Summary

Generazione di anticorpi monoclonali contro prodotti naturali

Published: April 06, 2019
doi:

Summary

Questo articolo fornisce un protocollo dettagliato per la preparazione e la valutazione degli anticorpi monoclonali contro prodotti naturali per l’utilizzo in vari test immunologici. Questa procedura comprende l’immunizzazione, la fusione cellulare, ELISA competitiva indiretto per clone positivo di screening e preparazione di ibridoma monoclonale. A vostra disposizione anche le specifiche per la caratterizzazione dell’anticorpo usando MALDI-TOF-MS e le analisi di ELISA.

Abstract

L’analisi dei componenti bioattivi presenti negli alimenti e prodotti naturali è diventata una popolare area di studio in molti campi, compreso il tradizionale cinese medicina e cibo sicurezza/tossicologia. Molte delle tecniche di analisi classica richiedono attrezzature costose e/o competenze. In particolare, le analisi enzima-collegata dell’immunosorbente (ELISA) sono diventati un metodo emergente per l’analisi di alimenti e prodotti naturali. Questo metodo si basa sulla rilevazione dell’anticorpo-mediata dei componenti di destinazione. Tuttavia, come molti dei componenti bioattivi in prodotti naturali sono piccole (< Da 1.000) e non indurre una risposta immunitaria, creazione di anticorpi monoclonali (mAbs) contro di loro è spesso difficile. In questo protocollo, forniamo una spiegazione dettagliata dei passaggi necessari per generare anticorpi monoclonali contro molecole bersaglio, nonché quelli necessari per creare l'associato indiretta competitivo (ic) ELISA per l'analisi rapida del composto nei campioni multipli. La procedura descrive la sintesi dell'antigene artificiale (cioè, il coniugato aptene-carrier), immunizzazione, fusione cellulare, preparazione di ibridoma monoclonale, caratterizzazione del mAb e l’applicazione basata su ELISA del mAb. Il coniugato aptene-carrier è stato sintetizzato dal Sodio Metaperiodato metodo e valutati mediante MALDI-TOF-MS. Dopo immunizzazione, splenocytes sono stati isolati dal mouse immunizzato con il più alto titolo dell’anticorpo e fuso con il deficit di ipoxantina-aminopterina-timidina (cappello) – linea cellulare di mieloma mouse sensibile Sp2/0 – Ag14 utilizzando un polietilene glicole (spina)-metodo basato. Gli ibridomi secernenti anticorpi monoclonali reattivi all’antigene bersaglio sono stati selezionati dall’icELISA per la specificità e la reattività crociata. Inoltre, è stato applicato il metodo di diluizione limitante per preparare ibridomi monoclonale. MAbs finale sono stati ulteriormente caratterizzata da icELISA e poi utilizzate in un’applicazione basata su ELISA per la rilevazione rapida e conveniente dell’aptene esempio (naringina (NAR)) nei prodotti naturali.

Introduction

Gli anticorpi monoclonali (mAbs), noto anche come anticorpi mono-specifici, sono prodotte da un singolo clone di linfocita b e sono composti da monovalenti anticorpi che si legano al stesso epitopo1. Negli ultimi anni, molti prodotti medicinali vegetali naturali sono stati utilizzati nel trattamento di varie malattie2. Infatti, molti piccoli composti molecolari originariamente derivati da prodotti naturali vengono ora applicate come farmaci di prima linea, come ad esempio artemisinina per malaria e paciltaxel (taxolo) per cancro2,3. Lo studio di prodotti naturali ha fatto rapidi progressi, in gran parte dovuto l’enorme sviluppo e l’ottimizzazione delle tecniche di analisi convenzionali, tra cui la cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC) e spettrometria di massa (MS). Tuttavia, ci sono ancora alcune limitazioni connesse con questi metodi, quali i loro complessi protocolli pretrattamento e costi associati per quanto riguarda il tempo, manodopera/competenze e strumenti necessari4.

Recentemente, sono stati applicati i saggi basati su mAb enzima-collegata dell’immunosorbente (ELISA) analizzare qualitativamente e quantitativamente il cibo e prodotti naturali. In realtà, questo metodo è stato applicato per analisi di campioni biologici e per la sperimentazione clinica e ha dimostrato di essere accurati, sensibili e altamente efficiente, evitando anche le fasi di pretrattamento noiose connesse con altre analisi5, 6.

Quando si utilizza basato su mAb ELISAs per studiare prodotti naturali complessi, preparazione degli anticorpi monoclonali è uno dei passi fondamentali. Purtroppo, i mAbs specifici per i piccoli componenti bioattivi presenti in questi tipi di sostanze6,7,8,9,10,11,12 ,13,14,15 sono spesso limitati rispetto agli antigeni della proteina. Per ovviare a questo problema, abbiamo sviluppato un protocollo per generare specificamente mAbs contro piccoli composti. Il protocollo presentato qui include sintesi artificiale dell’antigene, mouse immunizzazione, fusione cellulare, ELISA competitiva indiretto e preparazione di ibridoma monoclonale.

