Peptid diziler HLA Alloantibodies Organ nakli olarak algılanması için kişiselleştirilmiş
Summary
İnsan lökosit antijeni (HLA) serileri organ donörü ve alıcı çiftleri arasındaki uyuşmazlıklar antikor aracılıklı ret organ nakli yapılan en önemli nedeni vardır. Burada Anti-donör HLA alloantibodies organ alıcıları içinde soruşturma için bireysel bağış HLA dizileri üzerinde temel alan özel antijen diziler kullanımı mevcut.
Abstract
Organ nakli işlevi ve greft uzun ömürlü eleştirel başarı immünolojik ret reaktivite insan lökosit antijenleri (HLA) karşı kontrol kullanır. MHC yönergeleri laboratuvar testleri önceden var olan olarak sunar anti-HLA dokunulmazlığının temel alan veya de novo bir büyük nakli engel teşkil HLA antikorlar oluşturulan. Geçerli testleri nakli sera soruşturma için ~ 100 önceden seçilmiş rekombinant HLA antijenleri sabit kümesini kullanan bir tek-antijen boncuk (SAB) platformu üzerinde inşa edilir. Ancak, insanlarda HLA türleriyle HLA dizileri aynı kombinasyonu paylaşan iki birey yoktur tek yumurta ikizleri dışında çok daha büyük çeşitli bulunmaktadır. Süre HLA yazarak ve doğrudan sıralama için gelişmiş teknolojileri tam olarak herhangi bir uyuşmazlığı bir donör ‘s arasında DNA dizisi içinde-ebilmek esir alma ve alıcının HLA, SAB tahlil sıra gösteriminde sınırlı onun çeşitli nedeniyle tam olarak tespit edemiyor özellikle donör HLA uyuşmazlıkları karşı alloantibodies. Farklı bir teknoloji kullanımı algılamak ve anti-donör HLA antikorlar kişiselleştirilmiş olarak niteleyen tamamlayıcı bir yöntem geliştirmek için çalıştı. Sonrası organ nakli sera antikor aracılıklı reddetme riski değerlendirmek için organ alıcısının problama için donör sıralamaları HLA kaynaklı özel peptit dizisi tarama aracıdır. İki tane verici-alıcı için tek bir dizi üzerinde en fazla 600 benzersiz peptidler vericinin HLA protein dizileri, en az bir uyumsuz kalıntı bir 15-amino asit sırayla taşıyan her peptid şeklinde yapılmaktadır. Bizim pilot deney öncesi ve sonrası organ nakli sera bu diziler üzerinde için antijen desenler karşılaştırmak için ayrıca bağışıklık epitopları yer kesin olarak belirlemek izin verdi çözünürlük ile anti-HLA sinyalleri tespit edebildik. Bunlar kişiselleştirilmiş antijen diziler izin donör özgü HLA epitopları yüksek çözünürlüklü tespiti organ nakli.
Introduction
Rutin olarak dünya çapında yapılan organ replasman tedavisi milyonlarca insanın hayatını kurtardı. Daha büyük bir sayı hala iken waitlists donör organ tedarik (Organ tarafından sağlanan bilgilere göre ciddi sıkıntısı nedeniyle almak için solid organ nakli hastalarda yaklaşık 100 ABD milyon kişi başına yılda oluşur Satın alma ve nakli ağ – OPTN/UNOS: optn.transplant.hrsa.gov). Organ nakli organ atıkları azaltmak ve hayatlarını kurtarmak için son derece düzenlenir, ancak bu yönetmelik bilgilendirmek için kullanılan bilimsel araçları etkinliği sınırlı. Örneğin, bilimsel topluluk tamamen HLA moleküllerin son derece Polimorfik Birleşik tanır ve doğru genetik testleri yüksek çözünürlüklü yazarak ve serisi tabanlı (SBT) yazarak kullanarak DNA’ın son yıllarda1‘, geliştirilen 2. ancak, alloantibody test yöntemleri henüz bireysel HLA dizileri çok çeşitli antijen probları olarak üretmek mümkün olmamıştır. Standart test günümüzde değişmez bir panel kullanır bu HLA ortak türevleri oluşmaktadır ~ 100 allelic antijenleri ile A, B, C, DQ, DP ve DR dizileri insan nüfusu3,4,5,6‘. Sık sık, gerçek vericinin HLA dizileri nakli doktorlar ve cerrahlar donör ‘s gerçek dizileri ve karşılık gelen “standartları” arasında paylaşılan benzerlikler dayalı donör özgü reaktivite anlaması için zorlama test panelinde dahil değildir test7,8ayarlayın. Sonuç olarak, antikor testi sonuçları9,10,11,12tarihinde dayalı ret riski güvenilir bir tahmin yapmak için bazen zordur. Bu nedenle, yeni kişisel olarak özelleştirilebilir alloantibodies için acilen gerekli13,14testlerdir.
