מאמר זה מתאר שיטה microarray חלבון עבור פרופיל החיסונית ההורמונאלית, התגובות פאנל 7-ה-plex של מאוד מטוהרים Clostridium difficile אנטיגנים של sera אנושי. ניתן להאריך את הפרוטוקול מצפני תגובות נוגדנים ספציפיים בהכנות של ורידי polyclonal.
אנו מספקים סקירה מפורטת הרומן תפוקה גבוהה microarray שיטת קביעת אנטי – רמות נוגדןClostridium difficile סרה אנושי, ההכנות נפרדים של polyclonal עירוי אימונוגלובולינים (IVIg). הפרוטוקול מתאר את השלבים מתודולוגי המעורבים הכנת הדוגמא, הדפסה של מערכים, וזמינותו הליך ניתוח נתונים. בנוסף, פרוטוקול זה יכול להיות פיתוח נוסף לשלב דגימות קליניים מגוונים, לרבות פלזמה, תא supernatants תרבות. אנחנו מראים איך microarray חלבון יכול לשמש כדי לקבוע שילוב של isotype (IgG, איגה, IgM), מחלקת משנה (IgG1 IgG2, IgG3, IgG4, IgA1, IgA2), וטיהרו נוגדנים ספציפיים זן מאוד כל difficile ג רעלים A ו- B (toxinotype 0, זן VPI 10463, ribotype 087), הרעלן B מ ג difficile הרעלן B-בלבד לביטוי זן (CCUG 20309), צורת קודמן קטע B של הרעלן בינארי, pCDTb, ribotype ספציפיים כל משטח שכבת חלבונים (SLPs; 001, 002, 027), ולשלוט חלבונים (טטנוס טוקסואידי, קנדידה אלביקנס). במהלך הניסוי, מיקרו-מערכים הם שנבדק עם סרה מאנשים עם זיהום difficile ג CDI, אנשים עם סיסטיק פיברוזיס (CF) ללא שלשולים, בריא פקדים (HC), וממנו ויחידים טרום טיפול פוסט-IVIg טיפול של CDI, כשל חיסוני משולב הפרעה כרונית דלקתית כרונית polyradiculopathy. אנו נתקלים הבדלים משמעותיים efficacies ניטרול רעלים, רמות נוגדן ספציפי מולטי-isotype בין קבוצות המטופל, תכשירים מסחריים של IVIg, ואת שרה לפני הבאים IVIg המינהל. בנוסף, יש מתאם משמעותי בין microarray מקושרים-אנזים immunosorbent assay (אליסה) עבור רמות IgG אנטיטוקסין הדוגמאות סרום. תוצאות אלו מציעים ש-microarray הזה יכול להיות כלי מבטיח עבור פרופיל תגובות נוגדנים אנטיגנים C.difficile בבני אדם שחוסנו או נגועים. עם עוד יותר עידון של אנטיגן פאנלים, צמצום עלויות הייצור, אנו צופים כי הטכנולוגיה microarray עשוי לעזור לייעל ובחר את immunotherapies שימושי ביותר קלינית לדלקת difficile ג באופן ספציפי למטופל.
פרוטוקול זה מתאר את התפתחות של אימות של הרומן ומותאמות microarray שיטת איתור של כימות למחצה של זן חיידקי, נוגדן ספציפי isotype התגובות difficile ג אנטיגנים. אנו משתמשים בהצלחה שלנו difficile ג-microarray ספציפי assay ככלי חדש מבטיח bioanalysis ההלחנה תכני נוגדן ספציפי סרה החולה1,2, ההכנות של IVIg3, ו- זיהוי נוגדנים specificities עם עני תוצאות ב- CDI4. נדגים כיצד הדוגמאות סרום biobanked וההכנות מסחרי של IVIg ניתן לנתח microarray שקופיות, ומאפשר פרופיל לשחזור באיכות גבוהה של התגובות נוגדן ספציפי פתוגן difficile ג assay הזה.
