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Method Article
La quantification des niveaux d'ARN VIH-1 dans le plasma et le séquençage seule VIH-1 génomes d'individus ayant une charge virale en dessous de la limite de détection (50-75 copies / ml) est difficile. Nous décrivons ici comment extraire et de quantifier les ARN viral plasmatique à l'aide en temps réel PCR que les mesures de manière fiable ARN VIH-1 à 0,3 copies / ml et comment amplifier les génomes viraux par séquençage du génome unique, à partir d'échantillons à très faible charge virale.
Amplifier les gènes viraux et de quantifier l'ARN VIH-1 du VIH-1 des individus infectés par une charge virale inférieure à la limite de détection par les tests standards (ci-dessous de 50 à 75 copies / ml) est nécessaire pour mieux comprendre la dynamique virale et les interactions hôte-virus chez les patients qui contrôler naturellement l'infection et ceux qui sont sur le traitement antirétroviral (TARV).
Nous décrivons ici comment amplifier les génomes viraux par séquençage du génome seule (le protocole SGS) 13, 19 et comment quantifier avec précision ARN VIH-1 chez les patients avec une faible charge virale (la seule copie-dosage (SCA) du protocole) 12, 20.
Le dosage de copie unique est un test PCR en temps réel avec une sensibilité en fonction du volume de plasma étant dosé. Si une seule génome du virus est détecté dans 7 ml de plasma, puis le nombre de copies d'ARN est rapporté à 0,3 copies / ml. Le test a une tests de contrôle interne pour l'efficacité de l'extraction d'ARN, et des contrôles pour l'amplification de l'ADN possibles ou de contamination. Les échantillons de patients sont mesurés en trois exemplaires.
Le seul test de séquençage du génome (SGS), aujourd'hui largement utilisées et considérées comme non-travail 3 intensive, 7, 12, 14, 15, est un test de dilution limite, dans laquelle critère diluée produit d'ADNc est étalée sur une de 96 puits assiette. Selon une distribution de Poisson, alors que moins de 1 / 3 des puits donner un produit, il ya 80% de chances de la résultante produit PCR d'amplification étant d'une seule molécule d'ADNc. SGS a l'avantage sur le clonage de ne pas être soumis à ré-échantillonnage et de ne pas être biaisé par PCR introduit recombinaison 19. Cependant, le succès d'amplification de la SCA et SGS dépendra de conception d'amorce. Les deux tests ont été développés pour le VIH-1 sous-type B, mais peut être adapté pour d'autres sous-régions et d'autres du génome par des amorces changer, sondes, et des normes.
1. Extraction d'ARN à partir de grands volumes de plasma
Un aperçu de l'essai à copie unique (SCA) et le single le séquençage du génome (SGS) du protocole sont fournis dans les figures 1 et 2.
2. Le dosage de copie unique
Une plaque de 96 puits détient 8 échantillons de patients, y compris le VIH et les normes EARC et les contrôles. Ce protocole décrit la mise en place d'une plaque unique.
3. Simple Genome Sequencing
4. Les résultats représentatifs:
SCA:
Toutes les commandes doivent passer afin d'examiner la mesure ARN VIH-1 correct. Si un contrôle négatif est positive, la course devrait être écartée pour cause de contamination possible. Afin de contrôler les pertes de l'ARN lors de l'étape d'extraction, au moins 50% de la EARC pointes dans le plasma doit être récupéré. Si la moyenne EARC est <15 000 exemplaires, l'échantillon échoue et devrait être écartée parce qu'une quantité importante de l'ARN pourrait avoir été perdue lors de l'extraction ou à d'autres étapes du protocole. Cela se produit dans environ 10% de tous les échantillons de patients testés probablement en raison de lipides élevé dans le plasma 6. La récupération du virus RCAS est destiné à contrôler la qualité de l'extraction et l'efficacité de la synthèse de l'ADNc et l'amplification PCR. Il n'est pas utilisé pour corriger le VIH reprise depuis VIH est probablement liée à des immunoglobulines et d'autres protéines humaines qui rend légèrement différente de virus isolé par culture de tissus. La reprise de l'EARC dans notre laboratoire a été en moyenne de 25 716 + / - 4057 copies / mélange réactionnel, soit environ 95% + / -15% de l'ARN EARC ajouté 17. Le NRT (pas de la transcriptase inverse) de contrôle est exécuté en parallèle afin de tester pour l'amplification de l'ADN. La valeur TRN est soustraite de chacune des trois valeurs d'ARN VIH-1, puis la moyenne est calculée et si ce nombre est inférieur à zéro (l'amplification de l'ADN dépasse l'amplification de l'ARN), le résultat serait échouer et devrait être écartée parce du risque d'amplification de l'ADN plutôt que l'ARN. Si ARN VIH-1 est seulement amplifié à partir de 1 / 3 puits, re-test de l'échantillon est recommandé de s'assurer que l'amplification est vrai pour l'échantillon réel étant analysés et n'est pas due à un contaminant possible.
