Whole blood Immunophenotyping is indispensable for monitoring the human immune system. However, the number of reagents required and the instability of specific fluorochromes in premixed cocktails necessitates daily reagent preparation. Here we show that semi-automated preparation of staining antibody cocktail helps establish reliable immunophenotyping by minimizing variability in reagent dispensing.
Immunophenotyping של דם היקפי ידי זרימת cytometry קובע שינויים במעמדם תדירות הפעלה של לויקוציטים היקפי במהלך מחלה וטיפול. יש לו את הפוטנציאל לחזות יעילות טיפולית ולזהות מטרות טיפוליות חדשניות. מכתים הדם כולו מנצל דם unmanipulated, אשר ממזער ממצאים שיכולים להתרחש במהלך הכנת המדגם. עם זאת, מכתים דם כולה צריך להיעשות גם על דם טרי שנאסף כדי להבטיח את תקינותו של מדגם. בנוסף, עדיף להכין קוקטיילים נוגדן באותו יום, כדי למנוע אי-יציבות אפשרית של טנדם צבעי ולמנוע אינטראקציה מגיב בין צבעי סגול מבריק. לכן, מכתים דם שלם דורש סטנדרטיזציה זהיר כדי לשלוט על השתנות תוך והבין-ניסיוני.
כאן אנו מדווחים הפריסה של המטפל נוזלי אוטומטי מצויד בקורא ברקוד דו מימדי (2D) לתהליך רמת ביצוע antibodקוקטיילים y עבור cytometry הזרימה. נוגדנים הועברו לתוך צינורות המינימרקטים 2D מסודרים בתבנית 96 באר ותוכנם הידור במסד נתונים. המטפל הנוזל יוכל לאתר את בקבוקוני נוגדן המקור על ידי הפנית שמות נוגדנים בתוך מסד נתונים. השיטה שלנו בוטלה תיאום משעמם מיצוב של צינורות נוגדן המקור. היא ספקתי צדדית המאפשרת למשתמש לשנות כל מספר בקלות פרטים בתהליך מחלק הנוגדנים כגון נוגדנים ספציפיים לשימוש, נפח, ויעד על ידי שינוי בבסיס הנתונים בלי לשכתב את scripting בשיטת התוכנה עבור כל assay.
הוכחת ניסוי מושג מושגת דיוק assay יתר משפחות ובתוכן מצטיין, שמפגין הכנה לשכפל של 11 צבעים, תזרים 17-נוגדן cytometry assay. מתודולוגיות אלה הגדילו את תפוקה הכוללת זרימה cytometry מבחנים ובהנחייה כנה יומית של קוקטיילי נוגדן המורכבים הנדרשים עבור pheno המפורטאפיון typic של דם היקפי anticoagulated הטרי שנאסף.
Immunophenotyping של דם היקפי אדם קובע שינויים הכמותיים ואיכותי תת תא חיסון 1. הוא מספק תובנה מנגנוני פעולה והתנגדות, עזרי גילוי סמנים חזויים, ומקל על הפיתוח של immunotherapies שילוב. לכן, אימות וסטנדרטיזציה של immunophenotyping הוא שטח של עניין רב חוקרי אקדמיה, מעבדות קליניות, ותעשיות.
למרות immunophenotyping של דם היקפיים בשיטות תזרים cytometric משמש כיום לניהול הקליני של ממאירויות המטולוגיות 2,3 ו וירוס הכשל החיסוני האנושי (HIV) זיהום 4,5, immunophenotyping אמין של דם היקפיים עבור דרישות אימונותרפיה שיקולים ספציפיים אימות וסטנדרטיזציה כי זה דורש כיסוי נרחב יותר על תת תא החיסון והפעלה / קולטנים מעכבות 1,6-8. succeimmunophenotyping ssful דורש סטנדרטיזציה משתדל למעט השתנות ניסוי ל-ניסוי הקשורים התקנה מכשירה ואת 9,10 הליך מכתים התא. בעוד סטנדרטיזציה של גדרות מכשירות עבור cytometry זרימה היא מבוססת היטב כדי לענות על החשש לשעבר 9,11,12, עדיין לא ברורים כיצד למזער השתנות הקשורות תא מכתים ללא הגבלת סיקור של תת תא חיסון מצב ההפעלה שלהם.