ילדים בריאים ומבוגרים רבים יש סרום לזיהוי נוגדנים IgG ואיגה difficile ג רעלים A ו- B5,6. אלה נחשבים להתעורר בעקבות חשיפת חולף במהלך הינקות, בעקבות חשיפה difficile ג בבגרות. מסיבה זו, polyclonal IVIg היה בשימוש מותווים לטיפול חוזרים ונשנים והן לפתח CDI7,8,9. עם זאת, שלו תפקיד מכריע, מצב הפעולה עדיין לא ברור. מספר מחקרים הראו כי התגובה החיסונית ההורמונאלית difficile ג רעלים ממלאת תפקיד המחלה מצגת והתוצאה. באופן ספציפי, בחולים ללא תסמינים הצג של סרום מוגברת אנטי רעלן A אג ריכוז לעומת חולים שמפתחים מחלה סימפטומטי10. אגודה הניתנת דווח על חציון אנטי רעלן A אג titers ו- 30 יום כל סיבה תמותה11. מספר דיווחים גם חשפו אסוציאציה עם הגנה מפני הישנות של נוגדן התגובות טוקסין A, B ומספר אנטיגנים ללא רעלן (Cwp66, Cwp84, FliC, FliD, וחלבונים שכבת פני השטח (SLPs))12,13 , 14 , 15. תצפיות אלה דרבנה התפתחות הראשון חיסוני פסיבי סמים מיקוד difficile ג הרעלן B (bezlotuxumab), אשר לאחרונה אושרה על-ידי לנו האוכל ואת הניהול סמים התרופות האירופית סוכנות למניעת CDI חוזרים ונשנים16. אסטרטגיות חיסון באמצעות רעלים מומת או שברי רקומביננטי הרעלן נמצאים גם בשלבי פיתוח17,18,19. גישות טיפוליות חדשות אלה ללא ספק יגרה את הדרישה להערכת החיסון ההורמונאלית, התגובות אנטיגנים מרובים במדגמים גדולים.
היום, יש מחסור הבולטים של מבחני תפוקה גבוהה זמינים מסחרית מסוגל בו זמנית הערכת זן חיידקי, נוגדן ספציפי isotype התגובות difficile ג אנטיגנים. יש צורך לפתח מבחני כזה כדי להקל על מאמצי המחקר העתידי ויישומים קליניים. מיקרו-מערכים חלבון הם שיטה לשתק מספרים גדולים של חלבונים מטוהרים בנפרד כמערך במרחב מאורגנת של כתמים על גבי משטח מיקרוסקופי מבוסס שקופיות באמצעות מערכת רובוטית, אשר ניתן ללא מגע או קשר20 הדפסה כלי21. המקומות עשוי לייצג תערובות מורכבים כגון תא lysates, נוגדנים, רקמת homogenates, חלבונים אנדוגני או רקומביננטי או פפטידים, נוזלי גוף או סמים22,23.
טכנולוגיית microarray חלבון מציעה יתרונות ברורים על פני אליסה שבאתר סטנדרטי טכניקות, אשר באופן מסורתי שימש להערכת אנטי –ג difficile תגובות נוגדנים. אלה כוללים קיבולת מוגברת לגילוי מגוון של מולטי-isotype-ספציפי נוגדנים נגד פאנל נרחב יותר של חלבון מטרות, דרישות נפח מופחת אנטיגנים, דגימות של ריאגנטים, ויכולת משופרת כדי לשלב גדול יותר מספר משכפל טכני, בנוסף מספר פנימי בקרת איכות (QC) מודד1. מיקרו-מערכים ולכן הם יותר רגישים, מדויק, לשחזור, יש טווח דינמי גדול יותר. גורמים אלה הופכים מיקרו-מערכים חלופה זולה יותר מאהדה פוטנציאל ELISAs איתור בקנה מידה גדול של חלבונים הידועים. עם זאת, החסרונות של הטכנולוגיה microarray לנבוע בעיקר ההוצאות מראש גדולות הקשורות הקמת פאנל של אנטיגנים נקיים במיוחד והגדרת את הפלטפורמה הטכנולוגית.
