여기 우리는 중화 항 체 또는 인간 매트릭스, 뇌 척추 액체 (CSF) 등 인간의 혈 청에에서 효소 대체 요법의 세포질 통풍 관을 방해 하는 다른 요소를 감지 하는 셀 기반 흐름 cytometry 방법을 제시.
효소 대체 요법 (ERTs)의 관리 및 다른 생물 학적 치료 환자에 게 마약 방지 면역 반응을 유도 수 있습니다. 특히 그 마약, 중화 항 체 (NAbs)를 나의 생물 학적 활동을 무력화 수 있습니다 이러한 마약 방지 항 체 (ADA)의 특성은 약물의에이 항 체의 효과 이해 하는 중요 한 약리 프로 파일입니다. 이 프로토콜에서는 인간의 매트릭스에 대표 lysosomal ERT의 세포질 통풍 관을 중화 하는 요소를 검색 하는 셀 기반 흐름 cytometry 방법을 설명 합니다. 3 절차의 프로토콜 구성: 심사, 확정 단계를 감지, 분석 실험 titer 식별, 그리고 중화 주제 샘플에 항 체 titer의 상대적 수준을 확립.
이 방법에서는, 샘플 먼저 fluorophore 활용 ERT 제품 혼합 다음 셀 [예를 들면, 인간 T 림프 톨 (Jurkat 세포)] 세포-표면 양이온 독립만 노 오 스 6 인산 염 수용 체 (CI-M6PR), 표현 하는 인 큐베이 팅 하 고 마지막으로, 교류 cytometer와 분석. 반면, NAbs의 존재는 마약을 바인딩할 하 고 CI M6PR 바인딩 및 통풍 관을 방해 NAbs 없이 샘플은 fluorophore 활용 ERT 제품 통해 CI M6PR의 통풍 관에 발생 합니다. Fluorophore 활용 ERT Jurkat 세포에 의해 내 면의 양은 cytometry에 의해 측정 하 고 대표적인 약물 순진한 매트릭스 존재 얻은 응답에 비해 백분율 (%) 신호 억제로 평가. 확정 단계 샘플 미리 incubated 구슬과 ERT 활용 된 자기 세포로 부 화 하기 전에 (예: NAbs) 마약에 바인딩되는 마약 관련 요소를 고갈 하는. 샘플 화면 하 고 마약 관련 NAbs 분석 결과에 대 한 긍정적인 확인을 순차적으로 생성 한 항 체 titer를 희석 됩니다. 반 정량적 항 체 titers 약물 안전 및 효 험의 측정 상관 될 수 있습니다.
Immunogenicity 평가 안전 성과 효능 모니터링 ERTs 포함 모든 생물 학적 치료 제품에 대 한 프로그램의 중요 한 부분입니다. 환자는 약물 안전, 효능, 그리고 pharmacokinetic pharmacodynamic 프로필 직접 영향을 수 있는 면역 반응을 개발할 수 있습니다. NAbs, 라는이 ADA의 하위 집합 두 가지 방법으로 ERT 효능을 억제 수 있습니다: 대상된 셀 또는 ERT 촉매 활동을 억제 함으로써 ERT 통풍 관의 억제를 통해. 여기에 제시 된 방법 측정 NAbs ERT 통풍 관 세포로 방해 하는 설계 되었습니다. 안전과 치료 ERT의 효능을 완벽 하 게 모니터링 하려면 NAbs의 지속적인 모니터링 elucidating 임상 결과 또는 pharmacodynamic 효과1어떤 잠재적인 상관 관계에서 결정적 이다.
NAbs 단백질 치료제에 대 한 평가 대 한 플랫폼 포함 셀 기반, 효소 활동 및 ligand 바인딩 분석1. 다양 한 기준에 따라 최적의 분석 결과 플랫폼 선택: vivo에서 치료 제품, 분석 결과 플랫폼 감도, 선택도, 정밀도, 및 중요 한 것은,의 금지 행동을 모방 하는 능력의 행동의 메커니즘 NAbs . Ligand 바인딩 분석 실험은 특정 경우에 있을 수 있습니다 (예를 들어, 관련 셀 라인을 식별할 수 없는 경우 또는 세포 기반 분석 결과에 적절 한 감도 얻을 수 없는 경우). 그러나, 산업 문서 및 다른 업계에서 수용 된 백서에 대 한 2016 초안 FDA 지침, 셀 기반 NAb 분석 실험 때문에 그들은 더 나은 있습니다 것이 좋습니다 반영1,2 생체 내에서약물의 생물 학적 메커니즘 , 3.
