Summary

Разработка IFN-γ ELISPOT Пробирной для оценки вирусом ветряной оспы конкретных клеточный иммунитет Вслед пуповинной крови трансплантации

Published: July 09, 2014
doi:

Summary

Новые поколения функциональных анализов, таких как гамма-интерферона (IFN-γ) ELISpot, которые обнаруживают продукцию цитокинов на уровне одной клетки и обеспечить как количественную и качественную характеристику Т-клеточные ответы могут быть использованы для оценки клеточно-опосредованные иммунные реакции, направленные против ветряной оспы вирус (VZV).

Abstract

Вирус ветряной оспы (ВВО) является одной из основных причин заболеваемости и смертности следующей пупочной трансплантации пуповинной крови (UCBT). По этой причине, противогерпетической профилактика администрируется систематически педиатрических получателей UCBT для предотвращения осложнений, связанных с VZV инфекции, но нет сильного и основанных на доказательствах мнение, что определяет его оптимальную продолжительность. Поскольку T клеточный иммунитет отвечает за контроль VZV-инфекции, оценка VZV воссоздание конкретных ответов Т-клеток следующее UCBT может обеспечить индикацию относительно того, профилактика должна быть сохранена или может быть прекращено. С этой целью VZV специфический гамма-интерферон (IFN-γ) фермент-связанный ImmunoSpot (ELISpot) был разработан анализ для характеристики производства IFN-γ Т-лимфоцитами в ответ на стимуляцию в пробирке с облучаемой живой аттенуированной вакцины VZV. Этот препарат обеспечивает быстрое, воспроизводимое и чувствительное измерение VZV конкретного слокоть иммунитет подходящий для мониторинга воссоздание VZV специфического иммунитета в клинических условиях и оценки иммунологическую реактивность к ВВЗ антигенов.

Introduction

Сначала выполненный в 1989 году, UCBT все шире используется как часть лечении различных опухолевых и неопухолевых заболеваний крови у детей 1. ВВО является цитопатический человеком alphaherpesvirus который вызывает два различных заболеваний, ветряной оспой (после первичного инфицирования) и опоясывающий лишай (после реактивации). После первичной инфекции, ВВО сохраняется в течение всей жизни хозяина защищенном пределах чувствительных нервов ганглиях задних корешков. Одним из наиболее опасных инфекционных осложнений после UCBT связан с VZV 2-4. В нашем клиническом центре, в отсутствии VZV профилактики, кумулятивное падение заболевания VZV болезни VZV на 3 года postUCBT составила 46% 2. У этих больных, заново инфекция или реактивация ВВЗ часто ассоциируется с висцеральной распространения в центральной нервной системе, легких и печени 5-7. В результате, ацикловир, валацикловир или фамцикловир профилактика обычно управляются с UBПолучатели CT 8,9. Однако, эта стратегия лечение не принимать во внимание защитный потенциал VZV специфических Т-лимфоциты или кинетики воссоздания VZV конкретных ответов Т-клеток. Потенциальные проблемы, связанные с расширением использования долгосрочных противогерпетических профилактики включают) избыточного лечения пациентов; б) развитие устойчивость к противовирусным препаратам 10,11; и в) нарушение VZV специфического иммунного восстановления 12,13. Поскольку обнаружение функциональных VZV специфических Т-лимфоцитов коррелирует с наличием долгосрочного защиты от VZV-инфекции и улучшению клинического исхода 4,14,15, мониторинг клеточно-опосредованный иммунный ответ, направленные против VZV в течение периода после трансплантации может привести к более рациональному использованию противовирусных лечение, позволяя практикующих врачей, чтобы отличить пациентов, которые больше всего выигрывают от ВВЗ профилактика от тех, чья иммунная система способна контролировать VZV репликации 4,13.

ИФН-γ ELISpot анализ широко используется для мониторинга клеточных опосредованных иммунных реакций в различных экспериментальных систем и клинических условиях. Пятна образуются после расщепления хромогенного субстрата, создавая видимый осадок и стабильной в месте реакции. Каждый человек место, таким образом, представляет собой след отдельного цитокинов производящих клетки. IFN-γ ELISpot не только измеряет способность отдельных клеток экс виво для получения IFN-γ в ответ на стимуляцию в пробирке с антигеном, но она также обеспечивает оценку частоты реагирует клетки в данной популяции клеток 16,17. В дополнение к своей высокой чувствительности, IFN-γ ELISpot проста для выполнения, что делает возможным его использование в контексте персональной клинических протоколов, направленных на руководящих инициирование или прекращение противовирусного лечения. Процедура подробно описаны ниже описания тогоэс анализ ELISpot, которая специально предназначена для обнаружения и измерения производство IFN-γ на мононуклеарных клеток периферической крови после стимуляции в пробирке с ВВО, полученных антигенов.

