HPLC Medición de la oxidación del ADN de biomarcadores, 8-oxo-7,8-dihidro-2 'desoxiguanosina, en células cultivadas y tejidos animales
Summary
El objetivo de este protocolo es la detección del marcador de la oxidación del ADN, 8-oxo-7,8-dihidro-2 'desoxiguanosina (8-oxo-dGuo) por HPLC-ED, en el ADN de células cultivadas o tejidos animales.
Abstract
El estrés oxidativo está asociado con muchos procesos fisiológicos y patológicos, así como el metabolismo de xenobióticos, que conduce a la oxidación de biomacromoléculas, incluyendo ADN. Por lo tanto, la detección eficiente de la oxidación del ADN es importante para una variedad de disciplinas de investigación, incluyendo la medicina y toxicología. Un biomarcador común de ADN oxidativamente dañado es 8-oxo-7,8-dihidro-2 'desoxiguanosina (8-oxo-dGuo; a menudo denominado erróneamente como 8-hidroxi-2' desoxiguanosina (8-OH-dGuo o 8 oxo-DG)). Se han descrito varios protocolos para la medición de 8-oxo-dGuo por cromatografía líquida de alta presión con detección electroquímica (HPLC-ED). Sin embargo, éstos se aplicaron principalmente a ADN purificado tratado con pro-oxidantes. Además, debido a las diferencias metodológicas entre los laboratorios, debido principalmente a las diferencias en equipo analítico, la adopción de métodos publicados para la detección de 8-oxo-dGuo por HPLC-ED requiere la optimización cuidadosa de cada laboratorio. LAprotocolo integral, que describe un procedimiento de este tipo de optimización, es insuficiente. Aquí, un protocolo detallado se describe para la detección de 8-oxo-dGuo por HPLC-ED, en el ADN de células cultivadas o tejidos animales. Se ilustra cómo la preparación de muestras de ADN se puede optimizar fácilmente y rápidamente para minimizar la oxidación indeseable de ADN que puede ocurrir durante la preparación de la muestra. Este protocolo muestra cómo detectar 8-oxo-dGuo en células cultivadas humanos adenocarcinoma alveolar (es decir, células A549) tratados con el agente oxidante KBrO 3, y del bazo de ratones expuestos a la dibenzo hidrocarburo aromático policíclico (def, p) criseno (DBC, antes conocido como dibenzo (a, l) pireno, DALP). En general, este trabajo ilustra cómo una metodología HPLC-ED se puede optimizar fácilmente para la detección de 8-oxo-dGuo en muestras biológicas.
Introduction
Especies reactivas del oxígeno (ROS), cuyos niveles de estado estacionario puede aumentar durante muchas condiciones patológicas y el metabolismo xenotoxic, contribuyen a una mayor frecuencia de daño oxidativo del ADN. Entre varios productos de oxidación posibles nucleobases, daño oxidativo del ADN fácilmente se puede medir usando el marcador estable 8-oxo-7,8-dihidro-2 'desoxiguanosina (8-oxo-dGuo), que es una de las formas oxidadas de 2' -deoxyguanosine (dGuo) 1. 8-oxo-dGuo es el más abundante lesión del ADN 2 y, por lo tanto, ha sido estudiado para mayor detalle como un biomarcador oxidación del ADN a pesar de la existencia de productos de oxidación de ADN múltiple 3. En los seres humanos, este daño puede ser reparado a través de la reparación por escisión de base por 8-oxoguanina glicosilasa 1 (hOGG1) 4. Si se deja sin reparar, 8-oxo-dGuo puede contribuir a la formación de mutaciones de sustitución de pares de bases (es decir, G a T transversiones) 4. Es importante destacar que, 8-oxo-dGuo es un marcador establecido fodaño en el ADN r en relación con la iniciación y promoción de la carcinogénesis 2. Por lo tanto, la cuantificación precisa de 8-oxo-dGuo es un biomarcador útil y deseable de daño oxidativo del ADN 5.
Hay una confusión generalizada en la literatura con respecto a los nombres correctos de las formas dañadas oxidativamente de 2-desoxiguanosina y, por otra parte, el nombre correcto del compuesto (s) mide rutinariamente como un biomarcador de daño oxidativo del ADN 6. Los 6,8-diceto-enol y 6, 8-ceto formas tautoméricas de 8-oxo-dGuo (mostrado en la Figura 1) son los dos tautómeros más prominentes discutidos en la literatura 5,7. La forma de 6,8-diceto es la forma más prominente a pH fisiológico de 7,4, y es el producto de oxidación de ADN más prominente 7. Por lo tanto, 8-oxo-dGuo, en lugar de 8-hidroxi-dGuo es el nombre más apropiado para este producto de oxidación 6. También es importante señalar que 2-desoxiguanosina (dGuo), en lugar de nucleobase guanina (Gua) o guanosina ribonucleósido (Guo), respectivamente, se detecta por la mayoría de los métodos de 6.
