title: Extended infectivity assay
Creators: name: Purtscher, Michaela Herlinde
Publisher: name: :none
Year: 2021

description: Die Untersuchung von Viren und Virus-Wirt-Interaktionen ist für Wissenschaftler von großem Interesse und nicht auf die Entwicklung neuer Impfstoffe beschränkt. Virale Strukturen werden weithin als Gentransport Systeme verwendet und finden auch in neuen klinischen Immuntherapien Anwendung. Retroviren waren die erste Klasse von Viren, die in der Gentherapie verwendet wurden. Aufgrund ihres einzigartigen Merkmals, der stabilen Integration in das Genom der Wirtszelle können Gene von Interesse zeitgleich mit dem retroviralen Genom integriert werden. Dies ermöglicht eine stabile Genexpression, die den Weg für potenzielle Behandlungen insbesondere von monogenetischen Erkrankungen ebnet. Obwohl Retroviren Replikations-defizient gemacht wurden, könnten natürlich vorkommende Rekombinationsereignisse immer noch zu Replikations-kompetenten Viren führen. Folglich wurden strenge Sicherheitsrichtlinien eingeführt, die umfangreiche Produkttests und die Etablierung von Verpackungszelllinien beinhalten. Hier präsentiere ich einen auf Mikrofluidik basierenden erweiterten Test zur Messung der Infektiosität, der auf der Co-Kultur einer Virusamplifikations- und einer Nachweiszelllinie basiert, und deren Wachstumsmuster anhand von Impedanzwerten mitverfolgt wird. Unser entwickeltes Lab-on-a-Chip-System ermöglicht aufgrund der in dem auf Polydimethylsiloxan (PDMS) basierenden mikrofludischen System eingebetteten Impedanz-Mikrosensoren eine nicht-invasive zeitaufgelöste Überwachung der Zellkulturen über die gesamte Testzeit. Die konstante Virusamplifikation wird durch M. dunni-Zellen erreicht und ermöglicht ein verstärktes frühes Einsetzen zytopathischer Effekte in der stromabwärts gelegenen PG-4-Nachweiszelllinie Dies führte zu einer Testzeit von etwa 3 Tagen, wenn es mit dem xenotropen Maus-Leukämievirus (x-MuLV)-Retrovirus-Modell bei anfänglichen Virustitern von nur 1.05 x 104 PFU/ml verwendet wurde.
description: Studying viruses and virus-host interactions is of great interest to scientists and not limited to new vaccine development. Viral structures are widely employed as gene delivery systems and are also used in novel clinical immunotherapy applications. Retroviruses were the first class of viruses used in gene therapy. Due to their unique feature of stable integration into the host cell genome, genes of interest could be integrated alongside the retroviral genome. Thus, enabling stable gene expression which paved the way for potential treatments especially of monogenetic diseases. Although retroviruses were rendered replication-deficient, naturally occurring recombination events could still lead to replication-competent viruses. Consequently, strict safety guidelines were introduced that include extensive product testing and the establishment of packaging cell lines. Here I present a microfluidics-based extended infectivity assay that is based on the co-culture of a virus amplification- and a detection cell line to monitor their growth patterns by tracing the according impedance values. Our developed Lab-on-a-Chip device allows the non-invasive and time-resolved monitoring of the cell cultures over the whole assay time as a result of the embedded impedance microsensors in the polydimethylsiloxane (PDMS) based microfluidic system. The constant virus amplification is achieved by M. dunni cells and permit enhanced early onset of cytopathic effects in the downstream PG-4 detection cell line. This resulted in an assay time of about 3 days when used with the xenotropic murine leukemia virus (x-MuLV) retrovirus model at initial virus titres as low as 1.05 x 104 PFU/ml.