Protocol

Этот протокол исследования был одобрен Советом по Институциональная Этика рассмотрению CHU Sainte-Justine, Монреаль, Квебек, Канада, где проводилось исследование. Информированное согласие было запрошено и получено от всех участников исследования, их родителей или законных опекунов. Все проц?…

Representative Results

IFN-γ ELISpot протокол описано выше был разработан и оптимизирован в нашей лаборатории, чтобы измерить величину и качество клеток, опосредованных иммунных ответов, направленных против VZV 4. Различные источники VZV антигена может быть использован на стадии стимуляции. К ним относятся: а) …

Discussion

Изменения и устранение неисправностей: ИФН-γ ELISPOT анализы были использованы для изучения клеточно-опосредованные иммунные реакции, направленные против различных патогенных микроорганизмов, в том числе вируса иммунодефицита человека типа 1 (ВИЧ-1) 24,25, вирус гепатита С (HCV) 26, 27</su…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы хотели бы поблагодарить участников исследования и их родителей. Мы также хотели бы поблагодарить д-ра Режан Lapointe (CHUM Notre-Dame, Монреаль, Канада) для доступа к его ELISpot читателя, д-р Любо Александрова для статистического анализа, и Денис Blais, Сандра Кэрон, Сильвия Валуа и Мартин Caty для экспертно-техническое помощь. При поддержке грантов от ле Fonds d'операции налить ле PROJETS по исследованиям Clinique др. d'Evalution DES технологий (ЧУ Sainte-Justine) для HS и ПО, по-ла Fondation Centre де cancérologie Charles-Бруно, а к лейкемии и лимфомы общества Канада. МФС была поддержана стипендии от ла Fondation CHU Sainte-Justine и ле Fonds де-ла-Recherche Квебека-Здоровье (FRQS). AJG был удостоен стипендии от кафедры микробиологии, инфектологии и иммунологии, Университета Монреаля (Gabriel-Маркиз стипендий), FRQS, и канадские институты здравоохранения Rсследования (CIHR). Н.М. поддержали ла Fondation CHU Sainte-Justine, Коула Foundation, и FRQS.

Materials

Leucocep tube VWR 89048-936/89048-932 12 ml or 50 ml tubes may be used depending on the volume of blood. 
Ficoll-Paque GE Healthcare 17-1440-02 Protect from light.
Benzonase nuclease Novagen 70746-3 Keep at -20 C.
MultiScreenHTS-IP Filter Plate Millipore MSIPS4W10 Sterile with pore size of 0.45 µm. 
Mouse anti-human IFN-γ capture antibody BD Biosciences 551221 NIB42 clone. 
Pepmix VZV IE63  JPT Peptide Technologies PM-VZV-IE63 Dissolve contents of one vial in 40 μL of DMSO. Use within 6 months.
Biotin-conjugated anti-IFN-γ monoclonal antibody BD Biosciences 554550 4SB3 clone.
Streptavidin conjugated with alkaline phosphatase  Bio-Rad Life Science 170-3554 Dilute for use on the same day.
BCIP/NBT Bio-Rad Life Science 170-6432 Protect from light.

