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Method Article
Quantificare i livelli di HIV-1 RNA nel plasma e sequenziamento singolo HIV-1 genomi di individui con una carica virale al di sotto del limite di rilevabilità (50-75 copie / ml) è difficile. Qui si descrive come estrarre e quantificare l'RNA virale plasmatico usando un test PCR in tempo reale che misura affidabile HIV-1 RNA fino a 0,3 copie / ml e come amplificare genomi virali mediante sequenziamento del genoma unico, da campioni con una carica virale molto bassa.
Amplificando i geni virali e la quantificazione di HIV-1 RNA di HIV-1 individui infetti con una carica virale al di sotto del limite di rilevabilità da test standard (sotto 50-75 copie / ml) è necessario per ottenere informazioni alla dinamica virale e le interazioni ospite del virus in pazienti che naturalmente controllare l'infezione e coloro che sono in terapia antiretrovirale combinata (CART).
Qui si descrivono come amplificare genomi virali da sequenziamento del genoma singolo (il protocollo SGS) 13, 19 e come quantificare con precisione HIV-1 RNA nei pazienti con bassa carica virale (la singola copia saggio (SCA) protocollo) 12, 20.
Il singolo-copia saggio è un real-time PCR con sensibilità a seconda del volume di plasma essere analizzati. Se un singolo genoma del virus viene rilevato in 7 ml di plasma, quindi il numero di copie di RNA è segnalato per essere 0,3 copie / ml. Il test è un test di controllo interno per l'efficienza di estrazione di RNA, e controlli per l'amplificazione del DNA o da possibili contaminazioni. I campioni dei pazienti sono misurati in triplice copia.
Il singolo test di sequenziamento del genoma (SGS), oggi largamente utilizzati e considerati non-lavoro intensivo 3, 7, 12, 14, 15, è un test di diluizione limite, in cui endpoint diluito prodotto cDNA si estende su una da 96 pozzetti piatto. Secondo una distribuzione di Poisson, quando meno di 1 / 3 dei pozzi danno prodotto, c'è una probabilità 80% della risultante prodotto di PCR è di amplificazione da una singola molecola di cDNA. SGS ha il vantaggio sulla clonazione di non essere sottoposto a ricampionamento e di non essere prevenuto mediante PCR-introdotto ricombinazione 19. Tuttavia, il successo di amplificazione di SCA e SGS dipendono dal disegno primer. Entrambi i saggi sono stati sviluppati per l'Hiv-1 sottotipo B, ma può essere adattato per altri sottotipi e in altre regioni del genoma di primer cambiando, sonde, e standard.
1. Estrazione di RNA da grandi volumi di plasma
Una panoramica dei test singola copia (SCA) e il singolo sequenziamento del genoma (SGS) protocollo sono forniti nelle figure 1 e 2.
2. Il test a copia singola
Un piatto da 96 pozzetti contiene 8 campioni di pazienti inclusi sia l'HIV e standard RCA e controlli. Questo protocollo verrà descritto il set-up di un piatto unico.
3. Singolo Genome Sequencing
4. Rappresentante dei risultati:
SCA:
Tutti i comandi devono passare al fine di considerare l'HIV-1 RNA di misura corretta. Se un controllo negativo è positive, la corsa dovrebbe essere ignorato a causa della possibile contaminazione. Al fine di controllare le perdite di RNA durante la fase di estrazione, almeno il 50% della RCA a spillo nel plasma dovrebbero essere recuperati. Se la media RCA è <15.000 copie, il campione non riesce e deve essere ignorata, perché una notevole quantità di RNA avrebbero potuto essere persi durante l'estrazione o altre fasi del protocollo. Ciò si verifica in circa il 10% di tutti i campioni dei pazienti testati probabilmente a causa di alto contenuto di lipidi plasmatici 6. Il recupero del virus RCA ha lo scopo di controllo per la qualità della estrazione e l'efficienza della sintesi del DNA e PCR. Non è utilizzato per correggere per l'HIV dal recupero HIV è probabilmente legato alle immunoglobuline e di altre proteine umane che lo rende leggermente diverso da virus isolati da colture di tessuti. Il recupero della RCA nel nostro laboratorio è stato in media 25.716 + / - 4.057 copie / miscela di reazione, o circa il 95% + / -15% del RNA RCA aggiunto 17. Il (non trascrittasi inversa) NRT controllo viene eseguito in parallelo al fine di testare per l'amplificazione di DNA. Il valore NRT è sottratto da ciascuno dei tre valori di HIV-1 RNA, la media è calcolata e se questo numero è inferiore a zero (l'amplificazione del DNA supera l'amplificazione di RNA), il risultato non e deve essere ignorata perché del rischio di amplificazione del DNA piuttosto che da RNA. Se l'HIV-1 RNA è solo amplificato da 1 / 3 pozzi, una nuova misurazione il campione si consiglia di assicurarsi che l'amplificazione è vero per il campione vero di essere analizzati e non a causa di un possibile contaminante.
