Test di attivazione dei basofili è un potente strumento per la rilevazione di IgE-dipendente allergie<em> In vitro</em>. Qui, un protocollo ottimizzata per i test di attivazione dei basofili è utilizzato per indagare ipersensibilità a farmaci. Un metodo per la produzione efficiente di covalenti farmaco-proteina coniugati e la loro caratterizzazione fisico-chimica è descritta.
Reazioni di ipersensibilità contro i non-steroidei anti-infiammatori non steroidei (FANS) come propyphenazone (PP) e diclofenac (DF) può manifestarsi come tipo I reazioni simil-allergiche 1. Nella pratica clinica, la diagnosi di ipersensibilità a farmaci è svolta prevalentemente dalla storia del paziente, come test cutaneo non è affidabile e test di provocazione orale porta pericolo di vita i rischi per il paziente 2. Quindi, le prove per un sottostante meccanismo patogenetico IgE-mediata è difficile da ottenere.
Qui, presentiamo un metodo in vitro basato sull'uso dei basofili umani derivati da pazienti con ipersensibilità al farmaco che imita la reazione allergica effettrici in vivo. Come basofili di farmaco pazienti allergici trasportare molecole di IgE specifiche per il farmaco colpevole, che si attivano al momento reticolazione recettore IgE e rilasciare le molecole effettrici allergiche. L'attivazione dei basofili può essere monitorato dalla determinazione della sovra-regolazione dell'espressione di CD63 superficie mediante citometria a flusso 3.
Nel caso di farmaci a basso peso molecolare, coniugati sono progettati per consentire reticolazione recettore IgE sui basofili. Come illustrato nella figura 1, due rappresentanti dei FANS, PP e DF, un legame covalente con albumina sierica umana (HSA) tramite un gruppo carbossilico reagisce con il gruppo amminico primario di residui di lisina. DF trasporta un gruppo carbossile intrinseca e, quindi, può essere utilizzato direttamente 4, mentre un gruppo carbossile contenenti derivati di PP doveva essere sintetizzato organochemically prima dello studio 1.
Il grado di accoppiamento dei composti a basso peso molecolare della molecola di proteina carrier e la loro distribuzione spaziale è importante per garantire la reticolazione di due molecole del recettore IgE. Il protocollo qui descritto si applica ad alte prestazioni di dimensioni cromatografia di esclusione (HPSEC) equipaggiato con un indice di rifrazione sequenziale (RI) e ultravioletti (UV), sistema di rilevamento per la determinazione del grado di accoppiamento.
Come la metodologia descritta può essere applicata per altri farmaci, il test di attivazione dei basofili (BAT) porta il potenziale per essere utilizzata per la determinazione di IgE-mediata meccanismi di ipersensibilità di droga. Qui, si determina come PP ipersensibilità IgE-mediata e ipersensibilità DF come non-IgE-mediata dalla BAT.
BAT è una realtà consolidata anche se non ancora metodo utilizzato di routine per la diagnosi di IgE-mediata malattia allergica 6,7. Per ipersensibilità a farmaci, tuttavia, la sua applicabilità è compromessa come composti a basso peso molecolare non sono in grado di reticolazione recettori IgE, un prerequisito per l'attivazione dei basofili 8. Pertanto, i farmaci oggetto di indagine devono essere accoppiati in modo covalente alle proteine di trasporto idoneo (es. HSA). È importante sottolineare che il grado di accoppiamento (cioè il numero di molecole di farmaco per ogni proteina di trasporto) deve essere controllata per garantire attività immunologica (cioè recettore IgE cross-linking) delle coniugati. Teoricamente, due apteni per molecola vettore dovrebbe essere sufficiente per il recettore IgE cross-linking e un minimo di cinque molecole DF per HSA hanno dimostrato di innescare rilascio mediatore in un saggio basato su cellule 4. Entrambi i coniugati, PP-HSA e DF-HSA, sono stati determinati per visualizzare un grado di accoppiamento sufficientemente elevato (HPSEC) e di essere immunologicamente attive che li rende reattivi adatto per l'uso delle BAT. Un altro problema potrebbe essere che i metaboliti della droga può avere un ruolo, come un metabolita invece del farmaco può causare la reazione di ipersensibilità. In caso di DF, questa possibilità è stata valutata in dettaglio in precedenza utilizzando cinque Fase I principali metaboliti e una variante di collegamento 4. Fattori importanti per padroneggiare la tecnica descritta comprendono la qualità del campione di sangue (<12 ore dopo la raccolta del sangue, il numero dei basofili rilevato> 500) e l'ottimizzazione delle condizioni di stimolazione (tempo, dose). Inoltre, i cosiddetti non-responder che non hanno nemmeno reagire con il controllo positivo (anticorpo diretto contro il recettore IgE) devono essere identificati. Pertanto, i criteri di validazione devono includere un anti-FcεRI anticorpi come controllo positivo. Un importante vantaggio di usare coniugati farmaco è il fatto che appaiono non tossico in contrasto con la droga pura, come mostrato per DF-HSA coniugato dal co-stimolazione con anti-anticorpi in FcεRI BAT 4. DF puro, al contrario, mostra gli effetti citotossici ad una concentrazione di 1,25 mg / ml, causando problemi con l'interpretabilità delle BAT 9. Generalmente, i test di citotossicità potenziale è fortemente raccomandato per ogni coniugato di nuova produzione.