교류 cytometry 셀 기반 NAb 분석 결과 개발 하기 위한 중요 한 구성 요소는 적합 한 셀 하 포함 약 자극, 대리 긍정적인 제어 응답 중화는 ERT, fluorophore 활용 ERT 및 생물학적 테스트 종 NAb 매트릭스4,,56. 셀 라인 선택 행동의 ERT 메커니즘에 의존 하 고 여러 셀 라인 분석 결과 개발3중 평가 한다. 여기 설명 하는 방법을 인간의 Jurkat T 세포 세포 표면에 항 체 단편 수용 체 (FcRs)을 무차별 대부분 항 체7,8의 Fc 지역의 부족 그들의 생 CI M6PR 식 선정 됐다 . 분석 결과 개발 하는 동안 유효성 검사 연구와 테스트, 테스트 문서1치료 하지 개인에서 풀링된 혈 청 등 환자 샘플에 대 한 부정적인 통제 설정 중요 하다. 셀 라인 또한 약물 개발1의 nonclinical, 임상, 및 사후 마케팅 단계에 걸쳐 연속성에 대 한 다른 종에서 관련 행렬을 용납 한다. 다른 구성 요소 분석 결과 긍정적인 통제의 선택 이다. ERT 셀 이해 분석 결과 대 한 긍정적인 컨트롤 바인딩 치료과 CI M6PR9,1를 통해 이해를 무력화 하는 기능에 따라 선택 되었다. 희귀 질환 환자 인구2에서 특히 분석 결과 컨트롤로 사용 하기 위해 인체에서 유용한 또는 지속 가능한 양의 중화 antisera 얻기 위해 자주 어렵습니다. 대안 하이퍼 예방 접종 동물, 또는 선호도 정화 polyclonal 또는 단일 클로 널 항 체 분석 결과 관련 매트릭스1에 아군에서 antisera를 포함 합니다. 종의 매트릭스를 사용 하 여, 매트릭스에 존재 하는 항 체 이외의 금지 요인 ERT 통풍 관 억제 수 있습니다 가능 하다. 분석 결과의 또 다른 중요 한 구성 요소가 이다 fluorophore 활용 ERT. ERT 활용에 대 한 fluorophore의 선택은 밝기, pH 안정성, 그리고 교류 cytometer에 다른 채널에 잠재적인 스펙트럼 중첩에 대 한 분석 결과 필요에 따라 각 ERT에 대 한 평가 되어야 한다.
여기서 설명 하는 분석 결과 ERT는 셀 통해 CI M6PR 들어가는 등 치료 단백질, NAb 측정에 대 한 예입니다. 여러 ERTs, lysosomal 저장 장애 (LSDs) 치료, elosulfase 알파 A Morquio 증후군, CLN2 고정 편 질병에 대 한 cerliponase 알파, Fabry 질병에 대 한 agalsidase 알파를 포함 하 여 세포 통풍 관 및 lysosomal 타겟팅이 통로 활용 하기 위한 고 Pompe 질병10,11alglucosidase 알파. 이 방법의 목적은 마약 바인딩 및 국제화를 통해 CI M6PR 방해 NAbs의 상대적 수준을 측정 하는 것입니다. 이 계층 검사, 확인, 및 titer에서 수행 단계3. 샘플 먼저 NAb 양성 위한 상영 되며 다음 확인 단계에서 긍정적인 확인. 마지막으로, 샘플 화면 하 고 긍정적인 확인을 항 체 titer1생성 하 순차적으로 희석 수 있습니다. 이 셀 기반 흐름 cytometry 약물 이해 분석 결과는 측정 하는 약물의 약리 프로 파일에 영향을 미칠 수 있는 약물 관련 NAbs의 민감하고 mechanistically 관련 생체 외에서 방법을 제공 합니다. 우리는 이전 메서드를 유효성을 검사 하 고 약 elosulfase 알파8이 플랫폼을 사용 하 여 임상 샘플 테스트. 여기는 다른 치료 단백질 또는 ERTs에 적용할 수 있습니다 상세한 단계별 프로토콜에 설명 합니다.
