在这里, 我们提出了一种基于细胞的流式细胞仪方法来检测中和抗体或其他因素, 干扰细胞吸收酶替代疗法在人类基质, 如脑脊髓液 (CSF) 或人血清。
对患者的酶替代疗法 (ERTs) 和其他生物疗法的管理可能引起抗药物免疫应答。这些抗药物抗体 (ADA) 的特性, 特别是那些可能中和药物的生物活性的, 称为中和抗体 (哥们), 对于了解这些抗体对药物的影响至关重要。药理学资料。本协议描述了一种基于细胞的流式细胞仪方法, 用于检测与人基质中有代表性的溶酶酶的细胞吸收的因子。该协议包括三程序: 筛选, 验证步骤, 和效价测定, 以检测, 识别, 并建立相对水平的中和抗体滴度在主题样品。
在这种方法中, 样品首先混合与荧光共轭的受体产物, 然后孵化与细胞 [例如, 人 T 淋巴细胞 (Jurkat 细胞)], 表达细胞表面阳离子无关甘露糖 6-磷酸盐受体 (CI-M6PR), 并最后, 用流式细胞仪进行分析。一个没有哥们的样本将导致通过CI-M6PR 吸收荧光共轭的产品, 而哥们的存在将与药物结合, 并干扰 CI-M6PR 的束缚和吸收。用流式细胞仪测量 Jurkat 细胞内化的荧光共轭应答剂的数量, 并将其与具有代表性的药物-天真基质存在的反应相比, 评估为百分比 (%) 信号抑制。在验证性的步骤中, 样品是预先孵化的与药物治疗结合的磁性珠子, 以耗尽药物特异的因素, 绑定到药品 (如哥们) 之前, 孵化与细胞。样品的筛选和确认阳性的药物特异的哥们在化验中, 然后连续稀释, 以产生抗体滴度。半定量抗体滴度可能与药物安全性和疗效的测量相关。
免疫原性评估是任何生物治疗产品, 包括 ERTs 的安全和效能监测计划的重要组成部分。患者可能会产生免疫反应, 直接影响药物的安全性、功效和药动学/药效学的概况。这些 ADA 的一个子集, 称为哥们, 可以通过两种方式抑制疗效: 通过抑制对靶向细胞的吸收, 或抑制反应酶的催化活性。这里提出的方法是用来测量干扰哥们细胞吸收的。为了充分监测治疗性反应的安全性和有效性, 持续监测哥们是至关重要的, 以阐明任何潜在的相关性与临床结果或药效学效果1。
评估哥们对蛋白质治疗的平台包括细胞基础, 酶活性和配体结合测定1。根据各种标准选择最佳检测平台: 治疗产物的作用机理、检测平台的灵敏度、选择性、精密度, 以及其在体内模拟哥们抑制作用的能力。.配体结合化验在某些情况下可能是适当的 (例如, 当一个相关的细胞系不能被辨认, 或者如果适当的敏感性不能达到在细胞基础的化验)。然而, 在 2016 FDA 关于工业文件和其他行业接受的白皮书草案中, 建议以细胞为基础的检测方法, 因为它们可以更好地反映药物在体内1、2的生物机制。,3。
开发流式细胞术细胞的关键部件包括一个合适的细胞系, 反应药物刺激, 一个替代品阳性对照, 中和的应答, 荧光共轭反应, 和测试物种生物矩阵4,5,6。细胞系的选择依赖于反应机制的作用和多细胞系应评估在检测发展3。在这里描述的方法, 人 Jurkat T 细胞被选择为他们的内源性 CI-M6PR 表达在细胞表面和缺乏抗体片段受体 (FcRs), 不加区别地束缚多数抗体的 Fc 区域7,8.在化验的发展过程中, 重要的是建立一个阴性对照的验证研究和病人样本测试, 如血清汇集从个人没有被治疗的测试文章1。细胞系还应容忍不同物种的相关基质, 以便在药物开发1的有意、临床和后营销阶段保持连续性。另一个成分是检测的阳性控制的选择。根据其结合治疗和中和吸收通过 CI-M6PR9,1的能力, 选择阳性对照的细胞吸收试验。通常很难获得有用的或可持续的数量的中和血清从人类的对象, 以用作化验控制, 特别是在罕见的疾病患者群体2。替代品包括来自超免疫动物的血清, 或亲和纯化的多克隆或单克隆抗体, 被注射到相关基质1中。在使用一种特定于物种的基质时, 可能存在于基质中的抗体以外的抑制因子可能会抑制其吸收。该检测的另一个关键成分是荧光共轭酶。根据检测对亮度、pH 稳定性以及流式细胞仪上其他通道的潜在光谱重叠的需要, 对荧光的选择进行评估。
这里所描述的化验是一个例子, 用来测量一个治疗蛋白, 例如,通过CI-M6PR 进入细胞的药物疗法。一些 ERTs, 目的是治疗溶酶体存储紊乱 (LSDs), 利用这一途径, 以细胞吸收和溶酶体靶向, 包括 elosulfase Morquio 综合征, cerliponase 阿尔法 CLN2 条病, agalsidase 阿尔法病, 并alglucosidase 阿尔法为庞贝氏病10,11。该方法的目的是通过CI-M6PR 来测量干扰药物结合和内化的哥们的相对水平。这是在分层筛选、验证和效度步骤3中执行的。样品先筛选出的阳性, 然后确认积极的步骤。最后, 筛选和确认阳性的样品可以连续稀释以产生抗体滴度1。这种基于细胞的流式细胞仪药物摄取检测提供了一种敏感和机械化相关的体外测量药物特异性哥们的方法, 可能会影响药物的药理学特征。我们以前验证的方法和测试临床样品使用这个平台的药物 elosulfase 阿尔法8。在这里, 我们描述的详细的分步协议, 可能适用于其他治疗蛋白或 ERTs。
