Generation and characterization of SARS-CoV-2 pseudoviruses

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Pseudovirus technology is a versatile and valuable tool for both fundamental and applied virological research. Pseudotyped viruses provide the same cell entry mechanism as SARS-CoV-2 and are widely used to investigate the virus entry mechanism, cell tropism, and virus neutralization assays.

AIM: The aim of the work is to obtain pseudotyped SARS-CoV-2 viruses and evaluate their transducing activity.

MATERIALS AND METHODS: Using genetic engineering methods, a genetic construct carrying the SARS-CoV-2 glycoprotein S gene was obtained, as well as the pLenti-Luc-GFP reporter plasmid encoding the green fluorescent protein (GFP) and firefly luciferase genes. Pseudovirus particles were generated by transfection of eukaryotic cells. The transducing activity of pseudoviral particles displaying SARS-CoV-2 glycoprotein S on their surface was studied using HEK293, HEK293-hACE2, and HEK293-hACE2-TMPRSS2 (t) cell cultures.

RESULTS: Based on the second-generation lentiviral platform, pseudoviruses were obtained that exhibit SARS-CoV-2 S glycoprotein on their surface. It was found that the pseudoviruses penetrate more efficiently into HEK293-hACE2-TMPRSS2 cells than into HEK293-hACE2. Pseudoviruses have been shown to be sensitive to neutralization by recombinant monoclonal antibodies that interact with the receptor-binding domain (RBD) of the SARS-CoV-2 S glycoprotein.

CONCLUSIONS: The pseudoviruses can be used both to search for antiviral drugs that would be able to block the penetration of SARS-CoV-2 into the target cell, and to evaluate the effectiveness of the developed monoclonal antibodies and vaccines against SARS-CoV-2.

About the authors

Nadezhda B. Rudometova

State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-being

Author for correspondence.
Email: nadenkaand100@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1684-9071
SPIN-code: 5283-6608

Cand. Sci. (Biol.), Research Associate

Russian Federation, Koltsovo, Novosibirsk Region

Dmitry N. Shcherbakov

State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-being

Email: dnshcherbakov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8023-4453
SPIN-code: 9616-0933
Scopus Author ID: 37027118800

Dr. Sci. (Biol.), Leading Research Associate

Russian Federation, Koltsovo, Novosibirsk Region

Larisa I. Karpenko

State Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-being

Email: karpenko@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-4365-8809
SPIN-code: 2026-5992
Scopus Author ID: 7005000410

Dr. Sci. (Biol.), Assistant Professor, Leading Research Associate

Russian Federation, Koltsovo, Novosibirsk Region

References

  1. Schmidt F, Weisblum Y, Muecksch F, et al. Measuring SARS-CoV-2 neutralizing antibody activity using pseudotyped and chimeric viruses. J Exp Med. 2020;217(11):e2020118. doi: 10.1084/jem.20201181
  2. Chen M, Zhang XE. Construction and applications of SARS-CoV-2 pseudoviruses: a mini review. Int J Biol Sci. 2021;17(6):1574–1580. doi: 10.7150/ijbs.59184
  3. Neerukonda SN, Vassell R, Herrup R, et al. Establishment of a well-characterized SARS-CoV-2 lentiviral pseudovirus neutralization assay using 293T cells with stable expression of ACE2 and TMPRSS2. PLoS One. 2021;16(3):1–19. doi: 10.1371/journal.pone.0248348
  4. Yu J, Li Z, He X, et al. Deletion of the SARS-CoV-2 spike cytoplasmic tail increases infectivity in pseudovirus neutralization assays. J Virol. 2021;95(11):1–14. doi: 10.1128/JVI.00044-21
  5. Li Q, Liu Q, Huang W, et al. Current status on the development of pseudoviruses for enveloped viruses. Rev Med Virol. 2018;28(1):e1963. doi: 10.1002/rmv.1963
  6. Zhang H, Penninger JM, Li Y, et al. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: Molecular mechanisms and potential therapeutic target. Intensive Care Med. 2020;46(4):586–590. doi: 10.1007/s00134-020-05985-9
  7. Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, et al. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell. 2020;181(2):271–280.e8. doi: 10.1016/j.cell.2020.02.052

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Infectivity of pseudoviral particles displaying SARS-CoV-2 S protein on HEK293, HEK293-hACE2 and HEK293-hACE2-TMPRSS2 cells (t). The samples were tested in triplicate, the experiment was carried out twice. Data are presented as mean ± standard deviation

Download (48KB)
3. Fig. 2. Neutralization of pseudoviral particles displaying SARS-CoV-2 S glycoprotein on their surface with monoclonal antibodies at a concentration of 1 μg/ml. The samples were tested in triplicate, the experiment was carried out twice. Data are presented as mean ± standard deviation

Download (39KB)

Copyright (c) 2022 Eco-Vector



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».