Лаборатория Брэдфута
Инфекционные заболевания / патогены, такие как те, которые впервые появились в популяции или существовали, но быстро увеличиваются по частоте или географическому диапазону
Мышь-олень Peromyscus maniculatus является носителем хантавируса Sin Nombre, который является ответственным за большинство случаев сердечно-легочного синдрома хантавируса в США.
Фото: Сэм Гудфеллоу
Вирус Эбола в инфицированной селезенке. Стрелки указывают на отдельные вирионы. Изображение выполнено с помощью просвечивающей электронной микроскопии.
Фото: Стивен Брэдфут, доктор философии
Анализ зубного налета вируса Зика для выявления нейтрализующих антител
Фото: Стивен Брэдфут, доктор философии
Инфекция, вызванная вирусом Эбола, вызывает гибель иммунных клеток. Флуоресцентная микроскопия показывает клетки селезенки инфицированного животного. Красным отмечены умирающие клетки и показаны все клетки.
Фото: Стивен Брэдфут, доктор философии
Анализ бляшек SARS-CoV-2 для измерения ингибирования репликации коронавируса. Синий цвет - живые клетки; «дыры» - это бляшки, которые показывают, где SARS-CoV-2 инфицировал и убил клетки.
Фото: Стивен Брэдфут, доктор философии
Хантавирусы - опасные патогены, вызывающие тяжелые заболевания у людей. Вирусы безвредно размножаются у грызунов и передаются человеку при вдыхании вируса в аэрозольных экскрементах грызунов. Первый патогенный хантавирус в США, Sin Nombre hantavirus, был обнаружен в Нью-Мексико в 1993 году. В Нью-Мексико было зарегистрировано больше всего случаев хантавируса Sin Nombre, чем в любом другом штате, что делает его важным вирусом для нашего региона, особенно с учетом его высокой летальности. частота у человека (~ 35%). Наши исследования охватывают множество областей биологии и терапии хантавирусов.
-Нейтрализующие антитела для терапевтических средств.
У нас есть совместные усилия в рамках гранта NIH U19, основанного на Медицинском колледже Альберта Эйнштейна, для выявления и анализа моноклональных антител против нескольких хантавирусов. Эти данные используются консорциумом для отбора антител для проверки их способности спасать модели мелких животных от инфекции. Это совместное исследование освещено в подкасте «Эта неделя в вирусологии»: https://www.microbe.tv/twiv/twiv-578/
- Иммунные реакции долговременной памяти у выживших после хантавируса Sin Nombre.
Мы отслеживаем долгосрочные иммунные реакции у выживших после хантавируса Sin Nombre. На сегодняшний день мы обнаружили очень сильные реакции антител у выживших, причем у пациентов в возрасте 23 лет после инфицирования все еще обнаруживались нейтрализующие реакции антител. Эти данные свидетельствуют о том, что выжившие после хантавируса обладают сильным и длительным иммунитетом против повторного заражения. Мы также разработали 13-цветный проточный цитометрический анализ для тестирования специфических ответов хантавируса на вспоминание во множественных CD8 + и CD4 + Т-клеточных компартментах памяти.
--Генетический анализ вируса Sin Nombre у выловленных в дикой природе грызунов в Нью-Мексико.
Грызун-хозяин для хантавируса Sin Nombre - олень мышь Peromyscus maniculatus. У оленьих мышей очень обширный естественный ареал, так как они встречаются почти во всех США (за исключением регионов на юго-востоке). Однако заражение людей вирусом Sin Nombre в основном сконцентрировано на западе и юго-западе США. Мы задаемся вопросом: «Почему олени-мыши повсюду, а инфицированные люди - нет?» Мы отвечаем на этот вопрос, отлавливая диких мышей-оленей по всему Нью-Мексико, как в эндемичных, так и в неэндемичных для человека регионах, чтобы определить, обнаружен ли а) вирус Син Номбре только в эндемичных для пациентов регионах или б) последовательность генома вируса существенно отличается в разных регионах.
Лаборатория Bradfute использовала наш опыт в области новых вирусных патогенов для изучения вируса Зика во время вспышки 2013–2016 годов. Мы сотрудничали с Лос-Аламосскими национальными лабораториями, чтобы проверить эффективность новой системы доставки ДНК / наночастиц в защите мышей от заражения вирусом Зика. Мы обнаружили, что вакцина с плазмидной ДНК, созданная в новой системе доставки, индуцировала защитный иммунитет против заражения вирусом Зика у мышей дозозависимым образом.
Hraber P, Bradfute SB, Clarke E, Ye C и Pitard B. Доставка амфифильного блок-сополимера ДНК-вакцины против вируса Зика. Вакцина 36: 6911 (2018)
Лаборатория Брэдфьюта участвует в тестировании новых вакцин для индукции перекрестно-реактивного иммунного ответа против вирусов множественного энцефалита, которые переносятся комарами и вызывают тяжелые заболевания как у лошадей, так и у людей.
- Доставка антигена-наноносителя для одноразовых альфавирусных вакцин с широкой защитой.
