DOI: 10.1051/vetres:2001139

Vet. Res. 32 (2001) 475-489

Agglutination-separation reactions of red blood cells sensitized with Newcastle disease virus: quantities, agglutination characteristics, and serology of altered virus and HN spikes released following neuraminidase reactivation

I.L. Graves

Department of Molecular Microbiology and Immunology, School of Hygiene and Public Health, The Johns Hopkins University, 615 North Wolfe Street, Baltimore, Maryland 21205 USA

(Received 22 May 2000; accepted 26 April 2001)

Abstract
Red blood cells (RBC) become sensitized following the elution of strain 575 Newcastle disease virus (NDV). The neuraminidase (NA) in the haemagglutinin (HA)-sialic acid configuration is inactive. The HA on sensitized RBC agglutinates normal RBC. The sialic acid on normal RBC initiated reactivation of the NA-a newly described function. Then normal-sensitized RBC agglomerates separated at 37 °C in the irreversible agglutination-separation (AS) reactions. With separation the AS products, HN spikes (150-200 kDa) and altered NDV, which contain fewer HN spikes than intact allantoic NDV, were removed from the sensitized RBC and the NDV membrane. Extraction of HN spikes from the membrane required more sialic acid than the removal of AS products from RBC. Thus 2 reactions were delineated for the orderly removal. Amounts of each released AS product suggest the source of the HN spikes. AS reactions and ether treatment of NDV increased the HA titres up to 19.2 fold. HA-sialic acid configurations were estimated by the amounts of normal RBC agglutinated by sensitized RBC and also by agglutination with fetuin. Elution of B1 vaccine, HN spikes from ether-treated NDV as well as AS products separated on sephadex resulted in incompletely sensitized RBC; fewer configurations were titrated with normal RBC; all failed to respond to anti-NA antibody. In contrast, sensitized RBC or suspensions of 575 NDV, but not the B1 vaccine strain, responded to both anti-NA and anti-HA antibody. Sensitization, slow elution, and responding to anti-NA antibody, which was accompanied by fluorescent foci on sensitized RBC, required intact NDV and the infrequent HA-sialic acid configuration. The NA was inactive for the HA-sialic acid configuration but cleaved fetuin, indicating substrate specificity. An inactive NA would allow time for fusion and NDV penetration rather than elution by an active NA early in NDV infection.

Résumé
Réactions d'agglutination-séparation d'hématies sensibilisées avec le virus de la maladie de Newcastle : caractéristiques de l'agglutination et sérologie des produits de réaction et nouvelle fonction de l'acide sialique. Les hématies se trouvent sensibilisées après élution de la souche 575 du virus de la maladie de Newcastle (NDV). La neuraminidase (NA) est inactive dans la configuration hémagglutinine (HA)-acide sialique. La HA des hématies sensibilisées agglutine les hématies normales. L'acide sialique des hématies normales entraîne la réactivation de la NA (fonction nouvellement décrite). Alors les agglomérats d'hématies normales et d'hématies sensibilisées sont séparées à 37 °C dans des réactions irréversibles d'agglutination-séparation (AS). Avec la séparation les produits de l'AS, c'est-à-dire les pointes de HN (150-200 kDa) et le NDV altéré (qui contient moins de pointes de HN que le NDV intact) étaient éliminés des hématies sensibilisées et de la membrane du NDV. L'extraction des pointes de HN à partir de la membrane a nécessité plus d'acide sialique que l'élimination des produits AS à partir des hématies. Les quantités de chaque produit de l'AS relargué indiquent la source des pointes de HN. Les réactions de l'AS et le traitement du NDV à l'éther ont augmenté les titres jusqu'à 19,2 fois. Les configurations HA-acide sialique ont été estimées par les quantités d'hématies normales agglutinées par les hématies sensibilisées et aussi par agglutination avec la fétuine. L'élution du vaccin B1, des pointes de HN à partir du NDV traité à l'éther ainsi que des produits AS séparés sur Sephadex a produit des hématies incomplètement sensibilisées. Moins de configurations ont été titrées avec des hématies normales; elles ne répondaient pas à l'anticorps anti-NA. A l'inverse, des hématies sensibilisées ou des suspensions de NDV 575 (mais pas du vaccin B1) ont répondu à la fois à l'anticorps anti-NA et à l'anticorps anti-HA. Sensibilisation, élution lente et réponse à l'anticorps anti-NA, qui étaient accompagnés de foyers fluorescents sur les hématies sensibilisées, ont nécessité du NDV intact et la configuration rare HA-acide sialique. La NA était inactive pour la configuration HA-acide sialique mais clivait la fétuine indiquant la spécificité du substrat. Une NA inactive permettrait d'augmenter le temps nécessaire pour la fusion et la pénétration du NDV plutôt que son élution par une NA active très tôt lors d'une infection par le NDV.

Key words: Newcastle disease virus / agglutination-separation reactions of sensitized RBC / neuraminidase reactivation / new sialic acid function / HN serologic configurations

Mots clés : virus de la maladie de Newcastle / réactions d'agglutination-séparation des hématies sensibilisées / pointes de HN / nouvelle fonction de l'acide sialique / configurations sérologiques de la HN

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