HLA genleri bağışıklık yanıtı6‘ önemli bir işleve sahip MHC kompleksi (MHC) reseptörleri kodlamak. HLA genleri insan genomu6en Polimorfik genler olduğu bilinmektedir. DNA hızlı gelişmeler nedeniyle HLA genleri, yeni allelic türevleri için stratejiler sıralama (ya da sade bir şekilde gen anılacaktır) bir patlayıcı oranı15‘ de16keşfetti edilmektedir. Şubat 2017 ile 16,755 doğrulanmış gen IMGT/HLA veritabanı (http://www.ebi.ac.uk/ipd/index.html), hangi 12,351 sınıf yerinde yatırılan ve 4,404 sınıf II gruplar vardı. Tezat, sadece biraz 100’den fazla farklı gen alloantibodies organ nakli algılamak için rutin olarak kullanılan standart tek-antijen boncuk (SAB) tahlil temsil edilir. SAB yöntemi kullanarak Akış Sitometresi Luminex platformu üzerinde inşa edilmiştir. Tahlil antijenleri, üretim, küçük toplu iş toplu için variabilities dışında değişmez bir dizi kullanır beri anti-serum test bireyler ve laboratuvarlar5arasında sağlam standart. Ancak, bu test özellikle donör dizileri eksik olduğunda donör allelleri özellikle karşı geliştirilen tüm alloantibodies yakalamak değiştiremiyor SAB ayarla. Bağış antijenleri gerçek dizileri dayalı özel üretim olmasına rağmen arzu edilen test prosedürleri ve gerekli üretim düzene teknik zorluklar kalır.
Biz son zamanlarda bir fizibilite çalışması ve böbrek nakli konular17alternatif bir metodoloji nitelendirdi. Yöntem peptid antijenleri öncesi problama için bir dizi biçiminde kullanılan ve sera bireysel konularda sonrası nakli. Her dizi peptid antijenleri, her 15 üreten SPOT sentez yöntemi18,19,20,21,22,23 kullanılarak oluşturulan özel amino asit uzunluğunda, tamamen temel üzerinde ilgili organ bağışçı HLA gen a, B, C, DQA1, DQB1 ve DRB1. SPOT sentez standart Fmoc-kimya22 kullanarak bir selüloz membran üzerinde işletilen ve bir tam otomatik robot sistemi19,21ile paralel olarak özel peptidler yüzlerce üretebilir. Membran dizi sıyırma ve devir reprobing birden fazla mermi dayanabilir. Bizim retrospektif çalışma17‘ de bir saat serisi (Yani, önce ve sonra nakli) aracılığıyla toplanan saklı nakli antisera ile antijen şekillerindeki değişiklikleri algılandı. Burada tarif biz dizi tasarımı, dahil olmak üzere iş akışı için teknik iletişim kuralı imalat, Anti-serum sondalama ve sonuç analizi. Yöntem alloantibodies nakli bağış HLA moleküller üzerinde belirli doğrusal epitopları karşı algılamak için içindir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada açıklanan SPOT dizi alloantibody özgüllük organlarımı’nın HLA antijenleri karşı Ekiminde deneysel incelenmesi için tasarımıdır. Geniş klinikte kullanılan varolan SAB tahlil aksine antijen array yöntemi gerçek HLA dizileri bireysel bağış ağırlayacak esnek tasarımı önemli bir avantajı vardır. Yakında doğru HLA allelic sıralı okumalar belirsizlik16,27 olmadan üretmek mümkün olacak hızla ilerleyen DNA sıralama teknolojisi