Establishment of an ELISA for the Detection of Orthopox Viruses Based on Neutralizing Monoclonal and Polyclonal Antibodies

Abstract

Summary Various combinations of polyclonal and neutralizing monoclonal antibodies (MAbs) of distinct specificity were evaluated as capture or detecting antibodies in an orthopox virus antigen ELISA. Acceptable results were achieved in an assay based on polyclonal antibodies. A 10 times higher sensitivity, however, was obtained using a combination of one monoclonal catching antibody reactive with viral envelope epitopes and polyclonal detection antibodies. This configuration proved to be superior in sensitivity to all others. Specificity was confirmed with 5 vaccinia virus strains (including one recombinant virus) and 8 species of orthopox viruses. Monkeypox and mousepox virus reacted exclusively in the polyclonal assay due to a lack of the specific epitope for the monoclonal antibody. The detection limit compared to the infectivity titer amounted to 10³–10⁴ in the monoclonal/ polyclonal and to 10⁴–10⁵ TCID₅₀/0.1 ml in the polyclonal combination. The correlation between infectivity- and ELISA-titer was demonstrated by a study of the replication cycle of the rabbitpox virus Uetrecht in the permanent rabbit kidney cell line RK-13. With the established ELISAs vaccinia virus could also be detected in organ suspensions of lethally infected NMRI-mice, depending on the level of infectivity. Zusammenfassung Entwicklung eines auf neutralisierenden monoklonalen und polyklonalen Antikörpern basierenden ELISA zum Nachweis von Orthopockenviren Verschiedene Kombinationen polyklonaler und neutralisierender monoklonaler Antikörper (MAK) unterschiedlicher Spezifität wurden auf ihre Eignung zur Etablierung eines Antigen-ELISA für Orthopockenviren überprüft. Die getesteten Kombinationen erwiesen sich unterschiedlich stark sensitiv. Ein ausschließlich aus polyklonalen Antikörpern bestehender Test lieferte akzeptable Ergebnisse. Zehnmal empfindlicher und allen untersuchten Konfigurationen überlegen zeigte sich eine Kombination aus einem monoklonalen gegen Hüll-Epitope gerichteten „Fänger-Antikörper” und einem polyklonalen „Detektionssystem”. Die Spezifität wurde durch 5 Vacciniavirus-Stämme und 8 weitere Orthopockenvirus-Spezies belegt. Affen- und Mäusepockenvirus reagierten nur im polyklonalen Testsystem, da diesen beiden Viren das spezifische Epitop des MAK fehlt. Die Nachweisgrenze, in bezug auf den Infektiositätstiter, lag für die monoklonal/polyklonale Kombination bei 10³–10⁴ und für die polyklonale bei 10⁴–10⁵ TCID₅₀ / 0,1 ml. Die Korrelation zwischen Infektiositäts- und ELISA-Titer wurde am Beispiel des Replikationszyklus des Kaninchenpockenvirus Uetrecht in der permanenten Kaninchennieren-Zellinie RK-13 gezeigt. Auch in Organen lethal infizierter NMRI-Mäuse konnte Vacciniavirus mit den etablierten ELISAs nachgewiesen werden.