Summary

まれな抗原特異的 B 細胞血液の循環から弁別に対するモノクローナル抗体の生成

Published: February 06, 2018
doi:

Summary

希少な B 細胞人間の血液循環から始まって、興味の抗原のために特定の抗体の生産のための手法について述べる。これらの自然抗体の生成は効率的かつ迅速、得られた抗体関連性の高い抗原の間で区別することができます。

Abstract

モノクローナル抗体 (Mab) は、両方の基礎研究および生体医に役立つ強力なツールです。抗体は (例えば、正常な蛋白質およびその変異バージョン) の関連性の高い構造を区別する必要がある場合、高い特異性が必要不可欠です。このような差別の Mab を生成する現在の方法には高価な時間のかかる複数の Ab-産生 B 細胞のスクリーニングが含まれます。提案する迅速かつコスト効果の高い方法の識別、生成のため B リンパ球を循環血液から始まって完全ひと抗体.この戦略の独創性は、容易に利用可能な末梢血単核細胞 (PBMC) を使用して、他のすべてのセルのカウンターの選択を組み合わせる特異抗原結合 B セルの選択によるものです。単一のセルを逆転写ポリメラーゼの連鎖反応 (RT-PCR) 技術を使用して人間で表されるその後に対応する mAb のコーディング (相補的デオキシリボ核酸) cDNA シーケンスを取得特定の B 細胞が分離されたら、セルです。わずか 1 ヶ月で、内自然 B 細胞レパートリーによって検出されたあらゆる目的の抗原に対して指示される高い識別人間 Mab のミリグラムを生成することが可能です。

Introduction

ここで説明する方法は、目的の抗原 (Ag) に対するモノクローナル抗体 (Mab) を完全に人間の迅速かつ汎用性の高い生産を可能します。Mab は、多くの基礎研究アプリケーションin vitroin vivoで不可欠なツール: たとえばフローサイトメトリー、組織学、西部のしみを付けおよびブロックの実験の流れ。さらに、自己免疫疾患、がん、治療し、移植拒絶反応1を制御する Mab をより多くに医学で使用されています。たとえば、反 ctla の条項 4、抗 PD 1 (またはアンチ PD L1) Mab は最近がん治療2免疫チェックポイント阻害剤として使用されました。

免疫グロブリン (Ig) で作り出された最初のモノクローナル抗体-免疫マウスまたはラットの脾臓細胞から得られたハイブリドーマを分泌します。ただし、マウスまたはラット モノクローナル抗体と強い免疫反応は、その急速なクリアランスと過敏反応3のありそうな誘導のための人間の彼らの治療上の使用を妨げます。この問題に取り組むため、Mab の動物性タンパク質シーケンス部分的に取って代わられましたいわゆるキメラ マウス ヒトやヒト化抗体を生成する人間の物。ただし、この戦略は部分的にしかコストと生産時間規模の両方を大幅に増加させながら、免疫原性を減少します。よい解決策はヒト B 細胞から直接人間の抗体を生成する、このためのいくつかの戦略があります。それらの 1 つは、ファージや酵母のディスプレイの使用です。これは含まランダム人間 Ig 重のコンビナトリアル ライブラリから可変領域を表示し、光チェイン ファージや酵母と興味の特定の抗原を用いた選択のステップを実施します。この方法の主な欠点は、重く、軽鎖がランダムに関連付けられ、生成された抗体の多様性の非常に大きな増加につながることです。抗体は特定 Ag に対する自然免疫応答から生じるだろっているものに対応しています。また、人間のタンパク質の折りたたみおよびポスト翻訳の修正、複製は、体系的に原核生物や酵母。2 番目の人間 mAb 生産方法は、エプスタイン ‐ バーウイルス感染や抗アポトーシス因子 BCL 6 および BCL-XL4発現によって自然の人間の B 細胞の不死化です。ただし、このメソッドは、メモリー B 細胞にのみ適用され、多数 mAb 生産不死化 B 細胞が目的の抗原特異性と (もしあれば) いくつかの mAb のクローンを識別するためにスクリーニングを必要とする、効率的ではありません。メソッドはこのように高価な時間のかかるです。

新しいプロトコルは、隔離された単一 B 細胞5から人間の抗体の生産の最近記載されています。最適化された単一セル逆転写-ポリメラーゼの連鎖反応 (RT-PCR) の増幅の両方、重と光-鎖のセグメントを単一の並べ替えられた B 細胞からのエンコードを依存しています。真核生物発現系、完全に人間の mAb の再構築をできるように、クローニングと発現のこれらのセグメントのこの続きますです。このプロトコルは、ワクチン接種ドナーからの B 細胞から正常に使用されています。セルを目的の Ag に対して指示される B 細胞の高い周波数を取得し、6をスクリーニングするために必要な時間を制限するワクチン接種後数週間収穫されました。他の完全ひと抗体は、HIV+ (ひと免疫不全ウイルス) 感染患者7と黒色腫患者8から生産されています。これらの進歩にもかかわらずプロシージャがないまだ利用可能メモリ表現型や頻度の独立した Ag 固有の B 細胞の分離ができます。