p…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Drs. Shawn Li teşekkür ediyoruz ve XING Li nokta ile onların tür yardım için Kanada’da Western Üniversitesi dizi üretim. Örnek hizmetleri sağlamak için kapsamlı nakli Merkezi, Northwestern Üniversitesi ve MHC çekirdek personeli için minnettarız. Bu eser kısmen yardımcı kurulu kuzeybatı Memorial Hastanesi tarafından ve J.J. için Northwestern Üniversitesi tarafından sağlanan bir fakülte başlangıç Fonu tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Peptide array | INTAVIS Bioanalytical Instruments | ||
| Ethanol | Sigma-Aldrich | E7023 | |
| Ponceau S solution | Sigma-Aldrich | P7170 | |
| Non-fat milk | Bio Rad Laboratories | 1706404 | |
| TBST | Santa Cruz Biotechnology | 10711454001 | |
| Goat anti-human IgG–HRP | ThermoFisher Scientific | A18811 | |
| Clarity Western ECL Substrate | Bio Rad Laboratories | 1705061 | |
| Restore Western Blot Stripping Buffer | Thermo Scientifics | 21059 | |
| ChemiDoc gel imaging system | Bio Rad Laboratories | 1708265 |
References
- Bradshaw, R. A., Dunn, P. P. Unambiguous high resolution genotyping of human leukocyte antigens. J Immunol Methods. , (2017).
- Robinson, J., Halliwell, J. A., McWilliam, H., Lopez, R., Marsh, S. G. IPD–the Immuno Polymorphism Database. Nucleic Acids Res. 41, D1234-D1240 (2013).
- Tait, B. D. Solid phase assays for HLA antibody detection in clinical transplantation. Curr Opin Immunol. 21 (5), 573-577 (2009).
- Tait, B. D. Detection of HLA Antibodies in Organ Transplant Recipients – Triumphs and Challenges of the Solid Phase Bead Assay. Front Immunol. 7, 570 (2016).
- Gebel, H. M., Bray, R. A. HLA antibody detection with solid phase assays: great expectations or expectations too great?. Am J Transplant. 14 (9), 1964-1975 (2014).
- Horton, R., et al. Gene map of the extended human MHC. Nat Rev Genet. 5 (12), 889-899 (2004).
- Duquesnoy, R. J. HLAMatchmaker: a molecularly based algorithm for histocompatibility determination I. Description of the algorithm. Hum Immunol. 63 (5), 339-352 (2002).
- Duquesnoy, R. J., Marrari, M. HLAMatchmaker-based definition of structural human leukocyte antigen epitopes detected by alloantibodies. Curr Opin Organ Transplant. 14 (4), 403-409 (2009).
- Wedel, J., Bruneau, S., Kochupurakkal, N., Boneschansker, L., Briscoe, D. M. Chronic allograft rejection: a fresh look. Curr Opin Organ Transplant. 20 (1), 13-20 (2015).
- Rostaing, L. P., Malvezzi, P. HLA-Incompatible Kidney Transplantation–Worth the Risk?. N Engl J Med. 374 (10), 982-984 (2016).
- Gebel, H. M., Bray, R. A., Nickerson, P. Pre-transplant assessment of donor-reactive, HLA-specific antibodies in renal transplantation: contraindication vs. risk. Am J Transplant. 3 (12), 1488-1500 (2003).
- Haas, M. An updated Banff schema for diagnosis of antibody-mediated rejection in renal allografts. Curr Opin Organ Transplant. 19 (3), 315-322 (2014).