In particolare, il nostro gruppo di ricerca ha studiato la formazione di anticorpi monoclonali contro piccoli composti bioattivi da medicine cinesi tradizionali e sviluppare le proprie applicazioni per anni. Nei nostri studi in corso, abbiamo sviluppato anticorpi monoclonali contro baicalin16, puerarin17, acido glicirrizico18, paeoniflorin19, ginsenoside Re20, ginsenoside Rh121e molte altre piccole molecole. I nostri protocolli di ELISA basati su questi anticorpi monoclonali sono stati utilizzati in una serie di studi per valutare la farmacocinetica di queste piccole molecole, come pure le loro interazioni con altri composti bioattivi. Inoltre, usando questi mAbs, abbiamo anche sviluppato metodi di cromatografia di immunoaffinità per la separazione di analoghi strutturali, inclusi epimers. Recentemente, abbiamo preparato un immunoassay di flusso laterale utilizzando il nostro mAb anti-puerarin che è stato successivamente utilizzato per il rilevamento rapido, in loco di questo composto. I nostri risultati indicano che la nostra analisi di mAb-based sono strumenti indispensabili e conveniente per studiare la biologia e la qualità dei composti naturali-prodotto-derivati, in particolare quelli utilizzati nelle medicine cinesi tradizionali.

Protocol

Tutte le procedure animale effettuate in questo studio sono state approvate dal comitato di revisione etica presso l’Università di Pechino di medicina cinese (approvazione numero 2016BZYYL00109). Nota: Topi BALB/c femmina (8 settimane) sono stati immunizzati con aptene-carrier proteico coniugati. Quando usato da solo, una piccola molecola (< Da 1.000) non può suscitare una risposta immunitaria. Tuttavia, coniugando la piccola molecola un risultati di macromolecola di vettore in sintesi di an…

Representative Results

Generazione di ibridomi monoclonale Il peso molecolare del coniugato aptene-carrier è stato confermato da analisi MALDI-TOF-MS. Come il peso molecolare di BSA e la NAR sono noti, potrebbe essere calcolato il numero di piccole molecole coniugate con BSA. La figura 1 Mostra i risultati rappresentativi spettrali per NAR-BSA22, che consente di…

Discussion

Qui, presentiamo un protocollo per il successo della produzione di anticorpi monoclonali contro naturale prodotto derivato di piccole molecole. I passi essenziali nella procedura sono stati delineati, e abbiamo dimostrato l’utilità di questo protocollo utilizzando NAR come una piccola molecola di esempio. Gli spettri di esempio, analisi di reattività e icELISA risultati tutti mostrano rappresentante sperimentale e dati di controllo che viene ottenuti utilizzando questo protocollo. Immagini di esempio degli ibridomi for…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato supportato da National Natural Science Foundation of China (sovvenzione numeri 81573573, 81473338 e 81503344) e il classico Team di ricerca base prescrizione presso l’Università di Pechino di medicina cinese.

Materials

800 mesh (40 μm nylon) filter  FALCON 352340
24 well culture plate NUNC 119567
25 cm2 Flask Labserv 310109016
3,3’,5,5’-Tetramethylbenzidine(TMB) Sigma Aldrich 860336 1G
75 cm2 Flask Corning 430720
96 well culture plate NUNC 117246
bovine serum albumin AMRESCO 332
cell strainer FALCON 352340
centrifuge tube 15 mL Corning 430645
centrifuge tube 50 mL Corning 430828
cryotubes, 1 mL  Sigma Aldrich V7384-1CS
cultivator DRP-9082  Samsung
dialysis membrane (10kDa) Heng Hui 45-10000D
dimethylsulfoxide Sinopharm Chemical DH105-10
electronic balance  BS124-S  Sartorius
ELISA plates, 96 well NUNC 655101
ethanol, 96% Sinopharm Chemical
Fetal bovine serum Gibco 16000-044
fetal calf serum Invitrogen 10270106
Freund´s adjuvant, complete Sigma Aldrich SLBM2183V
Freund´s adjuvant, incomplete Sigma Aldrich SLBL0210V
Gelatin AMRESCO 9764-500g
Gradient cooler container Nalgene 5100-0001
HAT media supplement Sigma Aldrich H0262-10VL
HRP-conjugated goat-anti-mouse IgG antibody applygen C1308
HT media supplement Sigma Aldrich H0137-10VL
Inverted Microscope IX73 Olympus 
keyhole limpet hemocyanin Sigma Aldrich H8283
MALDI-TOF-MS  Axima-CFR  plus   Axima 
Microplate Reader BioTex ELX-800 
mouse Vital River  BALB/c
ovalbumin Beijing BIODEE 5008-25g
PEG Sigma Aldrich RNBC6325
Penicillin&Streptomycin solution Hyclone SV30010
Pipette 10 mL COSTAR 4488
Pipette 25 mL FALCON 357525
RPMI 1640 Corning 10-040-CVR
skim milk applygen P1622
sodium periodate Sinopharm Chemical BW-G0008
Sulfo-GMBS Perbio Science Germany 22324
TipOne Tips 1,000 µL Starlab S1111-2021

