Un ensayo de hemaglutinación optimizado inhibición (HI) para cuantificar los títulos de anticuerpos específicos de la gripe
Summary
Los protocolos presentados describen cómo realizar un ensayo de inhibición de hemaglutinación para cuantificar los títulos de anticuerpos específicos de la gripe de las muestras de suero de los receptores de la vacuna de influenza. El primer ensayo determina las concentraciones óptimas de antígeno viral por hemaglutinación. El segundo ensayo cuantifica los títulos de anticuerpos específicos de la gripe por inhibición de la hemaglutinación.
Abstract
Títulos de anticuerpos se utilizan como marcadores sustitutos para protección serológica contra la gripe y otros gérmenes patógenos. Conocimiento detallado de la producción de anticuerpos pre y post vacunación es necesaria para comprender la inmunidad inducida por la vacuna. Este artículo describe un protocolo confiable de punto por punto para determinar títulos de anticuerpos específicos de la gripe. El primer protocolo describe un método para especificar la cantidad de antígeno necesaria para hemaglutinación, que normaliza las concentraciones para su uso posterior en el segundo protocolo (análisis de hemoaglutinación, prueba HA). El segundo protocolo describe la cuantificación de los títulos de anticuerpos específicos de la gripe frente a diferentes cepas virales mediante el uso de una dilución seriada de humano del suero o la célula cultura sobrenadantes (ensayo de inhibición de hemaglutinación, ensayo de HI).
Aplicada por ejemplo, se muestra la respuesta de anticuerpos de un grupo sano, que recibió una vacuna antigripal inactivada trivalente. Además, se muestra la reactividad cruzada entre el virus de la gripe diferentes y se explican métodos para minimizar la reactividad cruzada usando diferentes tipos de animales células de sangre rojas (RBCs). La discusión destaca ventajas y desventajas de los ensayos presentados y cómo la determinación de títulos de anticuerpos específicos de la gripe puede mejorar la comprensión de la inmunidad relacionada con la vacuna.
Introduction
Infección con el virus de la influenza se asocia con considerable morbilidad, mortalidad y altos costos de cuidado de la salud1,2,3,4. En particular, ancianos, recién nacidos, mujeres embarazadas y pacientes con enfermedad crónica están en riesgo para los resultados clínicos más severos. Por lo tanto, la vacunación contra cepas de virus de gripe que circula es la medida principal para reducir la carga de enfermedad en estas poblaciones de alto riesgo. El aumento de la respuesta inmune individual después de la vacunación, por ejemplo, anticuerpos específicos para la gripe encima de un umbral de protección, reduce el riesgo individual de infección y en general la posibilidad de transmisión viral dentro de una población 5. una comprensión detallada de la inducida por la vacuna la respuesta inmune humoral en diferentes poblaciones y en diferentes grupos de edad es un elemento clave para responder a importantes preguntas clínicas6,7,8 , 9, tales como: ¿por qué algunos pacientes ancianos tienen infecciones a pesar de la vacunación anterior? ¿Qué es una “buena” y “suficiente” protección inducida por la vacuna? ¿Con qué frecuencia se debe aplicar una vacuna a un paciente immunosuppressed a títulos protectores? ¿Cuál es la dosis más efectiva? ¿Cuál es el impacto de un nuevo adyuvante en los títulos de anticuerpos tras la vacunación? La medición de la producción de anticuerpos específicos de la vacuna puede ayudar a responder estas preguntas importantes y mejorar los resultados de la vacunación.
La cuantificación de los títulos de anticuerpos específicos del virus puede realizarse con diferentes métodos inmunológicos. Esto incluye fase sólida10 o grano-ELISA11 ensayos, HI ensayo12y neutralizante de análisis13. Métodos basados en ELISA permiten la proyección de cantidades relativamente grandes de muestras de suero contra antígenos diferentes. También, inmunoglobulina (Ig) M e IgG específicos del patógeno pueden ser exploradas por separado. Aunque las características de un antígeno, por ejemplo, la secuencia lineal de aminoácidos o virus-como partícula pueden influir en la Unión de anticuerpos, el espectro de posibles epítopes es muy amplio y no proporciona información sobre si un anticuerpo respuesta tiene relevancia funcional.
En cambio, el ensayo de neutralización determina el potencial de los anticuerpos para funcionalmente inhiben la infección de las células y por lo tanto refleja el potencial de neutralización. Sin embargo, este método es muy laborioso, requiere de cultivo específicas de líneas celulares y virus en vivo, y por lo tanto, es lento, caro y requiere equipo especial.
Este artículo describe un paso a paso el protocolo HI basada en la Organización Mundial de la salud OMS12 para cuantificar los títulos de anticuerpos específicos de la gripe. Hemoaglutinación es un efecto característico de algunos virus que lleva a la aglutinación de los eritrocitos. La inhibición de este efecto con suero del paciente permite la medición de las concentraciones de anticuerpo inhibitorio, que refleja un efecto neutralizante.
