Name: a step-by-step method to detect neutralizing antibodies against aav using a colorimetric cell-based assay
Uploaded: 2021-12-07T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Step-By-Step Method to Detect Neutralizing Antibodies Against AAV using a Colorimetric Cell-Based Assay at JoVE.com

Cette étude a été financée par une subvention de projet du Conseil national de la santé et de la recherche médicale à JRM et CJT (ID 1163732) et en partie par le programme de soutien à l’infrastructure opérationnelle du gouvernement victorien. SB est soutenu par une bourse de doctorat conjointe baker Heart and Diabetes Institute-La Trobe University. KLW est soutenu par la Shine On Foundation et une future bourse Future Leader de la National Heart Foundation of Australia (ID 102539). JRM est soutenu par une bourse de recherche principale du Conseil national de la santé et de la recherche médicale (ID 1078985).

Tous les aspects des soins et de l’expérimentation animale ont été menés conformément aux lignes directrices du Florey Institute of Neuroscience and Mental Health et au Code australien pour le soin et l’utilisation des animaux à des fins scientifiques suivant la référence25. Des brebis mérinos âgées de 1,5 à 3 ans ont été utilisées pour l’étude. Un aperçu schématique du protocole d’essai est fourni à la figure 1.
<p class="jove_content" ...

Ce rapport décrit un test colorimétrique qui évalue l’étendue de la neutralisation de l’AAV dans un échantillon de sérum donné en évaluant une réaction chromogène correspondant au degré de transduction virale in vitro. Le développement du protocole était basé sur la réaction chromogène connue entre l’enzyme phosphatase alcaline et nbT / BCIP, qui a été largement utilisée comme outil de coloration pour la détection de cibles protéiques dans des applications telles que l’immunohistochi...