手順ここで効率的な前のヴィヴォ完全ひと抗原特異的モノクローナル抗体低上映時間と高収率で生産が続く、BCR 特異性に基づいて人間の循環 B 細胞の分離につながる。メソッドは、メモリー B 細胞や抗体産生 B 細胞免疫反応を誘導する制限されていないが、人間ナイーブ B 細胞レパートリーにも適用することができます。Ag 特定 B 細胞は非常に低い周波数で存在からでも動作する、効率の良い指標です。法の原理は次のように: 末梢血単核細胞 (PBMC) は興味の抗原を提示 2 テトラマーと汚れる、それぞれ異なる蛍光色素 (例えば、フィコエ リスリン (PE)、アロフィコシアニン (APC))、というラベルの付いた密接に関連抗原提示第 3 四量体共役 3 蛍光色素 (例えば、ブリリアント バイオレット 421 (BV421))。抗原結合セルの豊かにする細胞は、抗 PE をコートしたビーズと孵化させると反 APC Abs、細胞分離カラムでソートします。PE+ APC+細胞画分が選択されます種類 PBMC 細胞 B 細胞の同定を許可するために特定の抗体の様々 なステンド グラスと受ける流れ cytometry 細胞選別します。PE+と APC+、鮮やかなバイオレット、しかしである B 細胞は分離されています。この手順は、カウンター B 細胞ではないまたは tetramerized の抗原にはバインドしませんが、PE/APC (PE+ APCまたは PE APC+これらの細胞になる) または使用されるテトラマー (これらの非抗原部分にバインドを行うセルを選択しますセルになります BV421+)。B 細胞の高い関心のエピトープに固有ではないがこのステップでも反選択されます (これらの細胞に BV421 なるも+)。したがって、このメソッドは、表現する B 細胞受容体 (BCRs) 2 つの非常に密接に関連抗原の間で区別することができる非常に特定の B 細胞を浄化できます。チューブに収集され、単一の特定の B 細胞と、Ig の PCR 増幅 Cdna (相補的デオキシリボ核酸) を複製し、分泌された IgG 抗体としてのひと細胞ラインで表現。

概念の証拠としてこの調査は記述するペプチドが提示主要な組織適合性の複雑なクラスによって認識される人間の抗体の効率的な生成 (MHC-私) 分子とを区別することができますこのペプチドと同じで読み込まれる他のペプチドMHC-私の対立遺伝子。このメソッドは (i) に Ag 固有 Mab; の高収量回復を可能この Ag の複雑さのレベルは重要ですが、(ii) 構造的に 2 つを区別することができるモノクローナル抗体の生産は、Ags を閉じます。このアプローチは、プロトコルのままには、ワクチン接種や感染患者に拡張することができます、ヒト化ラット システム9にもすでに、正常に実装されています。したがって、本研究は基礎研究と免疫療法で使用することができます完全ひと抗体を生成する汎用性と効率的なアプローチについて説明します。

Protocol

すべてのひと末梢血サンプルはローカル倫理委員会 (エタブリセモン Français デュを歌った、EFS、ナント、プロシージャ PLER NTS-2016-08) に基づき、インフォームド コンセント後匿名成人ドナーから得られました。 1. ひと末梢血単核細胞の分離 注: 開始材料合計ひと末梢血や樹形サンプルできます。サンプルは、8 h 以上べきではないと、抗凝固剤 (例?…

Representative Results

このプロジェクトでは、ペプチド Pp65495を認識する人間の Mab の世代に健康なドナーから PBMC から始まって主要な組織適合性の複雑なクラスによって (Pp65、ヒトサイトメガロから) 提示私 (MHC-私) 分子 HLA A * 0201 (HLA-A2)。これらの Mab を区別このコンプレックスと同じ MHC に読み込まれる他のペプチドを表す複合体-私の分子。 <p class="jove_content" fo:keep-together.withi…

Discussion

提案プロトコルは血で循環 Ag 特定の B 細胞から直接人間の抗体の生成のための強力な方法です。それは 3 つの重要な側面を組み合わせた: (i)、四量体関連磁気濃縮、まれな Ag-結合 B 細胞の前のヴィヴォ分離ができるの使用(cytometry 流れによって、BCR に関する必要な Ag; を発現する B 細胞のみを分離する 3 つの異なる蛍光色素で標識 3 つの Ag テトラマー (2 つの関連するものと無関係な?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