ככל שמספר אנטיגנים כדי להתגלות עליות, כך גם את ההזדמנות לטעויות ולהבדלים בשל מחלק מגיב לא טוב ואת הזיהום צולב. שיטות לניתוח phenoptypic של דם מלא anticoagulated הוקמו בסוף 1980 לשימוש מבחני מעבדה קליניים. אותן שיטות אלה לשרת את הצרכים של מעבדת מחקר עבור הכנת מדגם. חשוב לציין, קוקטיילי הנוגדן משמש במעבדה הקלינית הם בדרך כלל פחות מורכבים AVAilable-titered טרום טרום מעורב מהיצרן. רק העברה אחת של הקוקטייל של הנוגדנים מראש מעורב נדרשה. בתוך המסגרת למחקר, קוקטיילים נוגדן של 10-16 נוגדנים אופייניים. חייב להיות מאומת כל קוקטייל ליציבות על ידי מעבדה או מוכן טרי לפני כל assay. הכנת קוקטיילים מרובים נוגדן למדגם אולי כרוך pipetting של 50-80 נוגדנים אישיים, משימה שהיא גם מייגע לשגיאות.
אוטומציה של הכנת קוקטייל יש מספר יתרונות על פני הכנת קוקטייל ידנית כגון פחות שגיאות, גדל הדיוק של pipetting, ואולי אף ירידה בזבוז מגיב. כאן אנו מדווחים כניסתה המוצלחת של המטפל נוזלי אוטומטי מצויד בקורא ברקוד דו מימדי (2D) לתהליך תא מכתים של immunophenotyping למזער השתנות הקשורות לדגום הכנה.
Immunophenotyping של דם היקפיים הוא בעל חשיבות מכרעת להשגת תובנות תגובות בודדות כדי אימונותרפיה. האתגר טמון סטנדרטיזציה assay לשלוט 1,14 השתנות הניסוי אל הניסוי. המקור עיקרי אחד השתנות טמונה המניפולציה האנושית של דגימות. לכן, לא מן הנמנע כי אוטומציה חלקית או מלאה של עיבוד מדגם תקל לירידה דרמטית 1,14 השתנות ניסוי אל ניסוי. בפרוטוקול זה, אנו מדווחים המאמץ המוצלח שלנו כדי למזער השתנות assay ידי החדרת מטפל נוזלי אוטומטי מצויד בקורא ברקוד 2D עבור מכתים מדגם immunophenotyping הדם כולו.
בתכנון, השיטה שלנו היא המגוונת יכולה לפקח תת אחר של מערכת חיסון על ידי הוספה נוסף "קוקטיילי מאגר" להגדירם. תת אלו כוללות תאי T מסייע, תאי רגולטוריים T, תאי B, תאי NK, תאים דנדריטים, ומונוציטים (כתב ידהכנה) 18. התאמנו את לוחות הנוגדן המומלץ של קונסורציום ידי החדרת סמנים נוספים 1. אוכלוסיות תאים זוהו באמצעות "קוקטייל Base" מצומדות כדי fluorochromes עם פליטה מינימלית לתוך 421 סגול מבריק (BV421), Phycoerythrin (PE), ו allophycocyanin (APC) גלאי, כמו שרצינו להזמין ערוצים אלה לצורך זיהוי של אנטיגנים מושרה. תכונה זו לא רק מבטיחה את הרגישות הגבוהה ביותר כדי לפקח על מצב הפעלה של תאי מערכת חיסון, אלא גם מאפשרת אירוח גמיש של סמני הפעלה חדשים כמו fluorochromes השלושה אלה מצומדות בתדירות הגבוהה ביותר עם נוגדנים כנגד סמנים מושרים. לכן, השיטה שלנו היא לא רק מתאים להכנת קוקטייל immunophenotyping הדם המלא אבל הוא גם שימושי עבור מכתים דוגמאות אחרות כוללים תאים ותאי דם היקפיים mononuclear התאוששו מרקמות מפוצלות (למשל, גידול).