Les virus adéno-associés (AAV) sont de plus en plus utilisés comme vecteurs pour l’administration de thérapies géniques à des traitements d’essai pour divers problèmes de santé qui ont un impact sur les systèmes cardiovasculaire, pulmonaire, circulatoire, oculaire et nerveux central1,2,3,4,5. La popularité des vecteurs AAV en tant que plate-forme de thérapie génique de premier plan découle de leur profil d’innocuité positif, de leur expression transgénique à long terme et de leurs tropismes spécifiques aux tissus1,6. Les résultats positifs des études animales ont ouvert la voie à plus de cinquante essais cliniques de thérapie génique AAV qui ont atteint avec succès leurs critères d’efficacité7, ainsi qu’à la sortie du premier médicament de thérapie génique AAV disponible dans le commerce approuvé par la Food and Drug Administration des États-Unis8. Après les premiers succès, l’AAV a continué de gagner du terrain dans les secteurs de la recherche fondamentale et clinique en tant que vecteur de choix et est actuellement la seule thérapie génique in vivo approuvée pour une utilisation clinique aux États-Unis et en Europe9. Néanmoins, la présence d’anticorps neutralisants préexistants (NAbs) contre les capsides vectorielles AAV reste un obstacle à la recherche préclinique et à l’efficacité des essais cliniques. Les NAbs sont présents dans les populations humaines et animales naïves et inhibent la transduction des gènes après l’administration in vivo d’un vecteur AAV1. La séropositivité à l’AAV est un critère d’exclusion pour la plupart des essais de thérapie génique et, par conséquent, le dépistage préliminaire de l’immunité de l’hôte est crucial en laboratoire et en clinique. L’établissement d’un test capable de détecter la présence de NAbs contre l’AAV est une étape essentielle dans le pipeline de tout projet de recherche basé sur la thérapie génique AAV. Ce rapport se concentre sur AAV6 qui a intéressé les chercheurs en raison de sa transduction efficace et sélective dans les muscles striés (cœur et muscle squelettique)1,10,11,12. La thérapie génique est considérée comme une stratégie prometteuse pour cibler le cœur, car il est difficile de cibler spécifiquement le cœur sans procédures invasives à cœur ouvert.
L’activité neutralisante est généralement déterminée à l’aide d’un test d’inhibition de la transduction in vitro ou in vivo à base de cellules. In vivo Les tests NAb impliquent généralement l’administration de sérum d’un sujet testé (par exemple, humain ou gros animal) à des souris, suivie d’un AAV avec un gène rapporteur, suivi d’un test d’expression du gène rapporteur ou de l’antigène correspondant. Les essais in vitro déterminent les titres de NAb en incubant du sérum ou du plasma d’un humain ou d’un gros animal dans des dilutions en série avec un AAV recombinant (rAAV) qui exprime un gène rapporteur. Les cellules sont infectées par le mélange sérum/virus, et la mesure dans laquelle l’expression du gène rapporteur est inhibée est évaluée par rapport aux témoins. Les tests in vitro sont largement utilisés pour le dépistage du NAb en raison de leur coût comparativement inférieur, de la rapidité des tests et de la plus grande capacité de normalisation et de validation13,14 par rapport aux essais in vivo. On rapporte souvent que les essais in vivo ont une plus grande sensibilité15,16, mais la même allégation a été faite concernant les essais in vitro14,17.
À ce jour, les tests NAb in vitro ont principalement utilisé la luminescence (luciférase) comme gène rapporteur pour détecter la neutralisation. Bien qu’une méthode basée sur la lumière ait du mérite dans de nombreux contextes, un test colorimétrique / chromogène NAb peut être avantageux dans certaines circonstances. Des tests colorimétriques pour évaluer la neutralisation ont été utilisés avec succès pour d’autres virus tels que la grippe et l’adénovirus18,19. Leur attrait provient de leur simplicité, de leur coût inférieur et de l’exigence de ne disposer que d’appareils et d’outils de laboratoire quotidiens20. Les tests NAb qui utilisent un gène rapporteur basé sur la luminescence nécessitent des kits de substrat coûteux, un luminomètre et un logiciel correspondant pour l’analyse21. Ce test colorimétrique a l’avantage de ne nécessiter qu’un microscope optique et un substrat très bon marché. La déclaration de la sensibilité des tests colorimétriques par rapport aux tests luminescents a donné des résultats contradictoires. Une étude a suggéré que les tests ELISA basés sur la luminescence présentent une plus grande sensibilité et une reproductibilité comparable aux tests colorimétriques22, tandis qu’une autre a révélé que les tests ELISA basés sur la colorimétrie conféraient une plus grande sensibilité23. Ici, un protocole détaillé pour un test NAb in vitro contre l’AAV qui utilise la réaction chromogène entre un AAV codant pour un gène rapporteur de phosphatase alcaline (AP) et un substrat de tétrazolium bleu nitro / 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate (NBT / BCIP) est fourni. Ce protocole étape par étape a été développé sur la base d’un rapport précédent qui utilisait un gène rapporteur hPLAP (phosphatase alcaline placentaire humaine) (AAV6-hPLAP) pour détecter l’activité neutralisante contre AAV24. Ce test est rentable, rapide, facile à configurer et nécessite un minimum de compétences techniques, d’équipement de laboratoire et de réactifs. De plus, la simplicité de ce test lui donne le potentiel d’être optimisé pour de larges applications sur différents types de cellules, de tissus ou de sérotypes viraux.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.05% Trypsin/EDTA</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25300-054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL conical centrifuge tube</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>14-432-22</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75 cm2 square flasks</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>353136</td>
			<td>Or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well flat bottomed plate</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>353072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AAV6-CMV-hPLAP Vector</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Muscle Research &#38; Therapeutics Lab (University of Melbourne, Australia) AAV6-CMV-hPLAP can be provided upon request.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminium foil</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-AAV6 (intact particle) mouse monoclonal antibody, (ADK6)</td>
			<td>PROGEN</td>
			<td>610159</td>
			<td>Positive control monoclonal antibody</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BCIP/NBT</td>
			<td>SIGMAFAST</td>
			<td>B5655</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell and tissue culture safety cabinet</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electronic Pipette</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>5 &#38; 10 mL stripette inserts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10099-141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Haemocytometer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High glucose Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11965118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HT1080 cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Freely available: https://imagej.nih.gov/ij/download.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>37 &#176;C, 5% CO2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light microscope with camera</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Capable of taking photos with a 4x objective lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oven</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For a 65 &#176;C incubation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>MERCK</td>
			<td>30525-89-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin Streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettes and tips</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>20 &#956;L, 200 &#956;L &#38; 1 mL single pipettes and tips &#38; 200 &#956;L multichannel pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stericup quick release filter</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>S2GPU10RE</td>
			<td>Used for combining media reagents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8154</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VACUETTE TUBE 8 ml CAT Serum Separator Clot Activator</td>
			<td>Greiner BIO-ONE</td>
			<td>455071</td>
			<td>Used for serum collection &#38; processing from sheep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a step-by-step method to detect neutralizing antibodies against aav using a colorimetric cell-based assay