Se tutti i controlli passano, la media di HIV-1 numero di copie di RNA nel plasma può essere calcolato.
Esempio 1: se la media di HIV-1 numero di copie è zero, il limite di rilevabilità è calcolato in base al volume del plasma analizzato. Per fare un esempio, diciamo 7 ml di plasma è stato analizzato. La più piccola quantità di RNA che avrebbero potuto essere rilevati con questo test sarebbe stato 1 copia in uno dei pozzi e 0 copie negli altri due pozzi con una media di 0,33 copie per bene. Il numero medio di copia deve poi essere moltiplicato per un fattore pari a 5,5 per arrivare al numero di copie totali nel eluizione RNA (vi è di 10 ul di ogni bene, ma il volume di eluizione totale era di 55 ul). Il limite inferiore di rilevamento è quindi: 5,5 x 0,33 copie diviso per 7 ml = 1.83 / 7 = 0,3 copie / ml. La concentrazione di HIV-1 RNA nel plasma in questo esempio è stato <0,3 copie / ml.
Esempio 2: HIV-1 RNA è rilevabile. L'RNA è stato estratto da 7 ml di plasma. Il numero di copie medio di HIV-1 RNA per pozzetto è calcolato per essere 2,0 copie per bene. Poi il numero di copie medio per ml di plasma è di 5,5 x 2,0 copie / 7 ml = 1,6 HIV-1 RNA / ml di plasma.
Un foglio di modello di Excel utilizzato per calcolare il numero di copie possono essere scaricati dal sito web.
SGS:
Se uno dei controlli negativi è positivo il percorso dovrebbe essere ignorato a causa della possibile contaminazione. Il numero di prodotti da ogni corsa dipende dalla carica virale in ogni campione e la condizione del campione. Nella nostra esperienza un sacco di lipidi nel plasma o cellule si riducono le possibilità di ottenere dei prodotti. Memorizzazione di condizioni e di congelamento e scongelamento prima del campione influenzerà anche il recupero di RNA notevolmente. In generale, quando si lavora con campioni con carica virale sotto le 50 copie / ml, il prodotto (bande su gel), è prevedibile in circa 1 / 3 -1 / 2 dei campioni trattati. A seconda dei fattori di cui sopra, 1-5 bande per piastra deve essere considerato un buon risultato a causa del basso carico virale in questi pazienti.
sintesi del DNA (RT Cocktail / reazione cDNA) | 1 di reazione | Nessun trascrittasi inversa (NRT) cocktail / reazione cDNA (1 di reazione) |
Molecolari di grado H 2 O | 8,1 ul | 8,2 ul |
25 mM MgCl 2 | 6 ul | 6 ul |
25 mM dNTP | 0,6 ul | 0,6 ul |
100 mM DTT | 0,2 ul | 0,2 ul |
Esameri casuali (0,1 ug / ul) | 1,5 ul | 1,5 ul |
10X TaqMan tampone A | 3,0 ul | 3,0 ul |
Rnasin (40 U / uL) | 0,5 ul | 0,5 ul |
Strategene RT (200 U / ul) | 0,1 ul | Non aggiungere |
Totale | 20 ul | 20 ul |
Campione di RNA | 10 ul | 10 ul |
Volume totale | 30 ul | 30 ul |
Tabella 1. Reazione MixtUres per la sintesi del DNA in analisi a copia singola.