専門的な技術支援ありがとうフローサイトメトリー施設”CytoCell”(SFR 健康、Biogenouest、ナント)。彼らのテクニカル サポートもすべてのスタッフが組換えタンパク質の生産 (P2R) とプラットフォームの影響 (INSERM 1232、SFR 健康、Biogenouest、ナント) にありがちましょう。原稿の建設的なコメント、エマニュエル Scotet とリチャード ・ ブレスナックに感謝します。この仕事財政的に、IHU セスタス プロジェクトで、フランス国立研究機関 (ANR) (ANR-10-IBHU-005) を管理する «Investissements d’Avenir» フランス政府プログラムによって資金を供給によって支えられました。IHU セスタス プロジェクトはナントとペイ ・ ド ・ ラ ・ ロワール地方でもサポートされます。この作品は、将来プログラム ANR-11-LABX-0016-01 の投資を通して国立研究機関によってサポートされて LabEX 囲碁プログラムのコンテキストで実現しました。

Materials

HEK 293A cell line Thermo Fisher scientific R70507
DMEM (1X) Dulbecco's Modified Eagle Medium Gibco by life technologies 21969-035 (+) 4,5g/L D-Glucose
0,11g/L Sodium Pyruvate
(-) L-Glutmine
RPMI medium1640 (1X) Gibco by life technologies 31870-025
Bovine Serum Albumine (BSA) PAA K45-001
Nutridoma-SP Roche 11011375001 100X Conc
PBS-Phosphate Buffered Saline (10X) pH 7,4 Ambion AM9624
EDTA (Ethylenediaminetetraacetic acid) 0,5M pH=8 Invitrogen by Life Technologies 15575-020
Fetal Bovine serum (FBS) Dominique Dutscher S1810-500
Ficoll – lymphocytes separation medium EuroBio CMSMSL01-01 density 1,0777+/-0,001
streptavidin R-phycoerythrin conjugate Invitrogen by Life Technologies S21388 premiun grade 1mg/ml contains 5mM sodium azide
Streptavidin, allophycocyanin conjugate Invitrogen by thermoFisher scientific S32362 1mg/ml
2mM azide premium grade
Brilliant violet 421 streptavidin Biolegend 405225 conc : 0,5mg/ml
Anti-PE conjugated magnetic MicroBeads Miltenyi Biotec 130-048-801
Anti-APC conjugated magnetic MicroBeads Miltenyi Biotec 130-090-855
MidiMACs or QuadroMACS separotor Miltenyi Biotec 130-042-302/130-090-976
LS Columns Miltenyi Biotec 130-042-401
CD3 BV510 BD horizon BD Pharmingen / BD Biosciences 563109 Used dilution 1:20
CD19 FITC BD Pharmingen / BD Biosciences 345788 Used dilution 1:20
CD14 PerCPCy5.5 BD Pharmingen / BD Biosciences 561116 Used dilution 1:50
CD16 PerCPCy5.5 BD Pharmingen / BD Biosciences 338440 Used dilution 1:50
7AAD BD Pharmingen / BD Biosciences 51-68981E (559925) Used dilution 1:1000
FACS ARIA III Cell Sorter Cytometer BD Biosciences
8-strip PCR tubes Axygen 321-10-061
Racks for 96 microtubes Dominique Dutscher 45476
RNAseOUT Ribonuclease Inhibitor (recombinant) Invitrogen by thermoFisher scientific 10777-019 qty:5000U (40U/ul)
Distilled Water Dnase/Rnase Free Gibco 10977-035
Oligod(T)18 mRNA Primer New England BioLabs S1316S 5.0 A260unit
Random hexamers Invitrogen by thermoFisher scientific N8080127 qty : 50uM, 5nmoles
Superscript III Reverse transcriptase Invitrogen by thermoFisher scientific 18080-044 qty : 10000U (200U/ul)
GoTaq G2 Flexi DNA polymerase Promega M7805
dNTP Set, Molecular biology grade Thermo Scientific R0182 4*100umol
5LVH1 Eurofins ACAGGTGCCCACT
CCCAGGTGCAG
First round of PCR – Amplification of heavy chains – Outer primers – Forward Prmers
5LVH3 Eurofins AAGGTGTCCAGTG
TGARGTGCAG
First round of PCR – Amplification of heavy chains – Outer primers – Forward Prmers
5LVL4_6 Eurofins CCCAGATGGGTCC
TGTCCCAGGTGCAG
First round of PCR – Amplification of heavy chains – Outer primers – Forward Prmers
5LVH5 Eurofins CAAGGAGTCTGTT
CCGAGGTGCAG
First round of PCR – Amplification of heavy chains – Outer primers – Forward Prmers
3HuIgG_const_anti Eurofins TCTTGTCCACCTT
GGTGTTGCT
First round of PCR – Amplification of heavy chains – Outer primers -Reverse primers for human Ig- Bacteria PCR screening
3CuCH1 Eurofins GGGAATTCTCACA
GGAGACGA
First round of PCR – Amplification of heavy chains – Outer primers -Reverse primers for human Ig
5AgeIVH1_5_7 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCC
GAGGTGCAGCTGGTGCAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
5AgeIVH3 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCT
GAGGTGCAGCTGGTGGAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
5AgeIVH3_23 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCT
GAGGTGCAGCTGTTGGAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
5AgeIVH4 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCC
CAGGTGCAGCTGCAGGAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
5AgeIVH4_34 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCC
CAGGTGCAGCTACAGCAGTG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
5AgeIVH1_18 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCC
CAGGTTCAGCTGGTGCAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
5AgeIVH1_24 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCC
CAGGTCCAGCTGGTACAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
5AgeIVH3__9_30_33 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCT
GAAGTGCAGCTGGTGGAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
5AgeIVH6_1 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCC
CAGGTACAGCTGCAGCAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Forward primers
3SalIJH1_2_4_5 Eurofins TGCGAAGTCGACG
CTGAGGAGACGGTGACCAG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Reverse primers
3SalIJH3 Eurofins TGCGAAGTCGACG
CTGAAGAGACGGTGACCATTG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Reverse primers
3SalIJH6 Eurofins TGCGAAGTCGACG
CTGAGGAGACGGTGACCGTG
Second round of PCR – Amplification of heavy chains – Inner primers -Reverse primers
5'LVk1_2 Eurofins ATGAGGSTCCCYG
CTCAGCTGCTGG
First round of PCR – Amplification of light chains k – Outer primers -Forward primers
5'LVk3 Eurofins CTCTTCCTCCTGC
TACTCTGGCTCCCAG
First round of PCR – Amplification of light chains k – Outer primers -Forward primers
5'LVk4 Eurofins ATTTCTCTGTTGC
TCTGGATCTCTG
First round of PCR – Amplification of light chains k – Outer primers -Forward primers
3'Ck543_566 Eurofins GTTTCTCGTAGTC
TGCTTTGCTCA
First round of PCR – Amplification of light chains k – Outer primers -Reverse primers- Bacteria PCR screening
5'AgeIVk1 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCT
GACATCCAGATGACCCAGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'AgeIVk1_9_1–13 Eurofins TTGTGCTGCAACCGGTGTAC
ATTCAGACATCCAGTTGACCCAGTCT
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'AgeIVk1D_43_1_8 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTGT
GCCATCCGGATGACCCAGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'AgeIVk2 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATGGG
GATATTGTGATGACCCAGAC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'AgeIVk2_28_2_30 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATGGG
GATATTGTGATGACTCAGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'AgeVk3_11_3D_11 Eurofins TTGTGCTGCAACCGGTGTAC
ATTCAGAAATTGTGTTGACACAGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'AgeVk3_15_3D_15 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCA
GAAATAGTGATGACGCAGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'AgeVk3_20_3D_20 Eurofins TTGTGCTGCAACCGGTGTAC
ATTCAGAAATTGTGTTGACGCAGTCT
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'AgeVk4_1 Eurofins CTGCAACCGGTGTACATTCG
GACATCGTGATGACCCAGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
3'BsiWIJk1_2_4 Eurofins GCCACCGTACGTT
TGATYTCCACCTTGGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
3'BsiWIJk3 Eurofins GCCACCGTACGTT
TGATATCCACTTTGGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
3'BsiWIJk5 Eurofins GCCACCGTACGTT
TAATCTCCAGTCGTGTC
Second round of PCR – Amplification of light chains k – Inner primers -Forward primers
5'LVl1 Eurofins GGTCCTGGGCCCA
GTCTGTGCTG
First round of PCR – Amplification of light chains λ – Outer primers -Forward primers
5'LVl2 Eurofins GGTCCTGGGCCCA
GTCTGCCCTG