Les virus adéno-associés recombinants (rAAV) se sont avérés être un vecteur sûr et efficace pour le transfert de matériel génétique afin de traiter divers problèmes de santé en laboratoire et en clinique. Cependant, les anticorps neutralisants préexistants (NAbs) contre les capsides AAV posent un défi permanent pour l’administration réussie de thérapies géniques à la fois dans les grands modèles expérimentaux animaux et dans les populations humaines. Un dépistage préliminaire de l’immunité de l’hôte contre l’AAV est nécessaire pour assurer l’efficacité des thérapies géniques à base d’AAV en tant qu’outil de recherche et en tant qu’agent thérapeutique cliniquement viable. Ce protocole décrit un test colorimétrique in vitro pour détecter les facteurs neutralisants contre le sérotype 6 de l’AAV (AAV6). Le test utilise la réaction entre un AAV codant pour un gène rapporteur de phosphatase alcaline (AP) et son substrat NBT / BCIP, qui génère une tache violette quantifiable insoluble lors de la combinaison. 
Dans ce protocole, les échantillons de sérum sont combinés avec un AAV exprimant l’AP et incubés pour permettre une activité neutralisante potentielle. Le mélange de sérum viral est ensuite ajouté aux cellules pour permettre la transduction virale de tous les AAV qui n’ont pas été neutralisés. Le substrat NBT/BCIP est ajouté et subit une réaction chromogène, correspondant à la transduction virale et à l’activité neutralisante. La proportion de surface colorée est quantifiée à l’aide d’un outil logiciel gratuit pour générer des titres neutralisants. Ce test montre une forte corrélation positive entre la coloration et la concentration virale. L’évaluation d’échantillons de sérum de moutons avant et après l’administration d’un AAV6 recombinant a entraîné une augmentation spectaculaire de l’activité neutralisante (augmentation de 125 à >10 000 fois). Le test a montré une sensibilité adéquate pour détecter l’activité neutralisante dans >1:32 000 dilutions sériques. Ce test fournit une méthode simple, rapide et rentable pour détecter les NAbs contre les AAV.

Test de transduction pour établir le dosage viral optimal pour la couverture des plaques Les cellules HT1080, une lignée cellulaire de fibrosarcome bien établie, ont été sélectionnées pour ce test. Une concentration de 1 x 104 cellules HT1080 / puits a fourni ~ 50% de confluence cellulaire dans chaque puits d’une plaque de 96 puits. Pour déterminer la concentration virale optimale pour le dosage, un rAAV codant pour un gène rapporteur hPLAP (phosphatase alcaline placentaire humai...

Watch this Scientific Journal Video about A Step-By-Step Method to Detect Neutralizing Antibodies Against AAV using a Colorimetric Cell-Based Assay at JoVE.com

A Step-By-Step Method to Detect Neutralizing Antibodies Against AAV using a Colorimetric Cell-Based Assay

Un protocole de laboratoire complet et un flux de travail d’analyse sont décrits pour un test colorimétrique rapide, rentable et simple basé sur les cellules afin de détecter les éléments neutralisants contre AAV6.

Une méthode étape par étape pour détecter les anticorps neutralisants contre l’AAV à l’aide d’un test colorimétrique à base de cellules

Recombinant adeno-associated viruses (rAAV) have proven to be a safe and successful vector for transferring genetic material to treat various health ...