Qui, abbiamo dimostrato il potenziale di PP-HSA coniugato utilizzato in BAT per rivelare ipersensibilità IgE-mediata. Al contrario, DF ipersensibilità non è associato con livelli di IgE dimostrato dalla mancanza di attivazione dei basofili in risposta a DF-HSA coniugato. È importante sottolineare che, in caso di incertezza relativa ad un meccanismo IgE-mediata, coniugati devono essere valutati per l'attività immunologica da parte nei sistemi di dosaggio in vitro cell-based come è stato dimostrato per DF 4.
Utilizzando la configurazione descritta di coniugare i farmaci a basso peso molecolare covalente al vettore proteico adatto molecole una serie di reazioni di ipersensibilità contro la droga tra cui antibiotici, altri FANS, radiologico media, miorilassanti, anestetici, ecc possono essere indagato per un coinvolgimento di IgE-mediata meccanismo. Quindi, BAT può servire come aggiunta ai metodi esistenti per la diagnosi (test cutanei, test provocazione orale).
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato finanziato dal Fondo austriaco della scienza (FWF) concedere P18820-B13.
Etica dichiarazione:
Lo studio è stato approvato (PLUS_Ethik_090514) da parte del Comitato Etico per esperimenti che coinvolgono gli esseri umani e / o animali presso l'Università di Salisburgo conformi alle Declaraction di Helsinki modificata nel 1983 e tutti i pazienti partecipanti hanno dato il loro consenso informato scritto.
Name of the reagent/device | Company | Catalogue number | Comments |
---|---|---|---|
2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid | Sigma | M3671 | – |
7.8 x 300 mm TSK Gel -G2000SWXL column | Tosoh Bioscience | 08540 | – |
BD FACSCanto II | Becton Dickinson | 338962 | – |
Bench top centrifuge | Sigma | – | – |
Diclofenac sodium salt | Sigma | D6899 | – |
EDTA-Vacutainer | Becton Dickinson | 368589 | – |
Flow2 CAST Kit | Bühlmann Laboratories | FK-CCR | Effective June 14, 2011 Flow2 CAST kit is now Flow CAST |
HP1100 HPLC system | Hewlett Packard | – | – |
Human Serum Albumin | Sigma | A9511 | – |
Laboratory centrifuge | Eppendorf | – | – |
N-Ethyl-N’-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC) | Sigma | E6383 | – |
PBS tablets | AppliChem | A9199 | – |
Propyphenazone derivative | Department of Molecular Biology, University of Salzburg, Austria | – | – |
Shaker | Eppendorf | – | – |
Sodium azide | Sigma | S8032 | – |
Sodium chloride (NaCl) | Sigma | S1679 | – |
Sodium hydrogen carbonate | Sigma | 90421C | – |
Sodium hydroxid | Sigma | S5881 | – |
Sodium phosphate | Sigma | 342483 | – |
Triple detector array | Viscotek | TDA302 | – |
Personal BioVortex V-1 plus | Peqlab | 90-V-1 | – |
Water bath 1012 | GFL | 1012 | – |