一个SARS冠状病毒-2NanoLuc®记者病毒,用于快速筛查的抗病毒药

Nanoluc Invivo成像

在COVID-19全球大流行开始前,谢绪平博士,德克萨斯医学科加尔维斯顿大学的助理教授,德克萨斯州一直是研究病毒,如登革热和兹卡,为超过10年。一旦流感大流行击中在2020年年初,他准备加入对抗病毒的斗争。“现在迫切需要知道:有没有开发治疗或抗体靶向SARS-COV-2一个更快的方法”谢医生说。“这就是为什么我们立即启动了SARS-COV-2项目”。

他的目标是创建一个可以1)抗病毒药物和2)筛选的测定和2)迅速测量中和抗体水平。测定可用于确定先前感染的个体的免疫状态,并评估正在开发的各种疫苗。为实现这一目标,他想创建一个报告病毒,其与细胞培养中的野生型病毒类似地进行遗传稳定性和重复。

为什么NanoLuc?

谢哲学家博士通过插入了一名记者病毒Nanoluc®荧光素酶序列进入SARS-COV-2病毒基因组的ORF7,以产生NANOLUC®表达的报告病毒(SARS-COV-2-NLUC)。根据谢博士的说法,使用Nanoluc®Luciferaseas作为记者有几个好处。首先,与其他记者相比,它的大小较小。当插入病毒基因组时,较小的记者更稳定,并且记者在病毒生产过程中将丢失。在为高通量筛选产生大量病毒时,这尤其重要。

另一个好处是,NanoLuc®记者病毒产生的发光信号,其是高度敏感的并且允许检测的线性范围宽。“NanoLuc是非常强大的。我们可以达到非常高的信噪比,这是高通量检测非常重要,”谢医生说。高通量测定的是使用荧光作为信号输出通常得到低得多的信噪比。

“我们生成的SARS-COV-2-Nluc报道病毒与真正的SARS-COV-2病毒非常相似,因此在细胞文化中的病毒复制方面没有妥协,”谢博士说。“这是非常重要的。如果您想筛选针对病毒的东西,您需要一个良好的系统。“

筛选抗病毒药物

在过去,通常使用伪纲病毒 - 无害的病毒颗粒进行高通量筛网,其仅表达SARS-COV-2穗蛋白并不能复制。尽管伪病毒更安全,但可以快速制备,它们只能筛选靶标穗蛋白的抑制剂。然而,SARS-COV-2-NLUC表达了所有其他非结构蛋白质,因此可用于筛选更广泛的病毒靶标,例如聚合酶,蛋白酶和螺旋酶。

谢博士的研究小组使用的NanoLuc®记者病毒筛选的现有抗感染药物,包括人类免疫缺陷病毒(HIV)和丙型肝炎病毒(HCV)的抗病毒药物的广泛选择。的所有的药物测试,他们确定remdesivir,氯喹,奈非那韦(HIV蛋白酶抑制剂),rupintrivir(人鼻病毒; HRV蛋白酶抑制剂),和cobicistat(CYP450抑制剂)作为SARS冠状病毒-2- Nluc的最有力的和选择性的抑制剂。这表明,SARS-COV-2-Nluc可以有效地在高通量筛选可用于识别抗病毒药物。

测量中和抗体

该NanoLuc®记者病毒也可能是用于测量和抗体的重要工具。目前,中和抗体所使用的空斑减少中和试验(PRNT)大多测量。这涉及混合血清与病毒,然后将它添加到单层细胞板中。代表感染的细胞斑块几天后形成的,并且被用于噬斑数目来估计多少抗体存在。这个过程是繁琐和耗时的,因此很难进行高通量筛选应用。

与PRNT相比,使用NanoLuc®报告病毒来测量中和抗体更容易,更快,并与高通量筛选兼容。患者血清与病毒混合,然后加入细胞中。在短短几个小时内,可以使用板读数器测量发光信号以确定抗体水平。结果表明,SARS-COV-2-NLUC可以检测Covid-19患者血清中的中和抗体,比PRNT测定更高的敏感性。

“[SARS-COV-2-NLUC]是疫苗接种后测量中和抗体的一个非常有用的工具,”谢博士说。“这很简单,周转时间很短。我们可以在五个小时内获得结果。“在几个小时内获得结果的能力而不是天数可以加速疫苗开发。他目前正在与制药公司合作,评估他们的疫苗效力。

未来的研究

自2020年秋天,SARS-COV-2的变异毒株已出现在世界各地,包括英国,南非和巴西。这引起了人们对现有的疫苗或疗法是否会针对这些新品种的有效关注。谢博士的研究小组目前正试图将其系统适应于对那些变种迅速屏幕和测试抗体。他将继续与其他团体进行合作,并利用他的经验帮助开发的重要工具为科学界。“我们需要更多的合作途径,包括学术界和工业界一起战斗,并找到更好的解决办法来治疗COVID-19,”他说。

查看如何更多的例子NanoLuc®记者病毒在病毒研究中!!

参考:谢,X.(2020)用于快速中和测试和筛选Covid-19的纳米琥珀酶SARS-COV-2。NAT Communt.11(1),5214

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Johanna是Promega的一位科学作家。她在贝勒医学院赢得了她的生物医学科学博士学位。在加入Promega之前,她是一名自由作家和全职妈妈五年。Johanna是来自台湾,她认为台湾食品是世界上最好的。她喜欢和她的两个孩子一起做瑜伽,旅行和花时间。

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