Les anticorps préexistants qui neutralisent l’AAV constituent un obstacle à l’avancement des thérapies géniques de l’AAV. Ce test est un outil de dépistage pour détecter les anticorps neutralisants contre l’AAV. Le principal avantage est qu’il est rentable, rapide, facile à configurer et nécessite un minimum de compétences techniques, d’équipement de laboratoire et de réactifs.Commencez à plaquer les cellules HT1080 le premier jour en diluant les cellules à une concentration de 1 x 10 à la cinquième cellule par millilitre dans un milieu DMEM complet préchauffé. Ensuite, ensemencez 100 microlitres de cellules par puits dans des plaques claires à fond plat de 96 puits jusqu’à la concentration de 1 x 10 à la quatrième cellule par puits. Incuber la plaque à 37 degrés Celsius avec 5% de dioxyde de carbone pendant la nuit pendant 16 à 22 heures.Le deuxième jour, générez des dilutions en série des échantillons de sérum d’intérêt dans des tubes de microcentrifugation de 1,5 millilitre à l’aide de DMEM complet préchauffé. À chaque tube contenant des échantillons de sérum dilués, ajoutez 66 microlitres du 7,5x10 aux six génomes viraux par solution de travail de microlitre de virus. Mélanger la dilution sérique du virus par pipetage, puis placer les tubes contenant les mélanges de sérum du virus dans un incubateur à 37 degrés Celsius avec 5% de dioxyde de carbone pendant 30 minutes pour permettre la neutralisation potentielle.Après 30 minutes, pipettez 100 microlitres du mélange de sérum viral dans chaque puits de la plaque de 96 puits contenant 1x10 à la quatrième cellule par puits, puis enveloppez la plaque dans une feuille pour la placer dans un incubateur à 37 degrés Celsius avec 5% de dioxyde de carbone pendant la nuit pendant 16 à 24 heures. Le troisième jour, aspirez le média des puits de la plaque de 96 puits à l’aide d’un aspirateur à hotte sans perturber les cellules adhérentes et ajoutez 50 microlitres de paraformaldéhyde à 4% à chaque puits. Après avoir enveloppé la plaque dans du papier d’aluminium, laissez-la pendant 10 minutes à température ambiante.Plus tard, lavez et aspirez les cellules deux fois avec 200 microlitres de PBS à température ambiante. Après le deuxième lavage, pipettez 200 microlitres de PBS préchauffé dans chaque puits et enveloppez la plaque dans une feuille suivie d’une incubation à 65 degrés Celsius pendant 90 minutes pour dénaturer l’activité endogène de la phosphatase alcaline, après incubation à 50 microlitres du BCIP/NBT dissous fraîchement préparé dans chaque puits et incuber les plaques enveloppées à température ambiante pendant deux à 24 heures. Plus tard, prenez des photos de chaque puits à l’aide d’un objectif 4X dans un appareil photo de microscope optique, en assurant l’utilisation cohérente de la même exposition, de l’équilibrage des blancs et des mêmes paramètres de lumière pour tous les tests.Pour analyser l’image dans ImageJ, sélectionnez le fichier et cliquez sur Ouvrir. Pour les images colorées, convertissez-les en échelle de gris en sélectionnant les onglets Image, Type et 8 bits dans l’ordre. Ensuite, allez dans l’onglet Image et sélectionnez Ajuster et Seuil pour modifier le seuil jusqu’à ce que toutes les zones colorées soient colorées et rouges, mais pas l’arrière-plan.cliquez sur Analyser et définir les mesures et cochez les cases Zone, Fraction de surface, Limite au seuil et Étiquette d’affichage avant d’appuyer sur OK.To déterminer la lecture du signal d’un puits donné, cliquez sur Analyser et mesurer afin que la colonne de pourcentage de la fenêtre contextuelle affiche la lecture du signal. L’étude a établi le dosage viral optimal en ajoutant le gène rapporteur AAV6-hPLAP dans les cellules à une gamme de concentrations du génome viral. Une multiplicité d’infection de 15 000 a conféré une coloration de plaque de 36% et a été sélectionnée comme dosage viral optimal.L’analyse représentative montre la corrélation entre la coloration et les multiplicités d’infection. La concentration testée la plus élevée qui n’a pas affecté la corrélation linéaire entre la coloration et la concentration virale a été obtenue. L’étude de l’activité neutralisante sur un anticorps monoclonal anti-AAV6 contre le virus adéno-associé ou AAV6 à la dilution log 10 a montré une inhibition de 50% de la transduction AAV6 ou TI50 à une concentration de 10 nanogrammes par millilitre.Dans le test d’anticorps neutralisants ou de NAb, le degré de neutralisation de l’AAV variait au sein de la population d’échantillons naïfs avec des valeurs de titre TI50 allant de 1/2 à 1/80. Les résultats du test ont indiqué que les valeurs du titre TI50 d’inhibition de l’AAV avant l’administration de l’AAV variaient de 1/4 à 1/80. Après l’administration de l’AAV, le titre TI50 est passé entre 1/2000 et plus de 1/32 000, ce qui démontre un net contraste dans les valeurs de titre entre l’administration pré-AAV et post-AAV.Lors de la prise de photos des puits, il est important d’utiliser systématiquement les mêmes réglages de microscope tout au long de l’essai et de s’assurer que les photos sont prises directement au centre des puits.