中和的抗体或其他因素, 以防止通过 CI-M6PR 的摄入量, 有可能影响治疗的安全性或功效1。因此, 使用与药物作用机制相关的健壮模型对哥们进行评价是很重要的。我们和其他人发现, 某些生物测定格式 (如受体二聚化、荧光素酶表达等) 的性能与卫生当局建议的检测精度、重现性和灵敏度不一致.29. 在这里描述的生物测定方法中, Jurkat 细胞用于表达内源性 CI-M6PR, 用于监测特定于溶酶体吸收的哥们。结合流式细胞仪的读数, 本试验采用了一种生理细胞模型, 具有适当的检测精度、灵敏度、重现性和较高的样品吞吐量。采用流式细胞术的检测方法也适用于其他适应症。例如, 已制定方法来检测前已存在的抗体抗戊型肝炎和腺相关病毒 (AAV)30,31。
该协议中的关键步骤包括选择合适的荧光, 结合一个 LQC, 监测检测灵敏度, 确保足够的细胞活力水平, 并保持严格遵守孵化时间。在这里给出的例子中, 显影 (例如, alexa 488, alexa 氟 647, 和 5e), 共轭到溶酶酶的, 在他们的表现广泛的变化。Alexa 647, 也是最亮的荧光测试了32, 被选择为进一步的化验发展。我们建议在试验的开发中及早评估一些显影, 以提供最佳的灵敏度和动态范围。样品测试中的检测灵敏度应通过包括一个 LQC 足够接近灵敏度限制, 它将失败的测试运行11%。与 HQC, LQC 还作为一个系统适合 QC 监测检测漂移的时间3。最佳的细胞生存能力和性能是通过准备一个单细胞银行的单一使用整除数和资格在新的细胞银行根据可比较的 QC 结果3,18。细胞和荧光共轭药物潜伏期也是一个一致的检测性能的核心, 因为药物摄取量随着时间的推移, 药物与细胞孵化。为了最大限度地减少药物摄取的日常变化, 样本数据可以归一化到每个板块上的共用矩阵控制样本 (例如, 上述方法中的切点控制样本)。使用此方法生成一致数据的另一个重要因素是监视板的均匀性并尽量减少可能的边缘效应。最初的实验可能包括在整个板块上使用单一 QC 进行化验, 而在化验验证 (如精确度和准确度)1中, 可以进行更健壮的实验。这说明了板块图布局33的重要性。如板块图示例所示, 在平板显示器两侧放置的质量控制样本可以随时间利维-詹宁斯图34进行跟踪。
虽然这种检测监测哥们和其他因素, 可能抑制溶酶酶的吸收, 还可以进行额外的实验, 以确认吸收抑制由于抗体。一种选择是治疗样品与蛋白质 A/克/L, 其中非专门结合免疫球蛋白35。如果样品在蛋白 A/克/升耗尽后继续检测阳性, 则非抗体抑制因子可能会导致药物摄取受阻。本发明的方法旨在测量抗体介导的吸收抑制, 如果发现具有非抗体抑制因子的高百分比样本, 则应重新考虑阳性控制和其他检测参数。
这项化验还可以进一步说明, 根据药物的作用机制, 向适当的细胞室展示荧光标记的药物流量。在这里提出的例子中, 预计将 CI-M6PR 绑定到细胞表面, 并将其与溶酶体通信。我们以前报告了几个实验的结果, 表明在该方法中所观察到的几乎所有的荧光信号都是溶酶体8中荧光标记的。通过对细胞松弛素 B 细胞的治疗, 我们发现荧光标记的检测信号被消除, 从而通过抑制肌动蛋白重组来扰乱内化。此外, 实验, 淬火外部荧光与台盼蓝, 或减缓内化通过放置细胞在4°c, 表明, 荧光标记的探针是迅速内化, 非常少的荧光是由于在细胞表面的研究。应用共焦显微术可视化 pH 敏感 lysotracker 染料与荧光共轭药物的协同定位, 证实了溶酶体靶向性。通过 CI-M6PR 吸收的特异性也可能被证实使用外源 M6P 与标记药物竞争受体结合。在其他化验中, 应进行类似的实验, 以验证荧光共轭药物的摄取动力学和细胞定位。
以细胞为基础的检测平台, 用于研究利用 CI-M6PR 受体介导吞的治疗药物哥们。我们最近报告的结果使用这个测试平台, 表明没有相关性的发展与药物疗效的 elosulfase 阿尔法36,37。为验证临床样品检测的结果, 应根据已建立的指导3,对检测灵敏度、精密度、选择性、特异性、耐药性、鲁棒性和切口点等参数进行评估,4. 还应指出的是, 对于溶酶体 ERTs, 哥们可能会有可能通过在酵素催化部位附近的结合来干扰药物活性。一般而言, 我们认为监测这种类型的抓获是一个较低的优先级, 因为溶酶体的严酷酸性和蛋白水解环境不利于抗体-反应性的相互作用2,39,40。然而, 有可能是耐蛋白水解哥们存在, 并可能抑制的催化部分药物40。这种检测监测荧光标记的酶对溶酶体的吸收, 而该检测的局限性是无法监测抗蛋白蛋白酶哥们。如果这种类型的逮捕是基于安全或有效性数据的怀疑, 应制定一个监测治疗活动的检测, 并用于测试样品。