מיקרו-מערכים חלבון היו בשימוש נרחב מעל שני עשורים ככלי אבחון ומחקר בסיסי יישומים קליניים. יישומים מסוימים כוללים ביטוי חלבון פרופיל, המחקר של קשרי סובסטרט, סמן ההקרנה, ניתוח של אינטראקציות מארח-חיידק, והגדרת פרופיל נוגדן ירידה לפרטים23,24, 25,26,27,28. הוקמו רבים חדשים הפתוגן חלבון/אנטיגן מיקרו-מערכים, כולל מלריה (הפלזמודיום)29, HIV-130, שפעת31, סארס (הסארס)32, לקדחת דימומית33 , herpesviruses34, ו שחפת35.
בפרוטוקול הנוכחי מתייחס להקמת קל ההפעלה ג difficile תגובתי microarray הנוגדנים, המאפשר כימות מדויק, מדויק, וספציפי של מולטי-isotype, זן ספציפי נוגדן התגובות ג difficile אנטיגנים סרה, polyclonal IVIg. במסמך זה, אנו כוללים נציג תוצאות הנוגעים ביצוע וזמינותו microarray מקובל כאשר לעומת אליסה וכן דיוק וזמינותו של הפארמצבטית פרופילים. זה וזמינותו ניתן לפתח עוד לעשות פרופיל הדגימות קליניים אחרים, קובע סטנדרט חדש למחקר לתוך הבסיס המולקולרי של CDI.
ב פרוטוקול זה, אנחנו הראו ש-microarray הזה הוא פלטפורמה מתאימה להגדרת ההורמונאלית תגובות מערכת החיסון כדי difficile ג חלבונים אנטיגניים החולה סרה (דמויות 3 ו- 6), תכשירים מסחריים של IVIg (איור 5). גם הראו כי הטכניקה microarray מבצע טוב בהשוואה לאליסה קונבנציונאלי (<strong cla…
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה נתמך על ידי מלגת הרמס אל אולה Negm, טניה מונאהן, דרך נפרד במימון המרכז למחלות עיכול נוטינגהאם ומרכז NIHR נוטינגהאם עיכול מחלות ביו מחקר.
BioRobotics MicroGrid II arrayer | Digilab, Malborough, MA, USA | N/A | Contact arrayer used to automated spotting of the antigens onto the slides. |
Scanner InnoScan 710. | Innopsys | N/A | A fluorescent microarray slide scanner with a red (Cy5) laser to read the reaction. |
MAPIX software version 7.2.0 | Innopsys | N/A | Measure signal intensities of the spots. |
Silicon contact pin | Parallel Synthesis Technologies | SMT-P75 | Print the samples onto the slides. |
Thermo Scientific Nalgene Desiccator | Thermo Scientific | 41102426 | To store the new and printed slides. |
384-well plate | Genetix | X7022UN | To prepare the antigens. |
Plate cover | Sigma Aldrich, UK | CLS6570-100EA | To reduce evaporation of the samples. |
Aminosilane slides | Schott, Germany | 1064875 | The slide of choice for printing the antigens. |
Slide holders | GraceBio Labs, USA | 204862 | Divide the slides into identical 16 subarrays. These holders are re-usable, removable, leak-proof wells . |
Candida albicans lysate | NIBSC | PR-BA117-S | Positive control |
Tetanus Toxoid | Athens Research and Technology | 04/150 | Positive control |
Immunoglobulin G (IgG), Normal Human Plasma | Athens research and technology | 16-16-090707 | Purified Native Human Immunoglobulin G IgG, Human Plasma. |
Immunoglobulin G1 (IgG1), Normal Human Plasma | Athens research and technology | 16-16-090707-1 | Purified Native Human Immunoglobulin G1 IgG1, Human Plasma. |
Immunoglobulin G2 (IgG2), Normal Human Plasma | Athens research and technology | 16-16-090707-2 | Purified Native Human Immunoglobulin G2 IgG2, Human Plasma. |
Immunoglobulin G3 (IgG3), Normal Human Plasma | Athens research and technology | 16-16-090707-3 | Purified Native Human Immunoglobulin G3 IgG3, Human Plasma. |
Immunoglobulin G4 (IgG4), Normal Human Plasma | Athens research and technology | 16-16-090707-4 | Purified Native Human Immunoglobulin G4 IgG4, Human Plasma. |
Immunoglobulin A (IgA), Human Plasma | Athens research and technology | 16-16-090701 | Purified Native Human Immunoglobulin A (IgA), Human Plasma. |
