Understanding viral surface antigens conformations is required to evaluate antibody neutralization and guide the design of effective vaccine immunogens. Here we describe a cell-based ELISA assay that allows the study of the recognition of trimeric HIV-1 Env expressed at the surface of transfected cells by specific anti-Env antibodies.
HIV-1 envelope glycoproteins (Env) mediate viral entry into target cells and are essential to the infectious cycle. Understanding how those glycoproteins are able to fuel the fusion process through their conformational changes could lead to the design of better, more effective immunogens for vaccine strategies. Here we describe a cell-based ELISA assay that allows studying the recognition of trimeric HIV-1 Env by monoclonal antibodies. Following expression of HIV-1 trimeric Env at the surface of transfected cells, conformation specific anti-Env antibodies are incubated with the cells. A horseradish peroxidase-conjugated secondary antibody and a simple chemiluminescence reaction are then used to detect bound antibodies. This system is highly flexible and can detect Env conformational changes induced by soluble CD4 or cellular proteins. It requires minimal amount of material and no highly-specialized equipment or know-how. Thus, this technique can be established for medium to high throughput screening of antigens and antibodies, such as newly-isolated antibodies.
Humant immunsviktvirus type 1 (HIV-1) oppføring, mediert av de trimere proanthocyanidiner viral kappeglykoproteiner (konv) er det første trinnet av den smittsomme syklus. Som den eneste synlige viralt antigen presentert på overflaten av virioner, utløser Env trimer nøytraliserende og nonneutralizing antistoffer. Som sådan representerer den en interessant kandidat for vaksine immunogen design. Men vaksinasjonsforsøk med konvolutt i løselig eller rekombinante former fremkalte responser med bare minimal effekt mot mest primære HIV-1-isolater 1-3. Likevel, delvis effekt observert i RV144 vaksineforsøk fire fornyet interesse for HIV-1 konvolutt som en immunogen kandidat. Dette ble bekreftet av en fersk undersøkelse som beskriver at vaksine fremkalte anti-konv antistoffer var tilstrekkelig til å generere en viss grad av beskyttelse mot SIV og HIV utfordrer fem.
Etter å ha blitt syntetisert i endoplasmatiske retikulum, ENV glycoprotei forløperen, gp160, gjennomgår en rekke post-translasjonelle modifikasjoner som er kritiske for sin evne til drivstoff virale fusjonsprosessen. ENV forløper må kaste riktig og advokatfullmektig i trimers før de hugges til sine ekstra-cytoplasmatiske GP120 og transmembrane gp41 subenheter 6-10, med ikke-kovalente interaksjoner opprettholde den gp120-gp41 liaison. Den infiserte cellen maskiner er også ansvarlig for tungt glykosylere konvolutt, som består av ca 50% av den totale massen 11,12. Den resulterende kompleks struktur tillater konvolutt å være konformasjonelt fleksibel 13,14, samtidig som det gir en metastability som er tenkt å tillate konvolutt å tilpasse seg og skjule visse svært immunogene epitoper som ellers ville bli utsatt 15-19, fremhever viktigheten av å bedre forstå de ulike konformasjoner samplet av de innfødte konvolutt trimer.
Hittil har flere teknikker blitt utviklet og brukt til å studere konvolutt conformational lmanges. Men, de varierer i sine begrensninger, blir ofte begrenset til bestemte konv sammenhenger. For eksempel, overflate-plasmonresonans eller Immunoutfellingsunder analyser ved hjelp conformation spesifikke monoklonale antistoffer (mAbs), avhengig enten av monomere oppløselige eller oppløseliggjorte Env-molekyler som er kjent for å være immunogenetically forskjellig fra deres trimere proanthocyanidiner 20,21. Nyere studier tyder også på at cleavage påvirker konv conformations resulterer i eksponeringen av epitoper hovedsakelig anerkjent av nonneutralizing antistoffer 14,22,23.
Her beskriver vi i detalj en fremgangsmåte som tillater rask og enkel bestemmelse av konformasjon av cellulært uttrykt Env-trimerer 18,24-26. Etter transient transfeksjon av Env i en human cellelinje vedheftende binding av env-spesifikke antistoffer blir detektert ved hjelp av en enkel kjemiluminescens reaksjon. Denne teknikken kan også brukes til å karakterisere conformational preferanse for konformasjon-DEPENdent antistoffer. Således gir denne analysen en robust og meget fleksibelt påvisningsmetode.
Denne analysen er optimalisert for å detektere interaksjonen av spesifikke mAbs med HIV-1 trimeric Env uttrykt på celleoverflaten. Når protokollen har blitt etablert, kan den brukes ved middels til høye hastigheter med lave totale materialkostnader og små mengder av antistoffer. Siden denne analysen er transfeksjon basert, kan det lett bli tilpasset for coexpression av cellulære proteiner som CD4 for å studere deres virkninger på konvolutt konformasjon.
Men transfeksjon base av denne…
The authors have nothing to disclose.
Vi takker Dr. James Robinson for hans generøse gaven av A32, 17b, 48d, og C11 mAbs. PGT 121 ble innhentet gjennom NIH AIDS Reagens Program, Division of AIDS, NIAID, NIH (Cat # 12343). Dette arbeidet ble støttet av en Canada Foundation for Innovation Program Leader # 29866, av en CIHR drifts # 257792, av en FRQS Etablering av Young Scientist gi # 24639 til AF og ved en CRCHUM kontinuum stipend samt av en CIHR katalysator stipend # 126630 til AF og MR. AF er mottaker av en FRSQ Chercheur Boursier Junior 1 fellesskap # 24639. MV ble støttet av en CIHR Doktorgrads Award # 291485.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
HOS cells | ATCC | CRL-1543 | |
White Opaque Tissue Culture Plate, 96 well, Flat Bottom | BD | 353296 | |
Polyethylenimine, linear, 25000 MW | Polysciences | 23966 | Prepared in 1mg/ml solution |
Dulbecco's Modified Eagle Medium | Invitrogen | 11995 | |
Goat Anti-Human IgG, Peroxidase Conjugated | Pierce | 31413 | |
Enhanced Chemiluminescence Substrate | PerkinElmer | NEL105001EA | |
TriStar LB 941, Plate Reader | Berthold Technologies |