The effect of heat inactivation of ferrets serum samples on the detection of SARS-CoV-2-specific IgG antibodies in elisa

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

BACKGROUND: Determination of serum antibody levels to the novel coronavirus SARS-CoV-2 is a necessary tool for assessing humoral immunity in COVID-19 patients or individuals vaccinated with specific vaccines, as well as for studying the immune responses to the viral antigens in animal models. Serum specimens of infected humans and animals are considered potentially infectious material, and therefore heat inactivation of samples at 56 °C for 1 hour is recommended to reduce the risk of infection of personnel during serological studies. However, this procedure may affect the detection of virus-specific IgG and IgM antibodies, making interpretation of the results difficult.

AIM: The goal is to evaluate the effect of heat inactivation of ferret serum samples on the binding of IgG antibodies to the SARS-CoV-2 antigens.

MATERIALS AND METHODS: Serum samples of SARS-CoV-2 naive and immune ferrets were analyzed in three variants: (1) native sera, (2) serum samples than were heated at 56°C for 1 hour, and (3) serum samples that were treated with receptor-degrading enzyme (RDE). The samples were studied in enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using recombinant RBD protein (receptor-binding domain of SARS-CoV-2 S-protein) as a substrate, followed by determination of specific antibody levels before and after treatments.

RESULTS: It has been shown that heat inactivation of the ferrets’ naive serum samples can lead to false-positive results, while RDE treatment can neutralize the effect of non-specific binding of IgG antibodies to the RBD domain of the SARS-CoV-2 S protein.

CONCLUSIONS: Structural rearrangement of SARS-CoV-2-specific IgG antibodies and the formation of immunoglobulin complexes during heat inactivation of serum samples can affect the avidity of the antigen-antibody complex and lead to false-positive results when performing enzyme immunoassay. One of the possible methods to reduce the risk of “artifacts” is the treatment of blood sera with RDE, which eliminates the effect of heat inactivation.

About the authors

Arina D. Goshina

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: arina8goshina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5432-0171

Junior Research Associate, Laboratory of Immunology and Prophylaxis of Viral Infections, Department of Virology

Russian Federation, Saint Petersburg

Victoria A. Matyushenko

Institute of Experimental Medicine

Email: matyshenko@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-4698-6085
Scopus Author ID: 57000245400

Research Associate, Laboratory of Immunology and Prophylaxis of Viral Infections, Department of Virology

Russian Federation, Saint Petersburg

Svetlana A. Donina

Institute of Experimental Medicine

Email: sveta.donina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6502-8341
Scopus Author ID: 6602276916

MD, Cand. Sci. (Med.), Senior Research Associate, Laboratory of Immunology and Prophylaxis of Viral Infections, Department of Virology

Russian Federation, Saint Petersburg

Ivan A. Sychev

Institute of Experimental Medicine

Email: atheneem@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7115-5662
Scopus Author ID: 57202008899
ResearcherId: J-6016-2018

Junior Research Associate, Laboratory of Immunology and Prophylaxis of Viral Infections, Department of Virology

Russian Federation, Saint Petersburg

Irina N. Isakova-Sivak

Institute of Experimental Medicine

Email: isakova.sivak@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-2801-1508
Scopus Author ID: 23973026600
ResearcherId: C-1034-2014

Dr. Sci. (Biol.), Head of Laboratory of Immunology and Prophylaxis of Viral Infections, Department of Virology

Russian Federation, Saint Petersburg

Anastasia E. Katelnikova

Institute of Experimental Medicine; Research and Manufacturing Company “Home of Pharmacy”

Email: katelnikova.ae@doclinika.ru
ORCID iD: 0000-0003-3203-9869
ResearcherId: O-6915-2018

MD, Cand. Sci. (Med.), Research Associat, Laboratory of Immunology and Prophylaxis of Viral Infections, Department of Virology; Head of the Immunobiological Research Group

Russian Federation, Saint Petersburg; Kuzmolovsky settlement, Leningrad Region

Larisa G. Rudenko

Institute of Experimental Medicine

Email: vaccine@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0107-9959
Scopus Author ID: 7005033248
ResearcherId: B-5169-2015

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the A.A. Smorodintsev Department of Virology

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Hu B, Guo H, Zhou P, Shi ZL. Characteristics of SARS-CoV-2 and COVID-19. Nat Rev Microbiol. 2021;19(3):141–154. doi: 10.1038/s41579-020-00459-7
  2. V’kovski P, Kratzel A, Steiner S, et al. Coronavirus biology and replication: implications for SARS-CoV-2. Nat Rev Microbiol. 2021;19(3):155–170. doi: 10.1038/s41579-020-00468-6
  3. Valdés-Fernández BN, Duconge J, Espino AM, Ruaño G. Personalized health and the coronavirus vaccines — do individual genetics matter? BioEssays. 2021;43(9):2100087. doi: 10.1002/bies.202100087
  4. Hu X, An T, Situ B, et al. Heat inactivation of serum interferes with the immunoanalysis of antibodies to SARS-CoV-2. J Clin Lab Anal. 2020;34(9): e2341. doi: 10.1002/JCLA.23411
  5. Pastorino B, Touret F, Gilles M, et al. Heat inactivation of different types of SARS-CoV-2 samples: What protocols for biosafety, molecular detection and serological diagnostics? Viruses. 2020;12(7):735. doi: 10.3390/v12070735
  6. Hu X, Zhang R, An T, et al. Impact of heat-inactivation on the detection of SARS-CoV-2 IgM and IgG antibody by ELISA. Clin Chim Acta. 2020;509:288–292. doi: 10.1016/j.cca.2020.06.032
  7. Rudenko L, Kiseleva I, Krutikova E, et al. Two live attenuated vaccines against recent low–and highly pathogenic H7N9 influenza viruses are safe and immunogenic in ferrets. Vaccines (Basel). 2018;6(4):74. doi: 10.3390/vaccines6040074
  8. Pedersen JC. Hemagglutination-inhibition test for avian influenza virus subtype identification and the detection and quantitation of serum antibodies to the avian influenza virus. Methods Mol Biol. 2008;436:53–66. doi: 10.1007/978-1-59745-279-3_8
  9. Muratsugu M. Mechanism of aggregates generated by heating human serum. Biol Pharm Bull. 1996;19(1):132–135. doi: 10.1248/bpb.19.132
  10. Futami J, Miyamoto A, Hagimoto A, et al. Evaluation of irreversible protein thermal inactivation caused by breakage of disulphide bonds using methanethiosulphonate. Sci Rep. 2017;7(1):12471. doi: 10.1038/s41598-017-12748-y
  11. Ryan-Poirier KA, Kawaoka Y. Distinct glycoprotein inhibitors of influenza A virus in different animal sera. J Virol. 1991;65(1):389–395. doi: 10.1128/jvi.65.1.389-395.1991

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. The amount of specific IgG antibodies against RBD of the SARS-CoV-2 S-protein in the blood sera of naive (a) and immune (b) ferrets. OD — optical density. Left panel shows the mean OD values at specified serum dilution. Right panel shows the area under the curve values. Significance of differences between the studied groups: n. s. — not significant, * p < 0.01, ** p < 0.0001

Download (259KB)

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».