Practical aspects on identification, cultivation and characteristics of varicella-zoster virus isolates

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Until now, it has been considered that infectivity of the varicella-zoster virus (VZV) is closely related to target cell, and newly formed virus is not released into the culture medium. It is also known that it is hard to grow VZV in cell cultures, due to its slow replication rate and a limited range of sensitive cell cultures. In addition, VZV isolation depends on type of cell culture used, nature of clinical material, presence of viable virus and transport time. Objectives. To study production of infectious extracellular VZV in various cell cultures. Materials and methods. Eight cell cultures were used, including human embryonic diploid lung cells and human embryonic dermomuscular tissue (KM-27), as well as continuous human and monkey cell lines. Crusts detached from vesicular lesions were used as clinical isolates, which were placed into cryo-vials added with transport medium and transferred in liquid nitrogen. VZV infectivity was assessed in cell cultures by using hemo-adsorption assay with erythrocyte suspension isolated from guinea pig or human zero group blood and confirmed by indirect immunofluorescence with polyclonal sera from varicella or herpes zoster convalescents. Results. There were examined 27 clinical samples consisting of crusts from vesicular lesions isolated from patients with chickenpox, as well as one sample from 63-year old patient with exacerbated recurrent herpes zoster. Primary infection with clinical isolates was performed on diploid human lung embryo cells (HLEC) at low temperature. It was found that clinical samples collected within day 1–18 inclusive after the onset of skin eruption were able to induce cytopathic effects in HLEC cell monolayer such as cytolysis around dermal crusts. Specificity of cytopathic effect was confirmed by using real-time polymerase chain reaction (RT-PCR). Viral antigens were prepared on 7 cell lines infected with the laboratory strain Ellen VZV (USA) to assess the immune sera. A high anti-VZV specificity of mouse sera was detected by ELISA while all the lysates of infected cell lines were used as the solid-phase sorbent. In experiments on VZV reproduction demonstrated that extracellular virus was released into the culture medium starting from day 1 after infection of target cells, and infectivity of the virus-containing fluid ascends during further cultivation.

About the authors

F. G. Nagieva

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Author for correspondence.
Email: fgn42@yandex.ru

Firaya G. Nagieva, PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Head of the Laboratory of Hybrid Cell Cultures, Department of Virology

115088, Moscow, 1st Dubrovskaya str., 15/1
Phone: +7 (495) 674-76-45 (office); +7 916 272-79-01 (mobile) 

Russian Federation

E. P. Barkova

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: e.barkova2012@yandex.ru

PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Hybrid Cell Cultures, Department of Virology

Moscow

Russian Federation

A. N. Lisakov

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: lisacov@mail.ru

Junior Researcher, Laboratory of Hybrid Cell Cultures, Department of Virology

Moscow

Russian Federation

A. V. Sidorov

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: sashasidorov@yandex.ru

PhD (Biology), Head of the Laboratory of Genetics of DNA Containing Viruses, Virology Branch