- Cecka, J. M., Reed, E. F., Zachary, A. A. HLA high-resolution typing for sensitized patients: a solution in search of a problem?. Am J Transplant. 15 (4), 855-856 (2015).
- Tambur, A. R., Claas, F. H. HLA epitopes as viewed by antibodies: what is it all about?. Am J Transplant. 15 (5), 1148-1154 (2015).
- Robinson, J., et al. The IPD and IMGT/HLA database: allele variant databases. Nucleic Acids Res. 43, D423-D431 (2015).
- Gabriel, C., et al. HLA typing by next-generation sequencing – getting closer to reality. Tissue Antigens. 83 (2), 65-75 (2014).
- Liu, P., et al. A Novel Method for Anti-HLA Antibody Detection Using Personalized Peptide Arrays. Transplant Direct. 2 (11), (2016).
- Frank, R., Overwin, H. SPOT synthesis. Epitope analysis with arrays of synthetic peptides prepared on cellulose membranes. Methods Mol Biol. 66, 149-169 (1996).
- Frank, R. The SPOT-synthesis technique. Synthetic peptide arrays on membrane supports–principles and applications. J Immunol Methods. 267 (1), 13-26 (2002).
- Amartely, H., Iosub-Amir, A., Friedler, A. Identifying protein-protein interaction sites using peptide arrays. J Vis Exp. (93), (2014).
- Kudithipudi, S., Kusevic, D., Weirich, S., Jeltsch, A. Specificity analysis of protein lysine methyltransferases using SPOT peptide arrays. J Vis Exp. (93), e52203 (2014).
- Hilpert, K., Winkler, D. F., Hancock, R. E. Peptide arrays on cellulose support: SPOT synthesis, a time and cost efficient method for synthesis of large numbers of peptides in a parallel and addressable fashion. Nat Protoc. 2 (6), 1333-1349 (2007).
- McBride, R., Head, S. R., Ordoukhanian, P., Law, M. Low-Cost Peptide Microarrays for Mapping Continuous Antibody Epitopes. Methods Mol Biol. 1352, 67-83 (2016).
- Li, S. S., Wu, C. Using peptide array to identify binding motifs and interaction networks for modular domains. Methods Mol Biol. 570, 67-76 (2009).
- Kaczmarek, I., et al. Donor-specific HLA alloantibodies: long-term impact on cardiac allograft vasculopathy and mortality after heart transplant. Exp Clin Transplant. 6 (3), 229-235 (2008).
- Claas, F. H. Clinical relevance of circulating donor-specific HLA antibodies. Curr Opin Organ Transplant. 15 (4), 462-466 (2010).
- Brown, N. K., Kheradmand, T., Wang, J., Marino, S. R. Identification and characterization of novel HLA alleles: Utility of next-generation sequencing methods. Hum Immunol. 77 (4), 313-316 (2016).
- Cino, E. A., Choy, W. Y., Karttunen, M. Conformational Biases of Linear Motifs. Journal of Physical Chemistry B. 117 (50), 15943-15957 (2013).
- Duquesnoy, R. J. Human leukocyte antigen epitope antigenicity and immunogenicity. Curr Opin Organ Transplant. 19 (4), 428-435 (2014).
- Lavinder, J. J., et al. Identification and characterization of the constituent human serum antibodies elicited by vaccination. Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (6), 2259-2264 (2014).
- Kloetzel, P. M. Antigen processing by the proteasome. Nat Rev Mol Cell Biol. 2 (3), 179-187 (2001).
- Filippone, E. J., Farber, J. L. The Humoral Theory of Transplantation: Epitope Analysis and the Pathogenicity of HLA Antibodies. J Immunol Res. 2016, 5197396 (2016).
- Claas, F. H., Witvliet, M. D., Duquesnoy, R. J., Persijn, G. G., Doxiadis, I. I. The acceptable mismatch program as a fast tool for highly sensitized patients awaiting a cadaveric kidney transplantation: short waiting time and excellent graft outcome. Transplantation. 78 (2), 190-193 (2004).