Riferimenti

  1. Ballen, K. K., et al. Umbilical cord blood transplantation: the first 25 years and beyond. Blood. 122 (4), 491-498 (2013).
  2. Vandenbosch, K., et al. Varicella-zoster virus disease is more frequent after cord blood than after bone marrow transplantation. Biol. Blood Marrow Transplant. 14 (8), 867-871 (2008).
  3. Barker, J. N., et al. Serious infections after unrelated donor transplantation in 136 children: impact of stem cell source. Biol. Blood Marrow Transplant. 11 (5), 362-370 (2005).
  4. Merindol, N., et al. Reconstitution of protective immune responses against cytomegalovirus and varicella zoster virus does not require disease development in pediatric recipients of umbilical cord blood transplantation. J. Immunol. 189 (10), 5016-5028 (2012).
  5. Feldman, S., et al. Varicella in children with cancer: Seventy-seven cases. Pediatrics. 56 (3), 388-397 (1975).
  6. Arvin, A. M. Varicella-Zoster virus: pathogenesis, immunity, and clinical management in hematopoietic cell transplant recipients. Biol. Blood Marrow Transplant. 6 (3), 219-230 (2000).
  7. Wiegering, V., et al. Varicella-zoster virus infections in immunocompromised patients – a single centre 6-years analysis. BMC Pediatr. 11, 31 (2011).
  8. Boeckh, M., et al. Long-term acyclovir for prevention of varicella zoster virus disease after allogeneic hematopoietic cell transplantation–a randomized double-blind placebo-controlled study. Blood. 107 (5), 1800-1805 (2006).
  9. Boeckh, M. Prevention of VZV infection in immunosuppressed patients using antiviral agents. Herpes. 13 (3), 60-65 (2006).
  10. Tomblyn, M., et al. Guidelines for preventing infectious complications among hematopoietic cell transplantation recipients: a global perspective. Biol. Blood Marrow Transplant. 15 (10), 1143-1238 (2009).
  11. Ljungman, P., et al. Long-term acyclovir prophylaxis in bone marrow transplant recipients and lymphocyte proliferation responses to herpes virus antigens in vitro. Bone Marrow Transplant. 1 (2), 185-192 (1986).
  12. Selby, P. J., et al. The prophylactic role of intravenous and long-term oral acyclovir after allogeneic bone marrow transplantation. Br. J. Cancer. 59 (3), 434-438 (1989).
  13. Distler, E., et al. Recovery of varicella-zoster virus-specific T cell immunity after T cell-depleted allogeneic transplantation requires symptomatic virus reactivation. Biol. Blood Marrow Transplant. 14 (12), 1417-1424 (2008).
  14. Levin, M. J., et al. Decline in varicella-zoster virus (VZV)-specific cell-mediated immunity with increasing age and boosting with a high-dose VZV vaccine. J. Infect. Dis. 188 (9), 1336-1344 (2003).
  15. Jones, L., et al. Phenotypic analysis of human CD4+ T cells specific for immediate-early 63 protein of varicella-zoster virus. Eur. J. Immunol. 37 (12), 3393-3403 (2007).
  16. Czerkinsky, C., et al. Reverse ELISPOT assay for clonal analysis of cytokine production. I. Enumeration of gamma-interferon-secreting cells. J. Immunol. Methods. 110 (1), 29-36 (1988).
  17. Hutchings, P. R., et al. The detection and enumeration of cytokine-secreting cells in mice and man and the clinical application of these assays. J. Immunol. Methods. 120 (1), 1-8 (1989).
  18. De Castro, N., et al. Varicella-zoster virus-specific cell-mediated immune responses in HIV-infected adults. AIDS Res. Hum. Retroviruses. 27 (10), 1089-1097 (2011).
  19. Jones, L., et al. Persistent high frequencies of varicella-zoster virus ORF4 protein-specific CD4+ T cells after primary infection. J. Virol. 80 (19), 9772-9778 (2006).
  20. Malavige, G. N., et al. Viral load, clinical disease severity and cellular immune responses in primary varicella zoster virus infection in Sri Lanka. PLoS One. 3 (11), (2008).
  21. Sadaoka, K., et al. Measurement of varicella-zoster virus (VZV)-specific cell-mediated immunity: comparison between VZV skin test and interferon-gamma enzyme-linked immunospot assay. J. Infect. Dis. 198 (9), 1327-1333 (2008).
  22. Smith, J. G., et al. Development and validation of a gamma interferon ELISPOT assay for quantitation of cellular immune responses to varicella-zoster virus. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 8 (5), 871-879 (2001).
  23. Ouwendijk, W. J., et al. T-cell immunity to human alphaherpesviruses. Curr. Opin. Virol. 3 (4), 452-460 (2013).
  24. Rowland-Jones, S. L., et al. Cytotoxic T cell responses to multiple conserved HIV epitopes in HIV-resistant prostitutes in Nairobi. J. Clin. Invest. 102 (9), 1758-1765 (1998).