PCR Master Mix | 1 di reazione | Primer |
H 2 O | 15,1 ul | HIV Forward primer 5'-CATGTTTTCAGCATTATCAGAAGGA-3 ' |
10X PCR buffer Oro | 2,0 ul | HIV Primer inversione 5'-TGCTTGATGTCCCCCCACT-3 ' |
25 mM MgCl 2 | 2,0 ul | HIV-Probe5'FAM CCACCCCACAAGATTTAAACACCATGCTAA TAMRA-3 ' |
* Primer Forward (100 um) | 0,3 ul | |
* Primer Reverse (100 um) | 0,3 ul | RCA avanti Primer5'-GTCAATAGAGAGAGGGATGGACAAA-3 ' |
* Sonda (100 um) | 0,05 ul | RCA Reverse Primer5'-TCCACAAGTGTAGCAGAGCCC-3 ' |
TaqGold (5 U / ul) | 0,25 ul | RCA sonda 5'FAM-TGGGTCGGGTGGTCGTGCC TAMRA-3 ' |
Totale | 20,0 ul |
Tabella 2. PCR master mix e primer per analisi a copia singola.
cDNA cocktail / cDNA reazioni | 1 RNA campione | In primo luogo PCR cocktail | 1 piastra (75 reazioni) | Nested PCR cocktail | 1 piastra (75 reazioni) |
10X RT buffer (Invitrogen) | 10 ul | 10X PCR buffer (Invitrogen) | 75 ul | 10X PCR buffer di | 150 ul |
25 mM MgCl 2 | 20 ul | 50 mM MgSO 4 | 30 ul | 50 mM MgSO 4 | 60 ul |
0.1M DTT | 1 ul | 10 mM dNTP | 15 ul | 10 mM dNTP | 30 ul |
RNasi-free acqua | 17,5 ul | 50 primer uM (bis) | 3 ul | 50 primer uM (bis) | 6 ul |
RNAsi-Out (Invitrogen) | 1 ul | Platinum Taq Hi Fi enzima (Invitrogen) | 6 ul | Platinum Taq Hi Fi enzima (Invitrogen) | 12 ul |
Apice III (200 U / ul) (Invitrogen) | 0,5 ul | Molecolari acqua di grado | Ul 468 | Molecolari acqua di grado | 1086 ul |
Tabella 1. CDNA e miscele PCR per Genome Sequencing unico.
P6-1 RT PCR programma | Busta 1 PCR programma |
1. 94 ° C per 2 minuti | 1. 94 ° C per 2 minuti |
2. 94 ° C per 30 secondi | 2 0,94 ° C per 30 secondi |
2 0,94 ° C per 30 secondi | 3. 52 ° C per 30 secondi |
4. 72 ° C per 1 minuto e 30 secondi | 4. 72 ° C per 1 minuto |
5. Vai alla # 2, 44 cicli | 5. Vai alla # 2, 44 cicli |
6. 72 ° C per 3 minuti | 6. 72 ° C per 3 minuti |
7. 4 ° C tenere | 7. 4 ° C tenere |
P6-RT 2 PCR programma | Env 2 PCR programma |
1. 94 ° C per 2 minuti | 1. 94 ° C per 2 minuti |
2. 94 ° C per 30 secondi | 2. 94 ° C per 30 secondi |
3. 55 ° C per 30 secondi | 3. 56 ° C per 30 secondi |
4. 72 ° C per 1 minuto | 4. 72 ° C per 45 secondi |
5. Vai alla # 1, 40 (41 cicli in totale) | 5. Vai alla # 1, 40 (41 cicli in totale) |
6. 72 ° C per 3 minuti | 6. 72 ° C per 3 minuti |
7. 4 ° C tenere | 7. 4 ° C tenere |
Tabella 4. Termociclatore condizioni per il singolo test Genome Sequencing.
Reazione | Primer | Sequenza |
P6-RT cDNA | 3500 - | 5 'CTATTAAGTATTTTGATGGGTCATAA 3' |
cDNA 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 sequenziamento | 2030 + | 5'TGTTGGAAATGTGGAAAGGAAGGAC 3 ' |
P6-RT sequenziamento | 2600 + | 5'ATGGCCCAAAAGTTAAACAATGGC3 ' |
P6-RT sequenziamento | 2610 - | 5'TTCTTCTGTCAATGGCCATTGTTTAAC3 ' |
P6-RT sequenziamento | 3330 - | 5'TTGCCCAATTCAATTTTCCCACTAA 3 ' |
env sequenziamento | E30 + | 5'GTGTACCCACAGACCCCAGCCCACAAG3 ' |
env sequenziamento | E125- | 5'CAATTTCTGGGTCCCCTCCTGAGG 3 ' |
Primer Tabella 5. Per il singolo test Genome Sequencing.
Figura 1. Panoramica del Genome Sequencing Assay Singe (SGS).
Figura 2. Panoramica del saggio a copia singola (SCA).
Figura 3. Piastra set-up per l'analisi a copia singola.