중화 항 체 또는 CI M6PR 통해 ERT 통풍 관을 방지 기타 요인 ERT 안전 이나 효능1영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서, 그것은 강력한 모델 관련 약물의 행동의 메커니즘을 사용 하 여 제목 샘플에서 NAbs를 평가 하는 것이 중요입니다. 우리와 다른 것으로 나타났습니다 일부 생물 검정 형식 (예:수용 체 이합체 화, luciferase 식, 등)의 성능 분석 결과 정밀도, 재현성, 고 감도 대 한 보건 기관 권장 일치 하지 29. 여기 설명 하는 검정 방법을, Jurkat 세포 생 CI M6PR 나타내는 NAbs lysosomal ERT 통풍 관에 특정 모니터링 하 고용 된다. 교류 cytometry 판독을 결합해,이 분석 결과 적합 한 분석 결과 정밀도, 감도, 재현성, 및 높은 샘플 처리량 생리 셀 모델을 사용 합니다. 탐지를 잡을 수는 흐름 cytometry 판독도에 적용 된 다른 표시. 예를 들어 메서드 간염 E과 adeno 관련 바이러스 (AAV)30,31에 대 한 기존의 항 체를 검출 하기 위하여 개발 되었습니다.
중요 한 단계는 프로토콜에 적합 한 fluorophore, 모니터에 감도, 시험 세포 생존 능력의 충분 한 수준을 보장 하 고 부 화 시간에 엄격한 준수를 유지 관리 하는 LQC 통합을 선택 포함 됩니다. 여기에 제시 된 예에 fluorophores (예를 들어, 알 렉 사 Fluor 488, 알 렉 사 Fluor 647, 및 사이 퍼 5e), lysosomal ERT, 그들의 성능에 광범위 하 게 변화를 활용. 밝은 fluorophore 테스트32는 또한, 알 렉 사 Fluor 647 추가 분석 결과 개발에 대 한 선정 됐다. 여러 fluorophores 최고의 감도 및 동적 범위를 제공 하는 분석 결과의 개발 초기에 평가 하는 것이 좋습니다. 샘플 테스트 하는 동안 분석 결과 감도 테스트 실행1의 1%에 실패 합니다 감도 제한에 근접 하는 LQC를 포함 하 여 모니터링 해야 합니다. HQC, 함께 LQC 역할도 시스템 적합성 QC 시간3분석 결과 드리프트 모니터링 한다. 최적의 세포 생존 능력 및 성능을 단일 사용 aliquots의 세포 은행을 준비 하 고 비교 QC 결과3,18에 따라 새로운 세포 은행에 한정 함으로써 이루어집니다. 약물 흡수 증가 약물 세포와 알을 품는 시간 이후 셀 및 fluorophore 활용 된 마약 보육 시간 일관성 분석 결과 성능 중심도 있습니다. 약물 흡수에 일상적인 변화를 최소화 하기 위해 샘플 데이터 (예를 들어, 위의 방법에서 컷된 포인트 제어 샘플) 각 접시에 풀링된 매트릭스 제어 샘플 정규화 수 있습니다. 일관 된 데이터를 생산 하는이 방법에 또 다른 중요 한 요소 플레이트 균일성을 모니터링 하 고 가능한 가장자리 효과 최소화 하는 것입니다. 초기 실험 수행 하는 동안 더 강력한 실험 분석 결과 유효성 검사 (예를 들면, 정밀도 정확도)1동안 수행할 수 있습니다 전체 접시에 걸쳐 단일 QC를 사용 하 여 분석 결과 포함할 수 있습니다. 이 접시 지도 레이아웃33의 중요성을 보여 줍니다. 플레이트 지도 예제 에서처럼 품질 관리 샘플 배치 접시 모니터의 양쪽에 Levey 제닝스 차트34시간이 지남에 추적할 수 있는 균일.
이 분석 결과 NAbs 및 lysosomal ERT 통풍 관 억제 수 있습니다 하는 다른 요소를 모니터링 하는 동안 추가 실험 확인 한 통풍 관 억제 항 체 때문에 실시 수 있습니다. 하나의 옵션 A/G/L, 비 특정 면역 글로불린35를 묶는 단백질으로 샘플을 치료 하는 것입니다. 샘플 단백질 A/G/L 고갈 후 긍정적인 테스트를 계속 해 서, 비 항 체 억제 요소 차단 약물 이해에 대 한 책임 수 있습니다. 여기에 설명 된 메서드는 항 체 중재 통풍 관 억제, 그리고 긍정적인 통제 및 다른 분석 결과 비 항 체 억제 요인으로 주제 샘플의 높은 비율로 발견 되 면 재검토 해야 하는 매개 변수를 측정 하도록 설계 되었습니다.