intro מוצלחהיצור לפי השיטה שלנו דורש תשומת לב מיוחדת צעדים כהכנה מעבדתי, ואת תיכנות וביצוע של שיטה. הכנת הצינורות ברקוד 2D כוללת תיוג עם תוויות קריאות והעברה של נוגדני הצינורות המיועדים. כדי למנוע את כניסתה של שגיאות, אנו ממליצים לעשות זאת עם שני אנשים. בכל פעם שינוי גיליונות אלקטרוניים, החוקרים צריכים לבדוק אם השיטה עובדת כמו שצריך. בחירת שיטות pipetting מתאימות במהלך תיכנות מבטיחה מעבר נוזל מוצלח. LLS מאפשר pipetting בלי לקבל פסולת זירז מעומק צינורות נוגדן, שעבורו אנו משתמשים או P50 או טיפים מוליך P200. LLS לא יכול להיות אפשרות טובה עבור טיפי P1000 כמו LLS הוא יותר רגיש עם טיפי P1000 ולפעמים מופעל באופן שקרי על ידי נוכחות של בועות. Heights בהגדרת מעבדתי צריך להיות מותאם עבור כל מכשיר כמו העברת נוזלים הכי מוצלחת יכולה להתרחש, למשל, אם אין מספיק מקום בין קצה של טיפיםוהחלק התחתון של צינורות. כפי שניתן לראות בתרשים 12, אם "קוקטייל Base" ו / או "קוקטייל הפעלה" אינם vortexed טוב, זה עלול לגרום מכתים לא טוב.
חשבנו על השימוש ריאגנטים lyophilized עבור מכתים התא כגישה חלופית להפחית השתנות הקשורות עם מגיב מחלק 19. עם זאת, conjugates הפולימר של צבע הסגול מבריק ידוע אינטראקציה עם כל אותות אחרים הגורמים הלא ספציפיים. ככזה, הוספת יותר משני conjugates פולימר (למשל, BV421 ו BV650 וכו ') ב ריאגנטים lyophilized עלול לגרום איתות שאינם ספציפיים (למשל, עלייה של אות הרקע BV650 ב BV421 + האוכלוסייה) 20. יתר על כן, ריאגנטים lyophilized חסרי גמישות כולל מכתים חדש. הם בדרך כלל יקרים יותר ודורשים צו בתפזורת. מסיבות אלה, בחרנו להשתמש המטפל נוזלי אוטומטי מצויד הצינורות ברקוד 2D. למרות שזה takes הזמן להקים כרוך בהשקעה מראש לרכוש את המכשיר, בטווח ארוך גורם כגון יפוצה על ידי הפרודוקטיביות ואת השחזור של המבחנים מוגברים. למעשה, כמה קבוצות דיווחו על שילובן המוצלח בעבר של המטפל נוזלי אוטומטי לתוך העבודה של immunophenotyping או יישומים דומים שלהם 21,22. פתרונות אוטומטיים לניתוח cytometry זרימה זמינים גם ממקורות מסחריים (III SPA FACS, Workstation הכין קוקטייל אוטומטי ועל FlowStainer). זה עולה עוד יש צורך הגדול להכנת קוקטייל אוטומטי immunophenotyping.
כאשר תשלוט בטכניקה זו, אנו צופים כי ההתפתחות של immunophenotyping דם מלא אוטומטי לחלוטין יהיה לצמצם עוד יותר השתנות ניסוי ל-הניסוי עלול להפוך כל immunophenotyping דם ריאלי אפילו בניסוי קליני רב-מרכזי בקביעת 23. כבר התחלנו באמצעות lyse היהעוזר שעות כדי להפוך את צעדי תמוגה כביסה. כמו כן, אנו צופים כי קביעה אוטומטית של עוצמת הקול של נוגדן הצינורות ברקוד 2D ו המעקב של מחלק מגיב תשפר מלאי מאוד של נוגדנים ואת בקרת איכות על השיטה שלנו, בהתאמה.
The authors have nothing to disclose.
We thank Hannah Puzas for assistance with system design and configuration, and Kevin Khovananth for technical advice. Funding for this work was provided by The Hearst Foundations and the Providence Portland Medical Foundation.