Hemos modificado el flujo de trabajo del WHO-protocolo para permitir un manejo más eficiente de varias muestras al mismo tiempo y reduciendo el tiempo requerido. El primer protocolo describe la determinación del potencial de un antígeno de influenza particularmente aglutinación. De esta manera, para el segundo protocolo se determina la concentración de antígeno de influenza correcto. Esta parte debe repetirse con cada nuevo antígeno viral, así como cada lote de sangre.
El segundo protocolo describe la determinación de títulos de anticuerpos específicos de la gripe. Los protocolos presentados están optimizados para la investigación del virus de la influenza y las muestras de suero humano sin embargo, también puede ser aplicado para las muestras de suero de ratón o sobrenadante de cultivo celular de células inmunes estimuladas, por ejemplo, virus-específica de células B. Resultados se pueden determinar como títulos absolutos de medida. En muchos estudios de la vacuna, se muestran los títulos de media geométrica y el intervalo de confianza de 95% para cada población en particular. Para la interpretación, seroprotección o seroconversión se utilizan a menudo para describir la susceptibilidad de una población a un determinado virus. Seroprotección se define como un título de ≥1:40 y la seroconversión como un título más de 4 veces aumenta con el logro de títulos de seroprotective entre dos puntos del tiempo (la mayoría comúnmente se utilizan la vacunación previa y 30 días post-vacunación).
Ambos protocolos son fáciles de usar y puede ser adaptados a una amplia gama de preguntas de investigación. En particular, pueden ser utilizados para determinar confiablemente y rápidamente los títulos de anticuerpos contra varios otros virus con la capacidad de hemaglutinación, tales como sarampión, polyomaviruses, paperas o rubéola14,15,16 .
Protocol
Representative Results
Discussion
Cuantificación de los títulos de anticuerpos específicos pre y post vacunación influenza virus es una importante herramienta necesaria para los estudios de la vacuna. Basado en las medidas de sustituto de la protección contra la infección por virus, tales como de seroprotección (> 1:40) o seroconversión (aumento de 4 veces del título), la vacunación pueden ser estrategias optimizadas9. Utilizando los protocolos proporcionados puede determinar: (i) el potencial de hemaglutinación de un v…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ninguno.
Materials
| 25 ml Disposable Multichannel Pipette Reservoirs | Integra | 4312 | |
| 8-well PCR tubes | Brand GMBH | 781332 | For serum aliquots |
| 96-well microtiter plate, U-shaped | TPP | 92097 | For HI assay when using mammalian RBCs |
| 96-well microtiter plate, V-shaped | Corning Costar | 3897 | For HI assay when using avian RBCs |
| Aqua ad iniect. Steril | Bichsel AG | 1000004 | For preparing influenza antigen and cholera filtrate solutions |
| Chicken RBC (10%) | Cedarlane | CLC8800 | 10% suspension of chicken red blood cells in Alsever's solution |
| Cholera filtrate | Sigma-Aldrich | C8772 | Used as receptor destroying enzyme (RDE) |
| Dulbecco's PBS | Sigma-Aldrich | D8537 | For diluting the serum samples, RBCs and antigens |
| Eppendorf Multichannel pipette, 12-channel, 10-100 µl | Sigma-Aldrich | Z683949 | |
| Eppendorf Multichannel pipette, 8-channel, 10-100 µl | Sigma-Aldrich | Z683930 | |
| Guinea Pig RBC (10%) | Cedarlane | CLC1800 | 10% suspension of guinea pig red blood cells in Alsever's solution |
| Influenza Anti-A/California/7/09 HA serum | NIBSC | 14/134 | Used as positive control at the HI assay |
| Influenza Anti-A/Switzerland/9715293/2013-like HA serum | NIBSC | 14/272 | Used as positive control at the HI assay |
| Influenza Anti-A/Texas/50/2012-Like HA Serum | NIBSC | 13/178 | Used as positive control at the HI assay |
| Influenza Anti-B/Brisbane/60/2008-HA serum | NIBSC | 13/254 | Used as positive control at the HI assay |
| Influenza Anti-B/Massachusetts/02/2012 HA serum | NIBSC | 13/182 | Used as positive control at the HI assay |
| Influenza antigen A/California/7/09 (H1N1)(NYMC-X181) | NIBSC | 12/168 | Inactivated, partially purified A/California/7/09 (H1N1)(NYMC-X181) virus (ca. 46µgHA/ml) |
| Influenza antigen A/Switzerland/9715293/2013 (NIB88) | NIBSC | 14/254 | Inactivated, partially purified A/Switzerland/9715293/2013 (NIB88) virus (ca. 55µgHA/ml) |
| Influenza antigen A/Texas/50/2012 (H3N2)(NYMCX-223) | NIBSC | 13/112 | Inactivated, partially purified A/Texas/50/2012 (H3N2)(NYMCX-223) virus (ca. 74µgHA/ml) |
| Influenza antigen B/Brisbane/60/2008 | NIBSC | 13/234 | Inactivated, partially purified B/Brisbane/60/2008 virus (ca. 42µgHA/ml) |
| Influenza antigen B/Massachusetts/02/2012 | NIBSC | 13/134 | Inactivated, partially purified B/Massachusetts/02/2012 virus (ca. 35µgHA/ml) |
| Serum-Tubes | S-Monovette, Sardstedt | 01.1601.100 | For serum extraction with clotting activator |
| Single Donor Human RBC, Type 0 | Innovative Research | IPLA-WB3 | Suspension of single donor human red blood cells in Alsever's solution (ca. 26%) |
| Turkey RBC (10%) | Cedarlane | CLC1180 | 10% suspension of turkey red blood cells in Alsever's solution |
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | Gibco |
References
- . Prevention and control of seasonal influenza with vaccines. Recommendations of the Advisory Committee on Immunization Practices–United States, 2013-2014. MMWR Recomm Rep. 62, 1-43 (2013).