Si tous les contrôles passent, la moyenne du VIH-1 du nombre de copies d'ARN dans le plasma peut être calculée.
Exemple 1: Si la moyenne du VIH-1 du nombre de copies est à zéro, la limite de détection est calculée en fonction du volume de plasma testé. Par exemple, disons 7 ml de plasma a été dosé. La plus petite quantité d'ARN qui aurait pu être détecté avec ce dosage aurait été une copie dans un des puits et 0 exemplaires dans les deux autres puits qui donne une moyenne de 0,33 copies par puits. Le nombre de copies en moyenne doit ensuite être multiplié par un facteur de 5,5 pour obtenir le nombre de copies au total dans l'élution d'ARN (il ya 10 ul de chaque puits, mais le volume d'élution totale était de 55 ul). La limite inférieure de détection est alors: 5,5 x 0,33 exemplaires divisé par 7ml = 1,83 / 7 = 0,3 copies / ml. La concentration des ARN VIH-1 dans le plasma dans cet exemple est <0,3 copies / ml.
Exemple 2: ARN VIH-1 est détectable. L'ARN a été extrait à partir de 7 ml de plasma. Le nombre de copies en moyenne du VIH-1 par l'ARN est bien calculée à 2,0 copies par puits. Ensuite, le nombre de copies moyen par ml de plasma est de 5,5 x 2,0 copies / 7 ml = 1,6 ARN VIH-1 / ml de plasma.
Une feuille de modèle Excel utilisée pour calculer le nombre de copie peut être téléchargé depuis le site.
SGS:
Si l'un des témoins négatifs est positif, l'exécution doit être négligée en raison de la contamination possible. Le nombre de produits de chaque parcours dépendra de la charge virale dans chaque échantillon et l'état de l'échantillon. Dans notre expérience, beaucoup de lipides ou de cellules dans le plasma va réduire les chances d'obtenir des produits. Les conditions d'entreposage et de congélation et de décongélation précédente de l'échantillon sera également influer sur la reprise de l'ARN grandement. En général, quand on travaille avec des échantillons avec une charge virale inférieure à 50 copies / ml, le produit (bandes sur gel) est à prévoir dans environ 1 / 3 -1 / 2 des échantillons traités. En fonction des facteurs mentionnés ci-dessus, 1-5 bandes par plaque doit être considéré comme un bon résultat en raison de la faible charge virale de ces patients.
synthèse de l'ADNc (RT Cocktail / réaction d'ADNc) | 1 réaction | Pas de la transcriptase inverse (TRN) Cocktail / réaction d'ADNc (1 réaction) |
Molecular grade H 2 O | 8,1 ul | 8,2 ul |
25 mM MgCl 2 | 6 ul | 6 ul |
25 mM de dNTPs | 0,6 ul | 0,6 ul |
100 mM de DTT | 0,2 ul | 0,2 ul |
Hexamères aléatoires (0,1 ug / ul) | 1,5 ul | 1,5 ul |
Tampon 10X TaqMan Une | 3,0 ul | 3,0 ul |
Rnasin (40 U / uL) | 0,5 ul | 0,5 ul |
Strategene RT (200 U / UL) | 0,1 ul | Ne pas ajouter |
Total des | 20 ul | 20 ul |
Échantillon d'ARN | 10 ul | 10 ul |
Le volume total | 30 ul | 30 ul |
Mixt Réaction Tableau 1.res pour la synthèse de l'ADNc dans le dosage à copie unique.
PCR Master Mix | 1 réaction | Primaires |
H 2 O | 15,1 ul | VIH Amorce 5'-CATGTTTTCAGCATTATCAGAAGGA-3 ' |
Tampon 10X Or PCR | 2,0 ul | Primer inverse du VIH-5'-TGCTTGATGTCCCCCCACT-3 ' |
25 mM MgCl 2 | 2,0 ul | VIH-Probe5'FAM CCACCCCACAAGATTTAAACACCATGCTAA-TAMRA 3 ' |
* Amorce sens (100 UM) | 0,3 ul | |
* Amorce inverse (100 UM) | 0,3 ul | EARC Forward Primer5'-GTCAATAGAGAGAGGGATGGACAAA-3 ' |
* Sonde (100 UM) | 0,05 ul | EARC inverse Primer5'-TCCACAAGTGTAGCAGAGCCC-3 ' |
TaqGold (5 U / UL) | 0,25 ul | EARC sonde 5'FAM-TGGGTCGGGTGGTCGTGCC-TAMRA 3 ' |
Total des | 20,0 ul |
Tableau 2. PCR Master Mix et amorces pour Assay copie unique.