BD LSRFortessa | BD Biosciences | Flow cytometer | |
NXp Span-8 Laboratory Automation Workstation | Beckman Coulter | A31839 | Laboratory Automation Workstation |
Insert, Tube, 11 mm, White, for 1.5 mL Microfuge Tubes (case of 25) | Beckman Coulter | 373696 | Accessary for 24-Position Tube Rack to accommodate microfuge tubes. |
LLS kit | Beckman Coulter | 719262 | Attach bottom of the deck in Laboratory Automation Workstation to enable liquid level sensing |
24-Position Tube Rack | Beckman Coulter | 373661 | Tube rack to hold microfuge tubes for antibody cocktails or blood |
BIOHAZARD AUTOCLAVE BAGS 12×24 IN. RED | LabMart | M111416 | Disposable autoclave bags for the Laboratory Automation Workstation |
VisionMate High Speed 2D Barcode Reader | Thermo Scientific | AB-1850 | 2D barcode reader |
8-Channel Handheld Screw Cap Capper/Decapper | Thermo Scientific | 4105MAT | For de-capping and capping 2D barcode tubes |
Microcentrifuge tubes | Fisher Scientific | 02-681-335 | For making cocktail in or supplying blood speciment to the Laboratory Automation Workstation |
CoolRack XT CFT24 | biocision | BCS-534 | To hold sample tubes. |
1.0 mL Matrix ScrewTop Amber Tubes in Latch Racks | Thermo Scientific | 3741AMB | 2D barcode tubes to store fluorescent dye-cojugated antibodies |
Biomek Span-8 P1000 Tips, Conductive, Pre-sterile with Barrier, 1025 µL | Beckman Coulter | 987925 | Tips for Laboratory Automation Workstation |
Biomek Span-8 P50 Tips, Conductive, Pre-sterile with Barrier, 50 µL (Case of 10 racks) | Beckman Coulter | B01091 | Tips for Laboratory Automation Workstation |
Biomek Span-8 P250 Tips, Conductive, Pre-sterile with Barrier (Case of 10 racks) | Beckman Coulter | 394627 | Tips for Laboratory Automation Workstation |
BD FACS Lysing Solution 10X Concentrate | BD Biosciences | 349202 | RBC lysis |
Falcon Round-Bottom Polystyrene Tubes | Fisher Scientific | 14-959-5 | Sample tubes |
Anti-CD45 FITC | BD Biosciences | 347463 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CD3 Alexa Fluor 700 | eBioscience | 56-0038-42 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CD4 PerCPCy5.5 | BD Biosciences | 341654 | Effector T cell panel (base) |
Anti-TCRgd BV650 | BD Biosciences | 564156 | Effector T cell panel (base) |
Anti-TCRab BV786 | BD Biosciences | 563825 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CD8 APC-H7 | BD Biosciences | 560179 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CCR7 PE-CF594 | BD Biosciences | 562381 | Effector T cell panel (base) |
Anti-CD45RA PE-Cy7 | BD Biosciences | 337167 | Effector T cell panel (base) |
Anti-HLA-DR BV421 | BD Biosciences | 562804 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD278(ICOS) PE | BD Biosciences | 557802 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD38 APC | BD Biosciences | 340439 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD279(PD1) BV421 | BD Biosciences | 562516 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD357(GITR) PE | eBioscience | 12-5875-42 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD137(41BB) APC | BD Biosciences | 550890 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD69 BV421 | BD Biosciences | 562884 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD314(NKG2D) PE | BD Biosciences | 557940 | Effector T cell panel (activation) |
Anti-CD134(OX40) APC | BioLegend | 350008 | Effector T cell panel (activation) |
BD Vacutainer Plastic Blood Collection Tubes with Sodium Heparin: Conventional Stopper | Fisher Scientific | 02-689-6 | For collecting blood |
Albumin, Bovine Serum, Fraction V, RIA and ELISA Grade | EMD Millipore | 126593 | For flow wash buffer |
Sodium Azide | Sigma-Aldrich | S8032 | For flow wash buffer |
Heparin, sodium salt | Affimetrix | 16920 | For flow wash buffer |
Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS), 1X, with Calcium, Magnesium, without Phenol Red | GE Healthcare Life Sciences | SH30588.02 | For flow wash buffer |