분석 결과 약물의 행동의 메커니즘에 따라 적절 한 세포질 구획에 fluorophore 라는 마약 교통 정체를 보여 주기 위해 추가 특징 수 있습니다 또한. 여기에 제시 된 예제는 ERT CI M6PR 세포 표면에 바인딩 하는 리소좀에 교통으로 예상 된다. 우리 이전 보고 있음을 나타내는 여러 가지 실험의 결과 거의 모든 리소좀8ERT fluorophore 표시에서 메서드 결과에서 관찰 하는 형광 신호. 우리는 ERT fluorophore 표시 신호 cytochalasin 방해 말라 개편의 억제를 통해 국제화 B에 포함 된 셀의 치료를 다음과 탈락 했다 발견. 또한, 4 ° C에서 셀을 배치 하 여 외부 fluorophore trypan 파랑, 또는 둔화 국제화와 침묵 실험 나타냅니다 fluorophore 표시 ERT 빠르게 내 면 아주 작은 형광은 세포 표면에 바운스되는 ERT. Lysosomal 타겟팅 fluorophore 활용 된 마약 confocal 현미경 검사 법을 사용 하 여 pH에 민감한 lysotracker 염료의 공동 지역화를 머릿속으로 확인 됐다. CI-M6PR 통해 통풍 관에 대 한 특이성 수 있습니다 또한 수용 체 바인딩에 대 한 레이블이 약물과 경쟁 하기 위해 exogenous M6P를 사용 하 여 확인할 수 있습니다. 비슷한 실험 이해 속도 론 및 다른 분석 실험에 fluorophore 활용 된 약물의 세포 지역화 확인 수행 되어야 한다.
이 세포 기반 분석 플랫폼 NAbs CI M6PR 수용 체 중재 된 endocytosis를 활용 하는 치료 약물에 대 한 연구에 사용 되었습니다. 우리는 최근 elosulfase 알파36,37NAb 및 약물 효능의 개발 사이의 상관 관계가 입증이 분석 결과 플랫폼을 사용 하 여 결과 보고 했다. 임상 샘플 테스트, 매개 변수, 분석 결과 감도, 정밀도, 선택도, 특이성, 약물 내성, 견고성를 포함 하 여 분석 결과 유효성을 검사 하 여 포인트를 잘라 설립된 guidances3, 평가 되어야 한다 4. 또한 주목 해야 한다, lysosomal ERTs 대 NAbs 효소 촉매 사이트 근처 바인딩을 통해 마약 활동을 방해 하는 잠재력을 개발할 수 있습니다. 일반적으로, 우리는이 유형의 NAb는 리소좀의 가혹한 산 성 및 분해 환경 ERT 항 체 상호 작용2,,3940에 유리한 있기 때문에 우선 순위가 낮은의 수를 모니터링을 고려 합니다. 그러나, 그것은 분해 방지 NAbs 존재 및 약40의 촉매 부분을 억제 수 있습니다. 이 분석 결과 모니터 fluorophore 표시 ERT 글귀는 리소좀 및 분석 결과의 제한에 분해 방지 NAbs 모니터링 하는 무 능력 이다. NAb의이 종류는 안전 또는 효 험 데이터에 따라 의심 되, ERT 활동을 모니터링 하는 분석 결과 개발 하 고 샘플을 테스트 하는 데 사용 해야 합니다.
Immunogenicity의 평가 마약 안전 및 효 험에 NAbs의 효과 이해에서 중요 하다. 생체 외에서 마약 통풍 관을 통해 CI M6PR 억제 능력이 NAbs의 식별 NAb 활동 비보를 이해 하기 위한 기회를 제공 합니다. 여기에 제시 된 방법 CI-M6PR fluorophore 활용 lysosomal ERT 세포질 통풍 관의 간섭 측정을 표현 하는 인간 세포 선을 활용 합니다. 이 방법은 이미 NAbs lysosomal 저장 질병을 치료 하기 위한 여러 ERTs에 대 한 모니터링 하는 데 사용 되었습니다. 이 분석 결과 플랫폼 그들의 적절 한 기능에 대 한 셀룰러 국제화를 필요로 하는 생물 학적 치료제에 NAbs의 효과 연구를 위한 다른 방법을 적용할 수 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
저자 아무 승인 있다.
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 |