Immunoglobulin A1 (IgA1), Human Myeloma Plasma | Athens research and technology | 16-16-090701-1M | Purified Native Human Immunoglobulin A1 (IgA1), Human Plasma. |
Immunoglobulin A2 (IgA2), Human Myeloma Plasma | Athens research and technology | 16-16-090701-2M | Purified Native Human Immunoglobulin A2 (IgA2), Human Plasma. |
Immunoglobulin M (IgM), Human Plasma | Athens research and technology | 16-16-090713 | Purified Native Human Immunoglobulin M (IgM), Human Plasma. |
Biotinylated Goat Anti-Human IgG Antibody, gamma chain specific | Vector Labs | BA-3080 | Goat anti- human IgG (γ-chain specific)-biotin antibody reacts specifically with human IgG but not with other immunoglobulins. |
Mouse Anti-Human IgG1 Hinge-BIOT | Southern Biotec | 9052-08 | Goat anti- human IgG1 biotin antibody reacts specifically with human IgG1 but not with other immunoglobulins. |
Mouse Anti-Human IgG2 Fc-BIOT | Southern Biotec | 9060-08 | Goat anti- human IgG2 -biotin antibody reacts specifically with human IgG 2but not with other immunoglobulins. |
Mouse Anti-Human IgG3 Hinge-BIOT | Southern Biotec | 9210-08 | Goat anti- human IgG3-biotin antibody reacts specifically with human IgG3 but not with other immunoglobulins. |
Mouse Anti-Human IgG4 pFc'-BIOT | Southern Biotec | 9190-08 | Goat anti- human IgG-biotin antibody reacts specifically with human IgG but not with other immunoglobulins. |
Anti-Human IgA, alpha chain specific, made in goat – Biotinylated | Vector Labs | BA-3030 | Goat anti- human IgG -biotin antibody reacts specifically with human IgG but not with other immunoglobulins. |
Mouse Anti-Human IgA1-BIOT | Southern Biotec | 9130-08 | Goat anti- human IgG -biotin antibody reacts specifically with human IgG but not with other immunoglobulins. |
Mouse Anti-Human IgA2-BIOT | Southern Biotec | 9140-08 | Goat anti- human IgG -biotin antibody reacts specifically with human IgG but not with other immunoglobulins. |
Mouse Anti-Human IgM-BIOT | Southern Biotec | 9020-08 | Goat anti- human IgG-biotin antibody reacts specifically with human IgG but not with other immunoglobulins. |
0.2 mm syringe filter | Thermo scientific | 723-2520 | Filter the 5% BSA. |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma Aldrich, UK | A7284 | Use 5% BSA for blocking the slides. |
Antibody diluent | Dako, UK | S3022 | To dilute the serum and the secondary antibody. |
Streptavidin Cy5 | eBioscience | SA1011 | Detection of the immune reaction. |
Purified whole C. difficile toxins A and B (toxinotype 0, strain VPI 10463, ribotype 087) | Toxins Group, Public Health England | NA | |
Purified whole C. difficile toxin B (CCUG 20309 toxin B only expressing strain) | Toxins Group, Public Health England | NA | |
Precursor form of B fragment of binary toxin, pCDTb | University of Bath | NA | Produced in E. Coli from wholly synthetic recombinant gene construct. Amino acid sequence based on published sequence from 027 ribotype (http:www.uniprot.org/uniprot/A8DS70) |
Purified native whole ribotype-specific (001, 002, 027) surface layer proteins | Dublin City University | NA | |
Vigam (IVIg preparation 1) | Nottingham University Hospitals NHS Trust | N/A | |
Privigen (IVIg preparation 2) | Nottingham University Hospitals NHS Trust | N/A | |
Intratect (IVIg preparation 3) | Nottingham University Hospitals NHS Trust | N/A |