Riferimenti

  1. Kohler, G., Milstein, C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature. 256, 495-497 (1975).
  2. De Smet, P. A. Herbal remedies. The New England journal of medicine. 347, 2046-2056 (2002).
  3. Rowinsky, E. K., Donehower, R. C. The clinical pharmacology of paclitaxel (Taxol). Seminars in oncology. 20, 16-25 (1993).
  4. Yan, X., Zhao, Y., Zhang, Y., Qu, H. Monoclonal Antibodies and Immunoassay for Medical Plant-Derived Natural Products: A Review. Molecules. 22, (2017).
  5. Loungratana, P., Tanaka, H., Shoyama, Y. Production of monoclonal antibody against ginkgolic acids in Ginkgo biloba Linn. The American journal of Chinese medicine. 32, 33-48 (2004).
  6. Fujii, S., Morinaga, O., Uto, T., Nomura, S., Shoyama, Y. Development of a monoclonal antibody-based immunochemical assay for liquiritin and its application to the quality control of licorice products. Journal of agricultural and food chemistry. 62, 3377-3383 (2014).
  7. Ishiyama, M., Shoyama, Y., Murakami, H., Shinohara, H. Production of monoclonal antibodies and development of an ELISA for solamargine. Cytotechnology. 18, 153-158 (1995).
  8. Xuan, L., Tanaka, H., Xu, Y., Shoyama, Y. Preparation of monoclonal antibody against crocin and its characterization. Cytotechnology. 29, 65-70 (1999).
  9. Leu, J. G., Chen, B. X., Schiff, P. B., Erlanger, B. F. Characterization of polyclonal and monoclonal anti-taxol antibodies and measurement of taxol in serum. Cancer research. 53, 1388-1391 (1993).
  10. Zhu, S., Shimokawa, S., Shoyama, Y., Tanaka, H. A novel analytical ELISA-based methodology for pharmacologically active saikosaponins. Fitoterapia. 77, 100-108 (2005).
  11. Phrompittayarat, W., et al. Determination of pseudojujubogenin glycosides from Brahmi based on immunoassay using a monoclonal antibody against bacopaside I. Phytochemical analysis. 18, 411-418 (2007).
  12. Limsuwanchote, S., et al. Preparation of a monoclonal antibody against notoginsenoside R1, a distinctive saponin from Panax notoginseng, and its application to indirect competitive ELISA. Planta medica. 80, 337-342 (2014).
  13. Tanaka, H., et al. Isolation of ginsenoside Rb1 from Kalopanax pictus by eastern blotting using anti-ginsenoside Rb1 monoclonal antibody. Phytotherapy research. 19, 255-258 (2005).
  14. Morinaga, O., Nakajima, S., Tanaka, H., Shoyama, Y. Production of monoclonal antibodies against a major purgative component, sennoside B, their characterization and use in ELISA. The Analyst. 126, 1372-1376 (2001).
  15. Sakamoto, S., et al. Simultaneous determination of soy isoflavone glycosides, daidzin and genistin by monoclonal antibody-based highly sensitive indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay. Food chemistry. 169, 127-133 (2015).
  16. Shan, W., et al. Development of a Fluorescence-Linked Immunosorbent Assay for Baicalin. Journal of fluorescence. 25, 1371-1376 (2015).
  17. Qu, H., et al. Development of an enzyme-linked immunosorbent assay based on anti-puerarin monoclonal antibody and its applications. Journal of chromatography B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences. 953-954, 120-125 (2014).
  18. Zhang, Y., et al. Development of an enzyme-linked immunosorbent assay and immunoaffinity chromatography for glycyrrhizic acid using an anti-glycyrrhizic acid monoclonal antibody. Journal of separation science. 38, 2363-2370 (2015).
  19. Zhao, Y., et al. Development of Fluorescence-Linked Immunosorbent Assay for Paeoniflorin. Journal of fluorescence. 25, 885-890 (2015).
  20. Qu, H., et al. Establishment of an enzyme-linked immunosorbent assay and application on determination of ginsenoside Re in human saliva. Planta medica. 80, 1143-1150 (2014).
  21. Qu, H., et al. Development of ELISA for detection of Rh1 and Rg2 and potential method of immunoaffinity chromatography for separation of epimers. Journal of chromatography B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences. 985, 197-205 (2015).
  22. Qu, H., et al. Novel immunoassay and rapid immunoaffinity chromatography method for the detection and selective extraction of naringin in Citrus aurantium. Journal of separation science. 39, 1389-1398 (2016).
  23. Qu, H., et al. Rapid lateral-flow immunoassay for the quantum dot-based detection of puerarin. Biosensors & bioelectronics. 81, 358-362 (2016).

Play Video

Citazione di questo articolo
Zhang, Y., Cao, P., Lu, F., Yan, X., Jiang, B., Cheng, J., Qu, H. Generation of Monoclonal Antibodies Against Natural Products. J. Vis. Exp. (146), e57116, doi:10.3791/57116 (2019).

View Video