Мы сотрудничаем с Лос-Аламосскими национальными лабораториями (LANL) для тестирования новой вакцины на основе ДНК, обеспечивающей однократный и длительный иммунитет против нескольких альфавирусов. Наша роль в этом сотрудничестве заключается в тестировании ДНК-вакцин на предмет индукции ими антител и Т-клеточных ответов у мышей с использованием альфавирусов BSL-3 в качестве мишеней.
- Длинные некодирующие РНК при инфицировании вирусом венесуэльского энцефалита лошадей.
Недавно мы получили грант на крупный проект по изучению роли длинных некодирующих РНК в клеточных реакциях на вирусную инфекцию венесуэльского конского энцефалита. В этом проекте будут задействованы наши средства выбора агента BSL-3 в UNM HSC, чтобы проверить, какие длинные некодирующие РНК экспрессируются после заражения in vitro и in vivo патогенного вируса венесуэльского энцефалита лошадей по сравнению с непатогенной версией того же вируса. Таким образом, мы сможем напрямую сравнить, какие длинные некодирующие РНК индуцируются или подавляются при успешном клеточном ответе с неудачным.
Вирус Эбола - смертельный патоген, смертность от которого превышает 40%. Хотя вирус традиционно ограничивался небольшими вспышками в изолированных деревнях, он впервые начал распространяться в крупные города, вызвав глобальную вспышку в 2013–2016 годах. Мы участвуем в разработке вакцин и терапевтических средств против этого вируса.
-Разработка вакцины и терапевтических средств против вируса Эбола.
Мы обнаружили, что изменения гликозилирования (структуры сахара) в вирусном гликопротеине резко влияют на то, как эти белки вызывают иммунный ответ при использовании в качестве вакцины. Эти изменения гликозилирования происходят, когда вакцины производятся на разных типах клеток. Наши результаты были актуальными, поскольку для разных вакцин используются разные типы клеток.
-Совместное введение терапевтического средства против вируса Эбола и вакцины.
Наши исследования вируса Эбола были продолжены за счет недавнего финансирования второго гранта, в рамках которого мы изучаем, как введение краткосрочных терапевтических средств наряду с долгосрочными вакцинами влияет на эффективность этих методов лечения. Цель состоит в том, чтобы определить оптимальное время для введения обоих терапевтических препаратов для немедленной защиты от вируса без отмены долгосрочной защиты совместно вводимых вакцин.Учитывая неотложность продолжающейся пандемии коронавируса, лаборатория Брэдфьюта возглавила работу над вирусом BSL-3 SARS-CoV-2 в UNM HSC. Мы сотрудничали с более чем 25 различными академическими и коммерческими группами, чтобы использовать нашу уникальную специализацию для исследования терапевтических средств, вакцин, инактивации, базовой биологии и анализа образцов пациентов на SARS-CoV-2.
- Оценка нейтрализующих антител у выздоравливающих и острых пациентов с COVID-19.
Лаборатория Брэдфьюта проверила титры нейтрализующих антител в плазме выздоравливающих людей и плазме пациентов с острым COVID-19, которым вводили выздоравливающую плазму в качестве экспериментальной терапии в UNMH. Мы обнаружили, что, хотя у всех протестированных выздоравливающих пациентов были положительные титры антител против поверхностного белка Spike при измерении иммуноферментным анализом (ELISA), уровни нейтрализующих антител против живого SARS-CoV-2 были очень низкими у выздоравливающих людей и, следовательно, имели не повышать уровень антител и не облегчать прогрессирование болезни у реципиентов. Это исследование подчеркнуло важность предварительного скрининга плазмы выздоравливающих не только на общие антитела с помощью ELISA, но и для нейтрализации титров антител перед инфузией у пациентов. Мы также сотрудничали с TriCore Reference Laboratories, чтобы показать, что титры нейтрализующих антител коррелируют с коммерчески используемым простым и быстрым анализом обнаружения антител, который не требует использования живого вируса.
- Методы инактивации SARS-CoV-2 на поверхностях.
Мы протестировали несколько химических, тепловых, световых и других методов инактивации живых организмов SARS-CoV-2. Мы также продемонстрировали, что обычно предлагаемый метод обеззараживания масок N95 с помощью сухого тепла неэффективен для устранения живого SARS-CoV-2.
- Анализ продольных ответов антител и Т-клеток у выздоравливающих людей с COVID-19. Недавно мы были профинансированы UNM HSC CTSC для отслеживания иммунных ответов у пациентов после их выздоровления от инфекции SARS-CoV-2. У нас есть IRB, одобренный для этой работы, и в настоящее время мы набираем 50 пациентов для анализа их антител и Т-клеточного ответа на срок до 10 лет. Эта работа ответит на жизненно важные вопросы о том, как долго выжившие после COVID-19 имеют иммунный ответ против вируса.
- Скрининг малых молекул против SARS-CoV-2 in vitro.
Один из основных аспектов моей работы с SARS-CoV-2 заключается в тестировании малых молекул на их эффективность in vitro против живого вируса в лаборатории BSL-3. Мы работали с UNM HSC, главным кампусом UNM и учреждениями, не входящими в UNM, чтобы проверить их лекарства на противовирусную активность. Моя лаборатория проверила множество небольших молекул и обнаружила несколько, которые сильно подавляют репликацию. В результате этой работы было подано множество грантов, а также рукописи, находящиеся в стадии подготовки или присланные, образцы которых приведены ниже.