- Dominguez-Cherit, G., et al. Critically Ill patients with 2009 influenza A(H1N1) in Mexico. JAMA. 302 (17), 1880-1887 (2009).
- Fox, B. D., et al. Pandemic influenza (H1N1): impact on lung transplant recipients and candidates. J Heart Lung Transplant. 29 (9), 1034-1038 (2010).
- Piercy, J., Miles, A., Krankheiten, S. B. f. G. S. V., Values, M. . The Economic Impact of Influenza in Switzerland: Interpandemic Situation. , (2003).
- Barclay, V. C., et al. Positive network assortativity of influenza vaccination at a high school: implications for outbreak risk and herd immunity. PLoS One. 9 (2), 87042 (2014).
- Baluch, A., et al. Randomized controlled trial of high-dose intradermal versus standard-dose intramuscular influenza vaccine in organ transplant recipients. Am J Transplant. 13 (4), 1026-1033 (2013).
- Haralambieva, I. H., et al. The Impact of Immunosenescence on Humoral Immune Response Variation after Influenza A/H1N1 Vaccination in Older Subjects. PLoS One. 10 (3), 0122282 (2015).
- Egli, A., et al. Vaccine adjuvants–understanding molecular mechanisms to improve vaccines. Swiss Med Wkly. 144, 13940 (2014).
- O’Shea, D., Widmer, L. A., Stelling, J., Egli, A. Changing face of vaccination in immunocompromised hosts. Curr Infect Dis Rep. 16 (9), 420 (2014).
- Meulemans, G., Carlier, M. C., Gonze, M., Petit, P. Comparison of hemagglutination-inhibition, agar gel precipitin, and enzyme-linked immunosorbent assay for measuring antibodies against influenza viruses in chickens. Avian Dis. 31 (3), 560-563 (1987).
- Martins, T. B. Development of internal controls for the Luminex instrument as part of a multiplex seven-analyte viral respiratory antibody profile. Clin Diagn Lab Immunol. 9 (1), 41-45 (2002).
- Webster, R., Cox, N., Stöhr, K. WHO Animal Influenza Manual. WHO/CDS/CSR/NCS. 2002.5, 1-99 (2002).
- Mittelholzer, C. M., et al. Human cell lines used in a micro neutralization test for measuring influenza-neutralizing antibodies. Scand J Immunol. 63 (4), 257-263 (2006).
- Hamilton, R. S., Gravell, M., Major, E. O. Comparison of antibody titers determined by hemagglutination inhibition and enzyme immunoassay for JC virus and BK virus. J Clin Microbiol. 38 (1), 105-109 (2000).
- Kumakura, S., et al. Comparison of hemagglutination inhibition assay and enzyme immunoassay for determination of mumps and rubella immune status in health care personnel. J Clin Lab Anal. 27 (5), 418-421 (2013).
- Ogundiji, O. T., Okonko, I. O., Adu, F. D. Determination of measles hemagglutination inhibiting antibody levels among school children in Ibadan, Nigeria. J Immunoassay Immunochem. 34 (2), 208-217 (2013).
- Cwach, K. T., Sandbulte, H. R., Klonoski, J. M., Huber, V. C. Contribution of murine innate serum inhibitors toward interference within influenza virus immune assay. Influenza Other Respir Viruses. 6 (2), 127-135 (2012).
- Lee, P. S., et al. Receptor mimicry by antibody F045-092 facilitates universal binding to the H3 subtype of influenza virus. Nat Commun. 5, 3614 (2014).
- Blumel, B., et al. Age-related prevalence of cross-reactive antibodies against influenza A(H3N2) variant virus, Germany, 2003 to 2010. Euro Surveill. 20 (32), 16-24 (2015).
- Reber, A. J., et al. Seasonal Influenza Vaccination of Children Induces Humoral and Cell-Mediated Immunity Beyond the Current Season: Cross-reactivity with Past and Future Strains. J Infect Dis. , (2016).