First round of PCR – Amplification of light chains λ – Outer primers -Forward primers
5'LVl3 Eurofins GCTCTGTGACCTC
CTATGAGCTG
First round of PCR – Amplification of light chains λ – Outer primers -Forward primers
5'LVl4_5 Eurofins GGTCTCTCTCSCA
GCYTGTGCTG
First round of PCR – Amplification of light chains λ – Outer primers -Forward primers
5'LVl6 Eurofins GTTCTTGGGCCAA
TTTTATGCTG
First round of PCR – Amplification of light chains λ – Outer primers -Forward primers
5'LVl7 Eurofins GGTCCAATTCYCA
GGCTGTGGTG
First round of PCR – Amplification of light chains λ – Outer primers -Forward primers
5LVl8 Eurofins GAGTGGATTCTCA
GACTGTGGTG
First round of PCR – Amplification of light chains λ – Outer primers -Forward primers
3'Cl Eurofins CACCAGTGTGGCC
TTGTTGGCTTG
First round of PCR – Amplification of light chains λ – Outer primers -Forward primers
5'AgeIVl1 Eurofins CTGCTACCGGTTCCTGGGCC
CAGTCTGTGCTGACKCAG
Second round of PCR – Amplification of light chains λ – Inner primers -forward primers
5'AgeIVl2 Eurofins CTGCTACCGGTTCCTGGGCC
CAGTCTGCCCTGACTCAG
Second round of PCR – Amplification of light chains λ – Inner primers -forward primers
5'AgeIVl3 Eurofins CTGCTACCGGTTCTGTGACC
TCCTATGAGCTGACWCAG
Second round of PCR – Amplification of light chains λ – Inner primers -forward primers
5'AgeIVl4_5 Eurofins CTGCTACCGGTTCTCTCTCS
CAGCYTGTGCTGACTCA
Second round of PCR – Amplification of light chains λ – Inner primers -forward primers
5'AgeIVl6 Eurofins CTGCTACCGGTTCTTGGGCC
AATTTTATGCTGACTCAG
Second round of PCR – Amplification of light chains λ – Inner primers -forward primers
5'AgeIVl8 Eurofins CTGCTACCGGTTCCAATTCY
CAGRCTGTGGTGACYCAG
Second round of PCR – Amplification of light chains λ – Inner primers -forward primers
3'XhoICl Eurofins CTCCTCACTCGAG
GGYGGGAACAGAGTG
Second round of PCR – Amplification of light chains λ – Inner primers -Reverse primers – Bacteria PCR screening
Ab-vec-sense Eurofins GCTTCGTTAGAAC
GCGGCTAC
Bacteria PCR screening
QA Agarose-TM, Molecular Biology Grade MP Bio AGAH0500
NucleoFast 96 PCR Plate Macherey Nagel 743.100.100
Enzyme Age I HF New England Biolabs R3552L 20000U/ml
Enzyme SalI HF New England Biolabs R3138L 20000U/ml
Enzyme Xho I New England Biolabs R0146L 20000U/ml
Enzyme BSIWI New England Biolabs R0553L 10000U/ml
HCg1 (Genbank accession number FJ475055)
LCk (Genbank accession number FJ475056 )
LCl (Genbank accession number FJ517647)
T4 DNA ligase Invitrogen by thermoFisher scientific 15224.017 100U (1U/ul)
2X YT medium Sigma Aldrich Y1003-500ML
Ampicillin Sigma Aldrich 10835242001
LB (Luria Bertani) Broth (Lennox) Sigma Aldrich L3022-250G
Nucleospin Plasmid DNA, RNA and protein purification Macherey Nagel 740588.250
Jet PEI DNA transfection reagent PolyPlus 101-40
Flat bottom96-well plate Falcon 353072
V-bottom 96-well plate Nunc/Thermofisher 055142
Nunc easy 175 cm2 flasks Nunc/Thermofisher 12-562-000
ELISA/ELISPOT coating buffer eBiosciences 00-0044-59
Nunc maxisorp flat bottom 96 well ELISA plates Nunc/Thermofisher 44-2404-21 high protein binding
Anti-human IgG Ab conjugated to horseradish peroxidase (HRP) BD Pharmingen / BD Biosciences 55788
TMB substrate BD Biosciences 555214
Streptavidin Sigma S0677
1 mL-HiTrap protein A HP column GE Healthcare 17-0402-01
ÄKTA FPLC GE Healthcare 18190026
Superdex 200 10/300 GL column GE Healthcare 17517501
NGC Quest 10 Plus Chromatography System BioRad 7880003

Referenzen

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Diesen Artikel zitieren
Devilder, M., Moyon, M., Saulquin, X., Gautreau-Rolland, L. Generation of Discriminative Human Monoclonal Antibodies from Rare Antigen-specific B Cells Circulating in Blood. J. Vis. Exp. (132), e56508, doi:10.3791/56508 (2018).

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