ADNc cocktail / ADNc réactions | 1 échantillon d'ARN | D'abord un cocktail de PCR | 1 plaque (75 réactions) | Niché cocktails PCR | 1 plaque (75 réactions) |
10X tampon RT (Invitrogen) | 10 ul | 10X tampon PCR (Invitrogen) | 75 ul | 10X tampon PCR | 150 ul |
25 mM MgCl 2 | 20 ul | 50 mM MgSO 4 | 30 ul | 50 mM MgSO 4 | 60 ul |
DTT 0,1 M | 1 ul | 10 mM de dNTPs | 15 ul | 10 mM de dNTPs | 30 ul |
L'eau sans RNase | 17,5 ul | 50 amorces uM (bis) | 3 ul | 50 amorces uM (bis) | 6 ul |
Rnase-Out (Invitrogen) | 1 ul | Platinum Taq Salut Fi enzymatique (Invitrogen) | 6 ul | Platinum Taq Salut Fi enzymatique (Invitrogen) | 12 ul |
Exposant III (200 U / ul) (Invitrogen) | 0,5 ul | Moléculaire de qualité de l'eau | UL 468 | Moléculaire de qualité de l'eau | 1086 ul |
Tableau 1. CDNA et mélanges PCR pour le séquençage du génome unique.
P6-RT 1 programme de PCR | Env 1 programme de PCR |
1. 94 ° C pendant 2 minutes | 1. 94 ° C pendant 2 minutes |
2. 94 ° C pendant 30 secondes | 2 0.94 ° C pendant 30 secondes |
2 0.94 ° C pendant 30 secondes | 3. 52 ° C pendant 30 secondes |
4. 72 ° C pendant 1 minute 30 secondes | 4. 72 ° C pendant 1 minute |
5. Allez à # 2, 44 cycles | 5. Allez à # 2, 44 cycles |
6. 72 ° C pendant 3 minutes | 6. 72 ° C pendant 3 minutes |
7. 4 ° C détiennent | 7. 4 ° C détiennent |
P6-2 RT programme de PCR | Env 2 programme PCR |
1. 94 ° C pendant 2 minutes | 1. 94 ° C pendant 2 minutes |
2. 94 ° C pendant 30 secondes | 2. 94 ° C pendant 30 secondes |
3. 55 ° C pendant 30 secondes | 3. 56 ° C pendant 30 secondes |
4. 72 ° C pendant 1 minute | 4. 72 ° C pendant 45 secondes |
5. Aller à la n ° 1, 40 (41 cycles au total) | 5. Aller à la n ° 1, 40 (41 cycles au total) |
6. 72 ° C pendant 3 minutes | 6. 72 ° C pendant 3 minutes |
7. 4 ° C détiennent | 7. 4 ° C détiennent |
Tableau 4. Thermocycleur conditions pour le dosage de séquençage du génome unique.
Réaction | Apprêt | Séquence |
P6-RT ADNc | 3500 - | 5 'CTATTAAGTATTTTGATGGGTCATAA 3' |
ADNc env | E115- | 5'AGAAAAATTCCCCTCCACAATTAA 3 ' |
P6-RT 1. PCR | 3500 - | 5 'CTATTAAGTATTTTGATGGGTCATAA 3' |
P6-RT 1. PCR | 1849 + | 5 'GATGACAGCATGTCAGGGAG 3' |
P6-RT2.PCR | 1870 + | 5 'GAGTTTTGGCTGAGGCAATGAG 3' |
P6-RT 2.PCR | 3410 - | 5 'CAGTTAGTGGTATTACTTCTGTTAGTGCTT 3' |
env 1. PCR | E115- | 5'AGAAAAATTCCCCTCCACAATTAA 3 ' |
env 1. PCR | E20 + | 5'GGGCCACACATGCCTGTGTACCCACAG 3 ' |
env 2. PCR | E30 + | 5'GTGTACCCACAGACCCCAGCCCACAAG3 ' |
env 2. PCR | E125- | 5'CAATTTCTGGGTCCCCTCCTGAGG 3 ' |
P6-RT séquençage | 2030 + | 5'TGTTGGAAATGTGGAAAGGAAGGAC 3 ' |
P6-RT séquençage | 2600 + | 5'ATGGCCCAAAAGTTAAACAATGGC3 ' |
P6-RT séquençage | 2610 - | 5'TTCTTCTGTCAATGGCCATTGTTTAAC3 ' |
P6-RT séquençage | 3330 - | 5'TTGCCCAATTCAATTTTCCCACTAA 3 ' |
env séquençage | E30 + | 5'GTGTACCCACAGACCCCAGCCCACAAG3 ' |
env séquençage | E125- | 5'CAATTTCTGGGTCCCCTCCTGAGG 3 ' |
Apprêts Tableau 5. Pour le dosage de séquençage du génome unique.