Research

JoVE Journal

Biology

A Step-by-step Method for the Reconstitution of an ABC Transporter into Nanodisc Lipid Particles

Une méthode étape par étape pour la reconstitution d&#39;un transporteur ABC dans des particules lipidiques Nanodisc

The nanodisc is a discoidal particle (~ 10-12 nm large) that trap membrane proteins into a small patch of phospholipid bilayer. The nanodisc is a ...

Recherche

Biologie

Conversion of a Capture ELISA to a Luminex xMAP Assay using a Multiplex Antibody Screening Method

Conversion d&#39;un test ELISA de capture à un test Luminex xMAP utilisant une méthode de dépistage d&#39;anticorps Multiplex

The enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) has long been the primary tool for detection of analytes of interest in biological samples for both life ...

Using Coculture to Detect Chemically Mediated Interspecies Interactions

Utilisation de co-culture pour détecter les interactions interspécifiques par voie chimique

In nature, bacteria rarely exist in isolation; they are instead surrounded by a diverse array of other microorganisms that alter the local environment by ...

Analysis of Apoptosis in Zebrafish Embryos by Whole-mount Immunofluorescence to Detect Activated Caspase 3

Analyse de l&#39;apoptose dans embryons de poissons zèbres par Whole montage immunofluorescence pour détecter caspase 3

Whole-mount immunofluorescence to detect activated Caspase 3 (Casp3 assay) is useful to identify cells undergoing either intrinsic or extrinsic apoptosis ...

A Method for Screening and Validation of Resistant Mutations Against Kinase Inhibitors

Un procédé de criblage et de validation des mutations de résistance aux inhibiteurs de kinase

The discovery of BCR/ABL as a driver oncogene in chronic myeloid leukemia (CML) resulted in the development of Imatinib, which, in fact, demonstrated the ...

A Method for Selecting Structure-switching Aptamers Applied to a Colorimetric Gold Nanoparticle Assay

Une méthode de sélection aptamères Structure commutation Appliqué à un colorimétrique Or nanoparticules Assay

Small molecules provide rich targets for biosensing applications due to their physiological implications as biomarkers of various aspects of human health ...

Colorimetric Detection of Bacteria Using Litmus Test

Détection colorimétrique de bactéries à l&#39;aide de test Litmus

There are increasing demands for simple but still effective methods that can be used to detect specific pathogens for point-of-care or field applications. ...

A Quantitative Dot Blot Assay for AAV Titration and Its Use for Functional Assessment of the Adeno-associated Virus Assembly-activating Proteins

Un essai de tache de Dot Quantitative pour AAV titrage et son utilisation pour l’évaluation fonctionnelle de l’Adeno-associated Virus activation Assemblée protéines

While adeno-associated virus (AAV) is widely accepted as an attractive vector for gene therapy, it also serves as a model virus for understanding virus ...

A Step-by-Step Guide to Mosquito Electroantennography

Un guide étape par étape de l’électroanténnographie des moustiques

Female mosquitoes are the deadliest animals on earth, claiming the lives of more than 1 million people every year due to pathogens they transmit when ...