapporté des méthodes immunologiques pour la détection de ces protéines nécessitent anticorps spécifique à la souche. La méthode slot simple, reproductible et rapide blot pour quantifier les antigènes HA et NA décrits ici sont adaptés à tous la gr...
Les auteurs tiennent à remercier Mme Monika Tocchi pour révision éditoriale du manuscrit. AMH est soutenu par une bourse de l'Université King Abdulaziz, à travers le Bureau culturel saoudien au Canada.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nom du réactif ou de l'équipement | Société | Numéro de catalogue | Commentaires |
---|---|---|---|
Bio-Dot Appareil de microfiltration SF | Bio-Rad | 170-6542 | |
Bio-Dot SF papier filtre | Bio-Rad | 162-0161 | |
Immobilon-FL transfert de membrane (PVDF) | Millipore | IPFL00010 | |
Pompe à vide | Millipore | WP6111560 | |
Film Lumière chimiluminescence BioMax | Kodak | 178 8207 | |
Système FluorChem documentation de gel | Alpha Innotech | 29 à 008-1896X | |
Anticorps de lapin universelle contre HA et NA antigènes | Uni-1 (HA) HCA-2, HCA-3 (NA) | Les anticorps sont disponibles par le biais MTA ou peuvent être générées par les chercheurs intéressés, conformément aux procédures décrites précédemment 6,7. | |
Antigènes de vaccins grippe de référence | CBER / FDA ou NIBSC | ||
Échantillons vaccin contre la grippe | Couramment disponibles dans la plupart des pays | ||
L'urée | Sigma-Aldrich | U1250 | |
Zwittergent 3-14 détergent | Calbiochem | 693017 | |
Tween-20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
Blotting Blocker grade non-lait écrémé en poudre | Bio-Rad | 170-6404 | |
ImmunoPure chèvre anti-lapin IgG (H + L), conjuguée à la peroxydase | Thermo Scientific | 31460 | |
SuperSignal Ouest Dura Extended Substrat Durée | Thermo Scientific | 34075 |
An author's affiliation was omitted from the publication of Quantitative Analyses of all Influenza Type A Viral Hemagglutinins and Neuraminidases using Universal Antibodies in Simple Slot Blot Assays.
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