Figure 1. Vue d'ensemble de l'Assay Génome Singe séquençage (SGS).
Figure 2. Vue d'ensemble de l'Assay copie unique (SCA).
Figure 3. Plate set-up pour le dosage à copie unique.
Figure 4. Capture d'écran de l'ABI 7700. A. montrant l'ARN VIH-1 courbe standard avec des échantillons de patients et B. montrant EARC courbe standard avec des échantillons de patients dopés.
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VIH-1 des individus infectés sur le traitement antirétroviral (TARV) ou qui, naturellement, le contrôle de l'infection ont une très faible charge virale, généralement autour de 1 exemplaire par ml de plasma 4, 11, 12, 17, 18. Charge virale chez les patients avec un contrôle naturel, fluctuent souvent autour d'un jeu individuel, point 1, 2, 17. La sensibilité des tests décrite ici est très dépendante sur le volume d'entrée du plasma. Généralement, nous avons travaillé avec...
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Aucun conflit d'intérêt déclaré.
Les auteurs tiennent à remercier les patients qui ont participé dans les nombreuses études sur le VIH-1.
JMC a été professeur de recherche de l'American Cancer Society avec le soutien de la Fondation FM Kirby.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nom de réactif | Société | Numéro de catalogue | Commentaires |
Hexamères aléatoires (500 ug / ml) | Promega | C118A | |
Taqman tampon A | Applied Biosystems | 4304441 | |
RNAsine (40 U / UL) | Promega | N211B | |
RT enzyme (200 U / UL) | Strategene | 600107-51 | |
Polymérase ADN Amplitaq Or | Applied Biosystems | 4311814 | 6-pack |
Amplitaq 10XGold tampon PCR II | Applied Biosystems | 4311814 | livré avec l'enzyme |
Magnesiumcloride 25 mM | Applied Biosystems | 4311814 | livré avec l'enzyme |
1M tampon Tris-HCl, pH 8,0, 5 mM | Invitrogen | AM9855G | |
Exposant III de la transcriptase inverse enzyme, 200 U / ul | Invitrogen | 18080-044 | |
Exposant III de tampon 10X | Invitrogen | livré avec l'enzyme | |
TNT 100 mM | Invitrogen | livré avec l'enzyme | |
Platinum Taq ADN polymérase haute fidélité 5 U / ul | Invitrogen | 11304-102 | |
10X High Fidelity PCR Buffer | Invitrogen | 11304-102 | livré avec l'enzyme |
Protéinase K à 20 mg / ml | Ambion | 2546 | |
Solution de thiocyanate de guanidinium 6M | FlukaBiochemica | 50983 | |
Le glycogène 20 mg / ml | Roche | 10901393001 | |
Isopropanol | Sigma-Aldrich | 19516 | |
70% d'éthanol | Sigma-Aldrich | E702-3 | |
Moléculaire de l'eau de qualité | Gibco / Invitrogen | 10977-015 | |
dNTP (25 mmol chaque) | Bioline | BIO-39025 |
Nom de Euipment | Société | Numéro de catalogue | Commentaires |
Facile Tubes à centrifuger Seal (16x73mm) | Seaton scientifique | 6041 | |
Blanc Delrin couronnes | Seaton scientifique | 4020 | Caps pour les tubes Sceau Facile |
Portoir pour Optiseal Bell-Haut tubes, 8,9 ml | Beckman | 361642 | |
Pilote Hex ½ ouverture inc | Seaton scientifique | 4013 | |
tupe retrait bouchon | Seaton scientifique | 4014 | |
5 ml Pipettes sérologiques | Costar | 4051 | |
Pipetboy | toute | ||
15 pipettes de transfert ml | ISC Bioexpress | P-5005-7 | |
5,8 ml Pipettes de transfert de Dispossable, pointe fine | VWR | 14670-329 | |
15 tubes à centrifuger ml | Falcon | ||
1 ml tubes à centrifuger | toute | ||
Tampon Tris comprimés Saline | Sigma-Aldrich | T5030-100TAB | |
Ultracentrifuger et le rotor | Sorval | 90SE et T-1270 | |
Plaques de 96 puits PCR | Biorad | HSS-9601 | |
50 ml de réactif du réservoir | Costar | 4870 | |
MicroAmp optiques plaque de 96 puits de réaction | Applied Biosystems | N801-0560 | |
Plaque optique couvre | Applied Biosystems | 4333183 | |
Pad MicroAmp compression optique | Applied Biosystems | 4312639 | |
MicrosealUn film | Biorad | MSA-5001 | |
2 tubes à centrifuger ml | Toute | ||
1% des gels d'agarose (E-gel, Invitrogen) | Invitrogen | G-7008-01 | |
E-base (Invitrogen) | Invitrogen | EB-M03 |
EDTA tubes de prélèvement n'importe quelle marque
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