Figura 4. Schermata da ABI 7700. A. mostra il virus HIV-1 RNA con curva standard campioni di pazienti e B. mostrando curva standard RCA con campioni di pazienti a spillo.
HIV-1 individui infetti in trattamento antiretrovirale combinata (CART) o che naturalmente controllare l'infezione hanno carica virale molto bassa, in genere circa 1 copia per ml di plasma 4, 11, 12, 17, 18. Carica virale nei pazienti con controllo naturale, spesso oscillare intorno ad un singolo set di punto 1, 2, 17. La sensibilità del test è descritto nel presente documento dipende in larga misura il volume di ingresso di plasma. In generale, abbiamo lavorato con 7 ml di plasma, ma i risul...
Nessun conflitto di interessi dichiarati.
Gli autori desiderano ringraziare i pazienti che hanno partecipato a numerosi studi di HIV-1.
JMC era un professore di ricerca della American Cancer Society con il sostegno della Fondazione FM Kirby.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome del reagente | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
Esameri random (500 ug / ml) | Promega | C118A | |
Taqman tampone A | Applied Biosystems | 4304441 | |
RNAsin (40 U / ul) | Promega | N211B | |
RT enzima (200 U / ul) | Strategene | 600107-51 | |
AmpliTaq Gold DNA polimerasi | Applied Biosystems | 4311814 | 6-Pack |
AmpliTaq 10XGold tampone PCR II | Applied Biosystems | 4311814 | viene fornito con l'enzima |
Magnesiumcloride 25 mM | Applied Biosystems | 4311814 | viene fornito con l'enzima |
1M Tris-HCl, pH 8,0, 5 mM | Invitrogen | AM9855G | |
Apice III enzima trascrittasi inversa, 200 U / ul | Invitrogen | 18080-044 | |
Apice III tampone 10X | Invitrogen | viene fornito con l'enzima | |
DTT 100 mM | Invitrogen | viene fornito con l'enzima | |
Platinum Taq DNA polimerasi ad alta fedeltà 5 U / ul | Invitrogen | 11304-102 | |
10X High Fidelity PCR Buffer | Invitrogen | 11304-102 | viene fornito con l'enzima |
Proteinasi K-20 mg / ml | Ambion | 2546 | |
Guanidinio soluzione Tiocianato 6M | FlukaBiochemica | 50983 | |
Glicogeno 20 mg / ml | Roche | 10901393001 | |
Isopropanolo | Sigma-Aldrich | 19516 | |
Etanolo al 70% | Sigma-Aldrich | E702-3 | |
Molecolare acqua grado | Gibco / Invitrogen | 10977-015 | |
dNTPs (25 mmol ognuno) | Bioline | BIO-39025 |
Nome del Euipment | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
Facile Seal provette da centrifuga (16x73mm) | Seaton scientifico | 6041 | |
Bianco Delrin corone | Seaton scientifico | 4020 | Tappi per le Tubi Seal Facile |
Rack tubo per Optiseal Bell-Top Tubi, 8,9 ml | Beckman | 361642 | |
Hex conducente ½ apertura inc | Seaton scientifico | 4013 | |
Tappo rimozione TUPE | Seaton scientifico | 4014 | |
5 ml pipette sierologiche | Costar | 4051 | |
Pipetboy | qualsiasi | ||
15 ml di trasferimento pipette | ISC Bioexpress | P-5005-7 | |
5,8 ml di pipette di trasferimento Dispossable, punta fine | VWR | 14670-329 | |
Provette da 15 ml per centrifuga | Falco | ||
1 ml centrifuga tubi | qualsiasi | ||
Tampone Tris compresse Saline | Sigma-Aldrich | T5030-100TAB | |
Ultracentrifuga e rotore | Sorval | 90SE e T-1270 | |
96-PCR e piastre | Biorad | HSS-9601 | |
50 ml di Reagente serbatoio | Costar | 4870 | |
Microampere ottico 96-pozzetti di reazione | Applied Biosystems | N801-0560 | |
Piatto ottico copre | Applied Biosystems | 4333183 | |
MicroAmp Pad compressione ottica | Applied Biosystems | 4312639 | |
MicrosealUn film | Biorad | MSA-5001 | |
2 ml centrifuga tubi | Qualsiasi | ||
1% gel di agarosio (E-gel, Invitrogen) | Invitrogen | G-7008-01 | |
E-base (Invitrogen) | Invitrogen | EB-M03 |
EDTA tubi di raccolta di qualsiasi marca
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