免疫原性评估对于了解哥们对药物安全性和疗效的影响具有重要意义。哥们的鉴定可以通过CI-M6PR 抑制体外药物摄取, 为了解体内的吸收活动提供了机会。本文提出的方法是利用人类细胞系表达 CI-M6PR 来测量荧光共轭溶酶体细胞吸收的干扰。这种方法已经被用来监测哥们的几个 ERTs, 目的是治疗溶酶贮存疾病。这个检测平台可能适用于其他方法, 研究哥们的影响, 需要细胞内化的生物疗法, 其适当的功能。
The authors have nothing to disclose.
作者没有确认。
0.22 µm filter unit, 500 mL vacuum filter flasks | Corning | CLS430769 | |
Round Bottom 96-well culture plates | Thermo-Nunclon | 163320 | |
Sterile reagent reservoirs | VistaLab | 3054-1004 | |
96 well white round bottom polystyrene microplate plate | Corning | 3605 | |
96-well Polypropylene Tubes, 8-Tube Strips | Corning | 4408 | |
Magnetic bead separator tube rack | V&P Scientific, Inc | VP 772F2M-1, VP 772F2R-2, VP 772F2R-3 | |
DynaMag -2 Magnet | Thermo Fisher Scientific | 12321D | |
DynaMag -96 Side Skirted Magnet | Thermo Fisher Scientific | 12027 | |
BD FACSCanto II Flow Cytometer | BD Biosciences | ||
BD High Throughput Sampler (HTS) | BD Biosciences | ||
BioRad TC20 Automated Cell Counter | BioRad | 1450103 | |
Microplate Shaker | VWR | 12620-928 | |
Galaxy MiniStar Microcentrifuge | VWR | C1413 | |
tissue culture CO2 incubator | Nuaire | NU-4750 | |
Biosafety cabinet | Labcono | Purifier Cell Logic + | |
Jurkat Cell Line | ATCC | TIB152™ | |
Alexa Fluor 647 Protein Labeling Kit | Thermo Fisher Scientific | A20173 | |
Dynabeads M270 Streptavidin | Thermo Fisher Scientific | 65306 | |
EZ-Link NHS-LC-LC-Biotin | Thermo Fisher Scientific | 21343 | |
RPMI-1640 1X Medium | Life Technologies | A10491-01-500mL | |
Fetal Bovine Serum (FBS) | ATCC | 30-2020 | |
Pen-Strep (100X) liquid formulation | Corning | 30-002-CI | |
1X DPBS without calcium and magnesium | Corning | 21-031-CV | |
4% Para-formaldehyde | Electron Microscopy Science | 15735-85 | |
LIVE/DEAD Fixable Violet Dead Cell Stain Kit, for 405 nm excitation | Life Technologies | L34955 | |
Tween 20 | Sigma | P1379-100mL | |
Bovine Serum Albumin | Sigma | 3059 | |
Pooled human matrix (e.g. human serum or cerebrospinal fluid) | Bioreclamation IVT | request a quote from website | |
VWR Polyester Plate Film | VWR | 60941 | |
Seal & Sample Aluminum Foil | Beckman Coulter | 538619 |