  25. Alter, G., et al. Human immunodeficiency virus (HIV)-specific effector CD8 T cell activity in patients with primary HIV infection. J. Infect. Dis. 185 (6), 755-765 (2002).
  26. Lechner, F., et al. Analysis of successful immune responses in persons infected with hepatitis C virus. J. Exp. Med. 191 (9), 1499-1512 (2000).
  27. Fournillier, A., et al. A heterologous prime/boost vaccination strategy enhances the immunogenicity of therapeutic vaccines for hepatitis C virus. J. Infect. Dis. 208 (6), 1008-1019 (2013).
  28. Adetifa, I. M., et al. Interferon-γ ELISPOT as a biomarker of treatment efficacy in latent tuberculosis infection: a clinical trial. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 187 (4), 439-445 (2013).
  29. Lalvani, A., Pareek, M. A 100 year update on diagnosis of tuberculosis infection. Br. Med. Bull. 93, 69-84 (2010).
  30. Berger, R., et al. A dose-response study of a live attenuated varicella-zoster virus (Oka strain) vaccine administered to adults 55 years of age and older. J. Infect. Dis. 178 Suppl. 1, (1998).
  31. Trannoy, E., et al. Vaccination of immunocompetent elderly subjects with a live attenuated Oka strain of varicella zoster virus: a randomized, controlled, dose-response trial. Vaccine. 18 (16), 1700-1706 (2000).
  32. Brunner, K. T., et al. Quantitative assay of the lytic action of immune lymphoid cells on 51-Cr-labelled allogeneic target cells in vitro; inhibition by isoantibody and by drugs. Immunology. 14 (2), 181-196 (1968).
  33. Moretta, A., et al. Quantitative assessment of the pool size and subset distribution of cytolytic T lymphocytes within human resting or alloactivated peripheral blood T cell populations. J. Exp. Med. 158 (2), 571-585 (1983).
  34. Jung, T., et al. Detection of intracellular cytokines by flow cytometry. J. Immunol. Methods. 159 (1-2), 197-207 (1993).
  35. Maecker, H. T., et al. Standardization of cytokine flow cytometry assays. BMC Immunol. 6, 13 (2005).
  36. Nomura, L., et al. Standardization and optimization of multiparameter intracellular cytokine staining. Cytometry A. 73 (11), 984-991 (2008).
  37. Letsch, A., Scheibenbogen, C. Quantification and characterization of specific T-cells by antigen-specific cytokine production using ELISPOT assay or intracellular cytokine staining. Methods. 31 (2), 143-149 (2003).
  38. Merindol, N., et al. Umbilical cord blood T cells respond against the Melan-A/MART-1 tumor antigen and exhibit reduced alloreactivity as compared with adult blood-derived T cells. J. Immunol. 185 (2), 856-866 (2010).
  39. Altman, J. D., et al. Phenotypic analysis of antigen-specific T lymphocytes. Science. 274 (5284), 94-96 (1996).
  40. Scriba, T. J., et al. Ultrasensitive detection and phenotyping of CD4+ T cells with optimized HLA class II tetramer staining. J. Immunol. 175 (10), 6334-6343 (2005).
  41. Stone, J. D., et al. Interaction of streptavidin-based peptide-MHC oligomers (tetramers) with cell-surface TCRs. J. Immunol. 187 (12), 6281-6290 (2011).
  42. Pantaleo, G., et al. Evidence for rapid disappearance of initially expanded HIV-specific CD8+ T cell clones during primary HIV infection. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 94 (18), 9848-9853 (1997).
  43. Wherry, E. J. T cell exhaustion. Nat. Immunol. 12 (6), 492-499 (2011).
  44. Boulet, S., et al. A dual color ELISPOT method for the simultaneous detection of IL-2 and IFN-gamma HIV-specific immune responses. J. Immunol. Methods. 320 (1-2), 18-29 (2007).
  45. Ahlborg, N., Axelsson, B. Dual- and triple-color fluorospot. Methods Mol. Biol. 792, 77-85 (2012).
  46. Precopio, M. L., et al. Immunization with vaccinia virus induces polyfunctional and phenotypically distinctive CD8(+) T cell responses. J. Exp. Med. 204 (6), 405-1416 (2007).
  47. Sadzot-Delvaux, C., et al. Recognition of the latency-associated immediate early protein IE63 of varicella-zoster virus by human memory T lymphocytes. J. Immunol. 159 (6), 2802-2806 (1997).
  48. Malavige, G. N., et al. IE63-specific T-cell responses associate with control of subclinical varicella zoster virus reactivation in individuals with malignancies. Br. J. Cancer. 102 (4), 727-730 (2010).
check_url/it/51643?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Salem Fourati, I., Grenier, A., Jolette, É., Merindol, N., Ovetchkine, P., Soudeyns, H. Development of an IFN-γ ELISpot Assay to Assess Varicella-Zoster Virus-specific Cell-mediated Immunity Following Umbilical Cord Blood Transplantation. J. Vis. Exp. (89), e51643, doi:10.3791/51643 (2014).

View Video