Basófilos teste de ativação é uma potente ferramenta para a detecção de IgE-dependente alergias<em> In vitro</em>. Aqui, um protocolo otimizado para a ativação de basófilos teste é utilizado para investigar hipersensibilidade a drogas. Um método para a produção eficiente de drogas covalente de proteínas e seus conjugados de caracterização físico-química é descrito.
Reações de hipersensibilidade contra os não-esteróides anti-inflamatórios não esteróides (AINE), como propyphenazone (PP) e diclofenaco (DF) pode se manifestar como Tipo I-como reações alérgicas 1. Na prática clínica, o diagnóstico de hipersensibilidade a drogas é realizado principalmente pelo histórico do paciente, como testes de pele não é de confiança e testes de provocação oral tem risco de vida riscos para o paciente 2. Daí, a evidência de uma pathomechanism IgE mediada subjacente é difícil de obter.
Aqui, apresentamos um método de vitro baseado no uso de basófilos humano, derivados de drogas pacientes hipersensíveis que imita a reação alérgica efetoras in vivo. Como basófilos de drogas pacientes alérgicos transportar moléculas de IgE específica para a droga culpado, eles se tornam ativados durante a IgE crosslinking receptor e liberar alérgica moléculas efetoras. A ativação de basófilos pode ser monitorado pela determinação da expressão de CD63 upregulation de superfície por citometria de fluxo 3.
No caso de drogas baixo peso molecular, conjugados são projetados para permitir IgE crosslinking receptor em basófilos. Como mostrado na Figura 1, dois representantes de AINEs, PP e DF, são covalentemente ligado à albumina sérica humana (HSA), através de um grupo carboxila reagem com o grupo primário amino de resíduos de lisina. DF transporta um grupo carboxila intrínseca e, portanto, pode ser usado diretamente 4, enquanto um grupo carboxila contendo derivados do PP teve de ser sintetizada organochemically antes do estudo 1.
O grau de acoplamento dos compostos de baixo peso molecular da molécula de proteína transportadora e sua distribuição espacial é importante para garantir crosslinking de duas moléculas de receptor IgE. O protocolo aqui descrito aplica-se cromatografia de exclusão de alto desempenho de tamanho (HPSEC) equipado com um índice de refração seqüencial (RI) e ultra-violeta (UV) sistema de detecção para a determinação do grau de acoplamento.
Como a metodologia descrita pode ser aplicada para outras drogas, o teste de activação de basófilos (BAT) tem o potencial para ser utilizado para a determinação de IgE mediada por mecanismos de hipersensibilidade a drogas. Aqui, nós determinamos como PP hipersensibilidade mediadas por IgE e hipersensibilidade DF como não-IgE mediada pela BAT.
BAT é um bem estabelecida, embora ainda não utilizado rotineiramente método para diagnóstico de IgE mediada doença alérgica 6,7. Para hipersensibilidade a drogas, no entanto, sua aplicabilidade é comprometida, como compostos de baixo peso molecular não são capazes de receptores IgE crosslink, um pré-requisito para a ativação de basófilos 8. Portanto, as drogas sob investigação precisam ser covalentemente acoplado a proteínas de transporte adequado (por exemplo HSA). Importante, o grau de acoplamento (ie número de moléculas de droga por proteína transportadora) precisa ser controlada para garantir a atividade imunológica (ie receptor IgE cross-linking) de conjugados. Teoricamente, dois haptenos por molécula transportadora deve ser suficiente para o receptor de IgE de ligação cruzada e apenas cinco moléculas DF por HSA foram mostrados para desencadear a liberação de mediador em um ensaio baseado em células 4. Ambos os conjugados, PP-HSA e DF-HSA, foram determinados para mostrar um grau suficientemente elevado de acoplamento (HPSEC) e ser imunologicamente ativas tornando-os reagentes adequados para uso em BAT. Outro problema pode ser que os metabolitos de drogas pode ter um papel, como um metabólito em vez do fármaco pode causar a reação de hipersensibilidade. No caso do DF, essa possibilidade tem sido avaliada em detalhes anteriormente usando cinco principais Fase I metabólitos e uma variante de ligação 4. Fatores importantes para dominar a técnica descrita incluem a qualidade da amostra de sangue (<12 horas desde a coleta de sangue, número de basófilos detectado> 500) e otimização das condições de estimulação (dose, tempo). Além disso, os chamados não-respondedores, que nem sequer reagem com o controle positivo (anticorpos dirigidos contra o receptor IgE) têm de ser identificados. Portanto, critérios de validação tem que incluir um anticorpo anti-FcεRI como controle positivo. Uma vantagem importante do uso de conjugados de medicamentos é o fato de que eles parecem não tóxicos, em contraste com as drogas pura, como mostra a DF-HSA conjugado por co-estimulação com anticorpo anti-FcεRI na BAT 4. Pure DF, em contraste, exibe efeitos citotóxicos em uma concentração de 1,25 mg / ml causando problemas com a interpretabilidade da BAT 9. Geralmente, testes para citotoxicidade potencial é fortemente recomendado para cada conjugado droga recém-produzidos.
Aqui, nós mostramos o potencial do PP-HSA conjugado usado em BAT para revelar hipersensibilidade mediadas por IgE. Em contraste, DF hipersensibilidade não está associada com IgE demonstrado pela falta de ativação de basófilos em resposta a DF-HSA conjugado. Importante, em caso de incerteza sobre um mecanismo IgE mediada, conjugados têm de ser avaliados para a atividade imunológica por ensaio in vitro em sistemas baseados em células como tem sido demonstrado por DF 4.
Usando a configuração descrita de conjugar baixo peso molecular drogas covalentemente a proteína transportadora adequada moléculas uma série de reações de hipersensibilidade à droga, incluindo antibióticos, outros AINEs, radiocontrast mídia, relaxantes musculares, anestésicos, etc pode ser investigado por um envolvimento de uma mediada por IgE mecanismo. Assim, BAT pode servir como um complemento para os métodos existentes para o diagnóstico (teste cutâneo, o teste de provocação oral).
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi financiado pelo Fundo de Ciência Austríaco (FWF) conceder P18820-B13.
Declaração de ética:
O estudo foi aprovado (PLUS_Ethik_090514) pelo Comitê de Ética de experimentos envolvendo seres humanos e / ou Animais da Universidade de Salzburg cumprimento das Declaraction de Helsínquia revista em 1983 e todos os pacientes participantes deram seu consentimento informado.
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 | – |