Detección y cuantificación de 8-oxo-dGuo exacta es difícil debido a: i) la variabilidad en la digestión de la muestra de ADN, ii) la oxidación adventicia de dGuo a 8-oxo-dGuo que puede ocurrir durante la preparación de la muestra, y iii) la necesidad para la validación efectiva del método HPLC-ED analítica 8. En este protocolo, que tuvo como objetivo a lograr i) proporcionando condiciones favorables para la digestión completa del ADN y ii) por la inclusión quelante de metal y soluciones quelantes tratados y un reactivo DNA-aislamiento especial, mientras iii) fue sólo parcialmente abordados por la inclusión de controles positivos y, por tanto proporcionando que el método es capaz de detectar 8-oxo-dGuo en muestras biológicas. Además de validación está más allá del alcance de este documento. Sin embargo, estamos seguros de que este protocolo ayudará a la prospectivalos usuarios a determinar el grado en que ellos necesitan para validar formalmente el protocolo, dependiendo de sus fines. Una lista de los pasos requeridos para la validación formal del método está provisto además. Durante el desarrollo e implementación de un método para la detección de 8-oxo-dGuo, métodos publicados fueron revisados y consolidados. Por lo tanto, este método elimina la necesidad de reunir información de varias fuentes publicadas que a menudo carecen de importantes detalles experimentales mientras que también proporciona medios rápidos y directos de las pruebas si el método para la detección y cuantificación de 8-oxo-dGuo ha sido adoptado con éxito. Este método adaptado fue empleado con éxito para analizar muestras de ADN de las células cultivadas y el tejido murino. Este artículo de vídeo ayudará a otros grupos en el establecimiento de un método eficaz para la detección fiable y cuantificación de 8-oxo-dGuo por HPLC-ED.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aunque 8-oxo-dGuo ha sido reportado como un biomarcador útil de la oxidación del ADN, su cuantificación fiable puede suponer un reto. Aunque existen varios métodos publicados, hay una necesidad de una visión global, descriptivo de protocolo para permitir a los investigadores a implementar el método en sus laboratorios. Aquí presentamos un resumen detallado de un protocolo basado en HPLC que permita a los nuevos usuarios para establecer un método eficaz para la detección y cuantificación de 8-oxo-dGuo.
<p c…Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta investigación fue financiada por la Iniciativa de Salud de Canadá Genómica Investigación y Desarrollo (GRDI) y la Estrategia de Regulación Canadiense de Biotecnología (letras CRSB). Los autores no tienen ningún conflicto de intereses.
Materials
| 8-oxo-dGuo standard | Cayman Chemical Company | 89320 | Inappropriately referred to as "8-hydroxy-2'-deoxy Guanosine" – see Fig. 1 and text for details |
| Alkaline phosphatase | Sigma-Aldrich | P5931 | From E.coli |
| Chelex 100 | Sigma-Aldrich | C7901 | Chelates heavy metals |
| Desferoxamine mesylate | Sigma-Aldrich | D9533 | |
| dGuo standard | Sigma-Aldrich | D7145 | |
| Dibasic sodium phosphate | Sigma-Aldrich | S9390 | |
| DNA from salmon sperm | Sigma-Aldrich | D1626 | Sodium salt |
| DNase I | Sigma-Aldrich | D4527 | TypeII, from bovine pancreas |
| DNAzol | Invitrogen | 10503-27 | |
| Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA) | Sigma-Aldrich | E4884 | The compound would not completely dissolve until solution pH is adjusted to 8.0 with e.g. NaOH |
| F12-K media | ATCC | 30-2004 | |
| Foetal bovine serum | ATCC | 30-2020 | |
| Guard column | Chromatographic Specialties | YBA 99S03 0204GC | Protects colum from contamination; may also lead to pressure build-up |
| Magnesium chloride | Sigma-Aldrich | M8266 | |
| Monobasic sodium phosphate | Sigma-Aldrich | S9638 | |
| Penicillin-Streptomycin | Invitrogen | 15140-122 | |
| Phosphate buffered saline | Invitrogen | 15190-250 | |
| Phosphodiesterase I enzyme | Sigma-Aldrich | P3243 | Type II from Crotalus adamaneus venom |
| Teflon homogenizer | Thomas Scientific | 7724T-1 or 7724T-5 for 1 or 5 mL, respectively | Volume (holding capacity) depends on the amount of sample to be processed. |
| Trypsin | Invitrogen | 15050-065 | |
| YMC-BASIC column with bonded spherical silica | Chromatographic Specialties | YBA 99S03 1546WT |
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