Moscow

Russian Federation

V. V. Zverev

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: vvzverev12@mail.ru

PhD, MD (Biology), Professor, RAS Full Member, Scientific Director

Moscow

Russian Federation

O. V. Osokina

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: osokina@yandex.ru

PhD (Medicine), Head of Innovative Department

Moscow

Russian Federation

A. D. Stroeva

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: aleksandra.26@mail.ru

Junior Researcher, Laboratory of Hybrid Cell Cultures, Department of Virology

Moscow

Russian Federation

References

  1. Фам Х.Ф., Сидоров А.В., Милованова А.В., Антонова Т.П., Лисаков А.Н., Нагиева Ф.Г., Алаторцева Г.И., Свитич О.А., Казанова А.С., Лавров В.Ф., Зверев В.В. Новый подход к диагностике varicella-zoster-вирусной инфекции с использованием ПЦР в режиме реального времени // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2016. Т. 15, № 5. С. 52–58. doi: 10.31631/2073-3046-2016-15-5-52-58
  2. Arvin A.M. Varicella-zoster virus. Clin. Microb. Rev., 1996, vol. 9, no. 3, pp. 361–381.
  3. Arvin A.M. Varicella vaccine: genesis, efficacy, and attenuation. Virology, 2001, vol. 284, no. 2, pp. 153–158. doi: 10.1006/viro.2001.0918
  4. Baiker A., Fabel K., Cozzio A. Varicella-zoster virus infection of human neural cells in vivo. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2004, vol. 101, no. 29, pp. 10792–10797. doi: 10.1073/pnas.0404016101
  5. Depledge D.P., Palser A.L., Watson S.J., Yi-Chun Lai I., Gray E.R., Grant P. Specific capture and whole-genome sequencing of viruses from clinical samples. PLoS One, 2011, vol. 6, no. 11, pp. 1–7. doi: 10.1371/journal.pone.0027805
  6. Gershon A.A. Varicella-zoster vaccines and their implications for development of HSV vaccines. Virology, 2013, vol. 435, no. 1, pp. 29–36. doi: 10.1016/j.virol.2012.10.006
  7. Gershon A.A., Sherman D.L., Zhu Z., Gabel C.A., Ambron R.T., Gershon M.D. Intracellular transport or newly synthesized varicella-zoster virus: final envelopment in the trans-Colgi network. J. Virol, 1994, vol. 68, no. 10, pp. 6372–6390.
  8. Gershon A.A., Steinberg S.P., Gelb L. Clinical reinfection with varicella-zoster virus. J. Infect. Dis., 1984, vol. 149, no. 2, pp. 137–142. doi: 10.1093/infdis/149.2.137
  9. Gilden D.H. Varicella-zoster virus vasculopathy and disseminated encephalomyelitis. J. Neurol. Sci., 2002, vol. 195, no. 2, pp. 99–101. doi: 10.1016/S0022-510X(02)00021-7
  10. Goaster J.L., Conzalo S., Bouree P., Tangy F., Haenni A.L. Efficacy of the anti-VZV (anti-HSV3) vaccine in HSV1 and HSV2 recurrent herpes simplex disease: a prospective study. Open Access Journal of Clinical Trials, 2012, vol. 4, pp. 51–58. doi: 10.2147/OAJCT.S33292
  11. Grose C., Ng T.I. Intracellular synthesis of varicella-zoster virus. J. Infect. Dis., 1992, vol. 166, pp. 7–12. doi: 10.1093/infdis/166.supplement_1.s7
  12. Haberthur K., Messaoudi I. Animal models of varicella-zoster virus infection. Pathogens, 2013, vol. 2, no. 2, pp. 364–382. doi: 10.3390/pathogens2020364
  13. Levin M.J., Levental S., Masters H.A. Factors influencing quantitative isolation of varicella-zoster virus. J. Clin. Microbiol., 1984, vol. 19, no. 6, pp. 880–883.
  14. Reik L.M., Maines S.L., Levin W., Bandirra S., Thomas P.E. A simple, non-chromatographic purification procedure for monoclonal antibodies. Isolation of monoclonal antibodies against cytochrome P450 isozymes. J. Immunol. Methods, 1987, vol. 100, no. 1–2, pp. 123–130.
  15. Rice G.P., Casali P., Oldstone M.B. A new solid-phase enzyme-linked immunosorbent assay for specific antibodies to measles virus. J. Infect. Dis., 1983, vol. 147, no. 6, pp. 1055-1059.
  16. Sarkadi J. Varicella-zoster virus vaccine, successes and difficulties. Acta Microbiol. Immunol. Hung., 2013, vol. 60, no. 4, pp. 379–396. doi: 10.1556/AMicr.60.2013.4.1
  17. Silver B., Hua Zhu. Varicella-zoster virus vaccines: potential complications and possible improvements. Virologica Sinica, 2014, vol. 29, no. 5, pp. 265–273. doi: 10.1007/s12250-014-3516-9

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2020 Nagieva F.G., Barkova E.P., Lisakov A.N., Sidorov A.V., Zverev V.V., Osokina O.V., Stroeva A.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».