Qui, abbiamo presentato i metodi per rilevare i autoantibodies di insule umane utilizzando dosaggi di elettrochemiluminescenza (ECL). Il protocollo usato per predire il diabete di tipo 1, può essere estesa, per rilevare gli autoanticorpi per altre malattie autoimmuni.
Individuando i autoantibodies isolotto associati al diabete di tipo 1 (T1D) apre la strada al progetto e scoraggiare questa malattia nella popolazione generale. Un’analisi novella ECL è un test di fase fluida non radioattivi per autoantibodies dell’isolotto con maggiore sensibilità e la specificità dell’analisi radio-associazione standard di ‘oro’ attuale (RBA). Saggi di ECL possono definire più precisamente l’insorgenza di T1D presintomatici distinguendo gli autoanticorpi ad alto rischio, ad alta affinità da autoanticorpi basso rischio, basso-affinità generati in RBAs e saggi convenzionali enzima-collegata dell’immunosorbente (ELISA ). La proteina antigene usata per questo test di ECL è etichettata con Sulfo-tag e biotina, rispettivamente. Ogni dosaggio autoanticorpi ECL che utilizza una proteina antigene particolare ha bisogno di un passaggio di ottimizzazione prima può essere utilizzato per applicazioni di laboratorio. Questo passaggio è particolarmente importante nel determinare i requisiti per trattamenti acido del siero, concentrazioni e i rapporti dei due antigeni differenti etichettati con Sulfo-tag e biotina. Per eseguire il test, siero campioni sono mescolati con Sulfo-tag-coniugati e biotinilati catturare proteina antigene in soluzione tamponata fosfato (PBS), contenente 5% albumina di siero bovino (BSA). In seguito, i campioni sono incubati durante la notte a 4 ° C. Lo stesso giorno, una piastra rivestita con streptavidina è preparata con tampone bloccante e incubata overnight a 4 ° C. Il secondo giorno, lavare la piastra di streptavidina e trasferire la miscela siero-antigene sulla piastra. Collocare la piastra sull’agitatore, impostarlo a bassa velocità e incubare a temperatura ambiente per 1 h. Successivamente, il piatto è lavato nuovamente e buffer di lettore viene aggiunto. La piastra è quindi conteggiata sulla macchina di lettore di piastra. I risultati vengono convogliati attraverso un indice, che viene generato da campioni di siero di controllo positivo e negativo standard interno.
Un recente sistema di classificazione dell’organizzazione è stato creato per aiutare con la diagnosi delle fasi iniziali di T1D in pazienti. Esatta rilevazione dei autoantibodies isolotto umana svolge un ruolo importante nell’identificazione e stadiazione presintomatici diabete di tipo 1, come la presenza di autoantibodies dell’isolotto indica la presenza di autoimmunità della β-cellula. Il tasso al quale diabete colpisce pazienti da ricorrenza iniziale dell’autoimmunità β-cellulare della malattia sintomatica, associato il numero e il tipo di autoanticorpo isolotto, è variabile2,3.
L’età di sieroconversione di autoanticorpi, titolo e affinità dei autoantibodies dell’isolotto può influenzare il tasso di progressione a sintomatico tipo 1 diabete4,5,6,7,8 ,9,10. Recentemente, sviluppati ECL saggi sono stati ampiamente validati, hanno dimostrato una maggiore sensibilità e sono più specifici di malattia10,11,12,13. Queste analisi che permettono di migliorare la previsione e la messa in scena di rischio del diabete attraverso l’individuazione tempestiva dei autoantibodies dell’isolotto. Più precisamente segnano l’inizio dell’autoimmunità dell’isolotto e ignorare i segnali di bassa affinità e a basso rischio non pertinenti al diabete.
In un’analisi di ECL, gli autoanticorpi nel siero, se presente, ponte l’antigene Sulfo-tag-coniugato all’antigene di cattura biotinilato nella fase fluida. Dopo bridging, il linker di biotina è catturato in fase solida e rilevato tramite ECL dal Sulfo-tag sulla piastra di streptavidina (Figura 1).
In questa recensione, saggi di ECL singolo anticorpo con i autoantibodies umano dell’isolotto sono principalmente utilizzate. Brevemente, multiplex anticorpo saggi basati sulla singola ECL saggi saranno discussi. L’analisi multiplex può essere usata per identificare multiplo, fino a 10, autoanticorpi all’interno di un singolo bene, utilizzando 15 µ l di siero. Questo test semplice e ad alta velocità effettiva utilizzabile per schermo, simultaneamente, i autoantibodies multiple per più rilevanti malattie autoimmuni nella popolazione generale.
Autoantibodies dell’isolotto sono attualmente i biomarcatori più affidabili dell’autoimmunità del diabete di tipo 1. Segnano l’inizio dell’autoimmunità specifici dell’isolotto e determinare i rischi di malattia evidente. Il test di ECL, per autoantibodies dell’isolotto, è stato ampiamente convalidato nei test clinici nazionali ed internazionali di tipo 1 diabete multipli. L’analisi ha dimostrato una maggiore sensibilità e specificità rispetto alla corrente ‘oro’ RBAs standard. Il dosaggio di ECL ha mostrato il suo vantaggio superiore per maggiore specificità di malattia da discriminante ad alta affinità e autoantibodies dell’isolotto ad alto rischio da basso rischio, basso-affinità segnali generati da RBA. Questo è notato soprattutto in soggetti che sono solo degli autoanticorpo isolotto singolo positivo e non hanno mai progredito per diabete di tipo 1. La maggior parte di queste affinità bassa autoanticorpi sono stati trovati per essere persi durante il follow-up test fatto nei mesi e anni, comportandosi come un ‘transitorio positivo’. Come precedentemente ipotizzato, queste affinità bassa ‘singoli’ autoanticorpi probabilmente è derivati da immunizzazione con una molecola Cross-reattivo. Mentre maggiore affinità, i autoantibodies dell’isolotto di rischio superiori è derivato da immunizzazione con gli antigeni di isolotto se stessi. Inoltre, ECL-saggi hanno dimostrato la capacità di scaduti al momento della ‘sieroconversione’ da saggi di radio-associazione standard attuale (RBA) da anni in bambini con pre-diabete, che sono stati seguiti per diabete clinico dalla nascita. Uno studio clinico internazionale in corso, determinanti ambientali di diabete nei giovani (TEDDY), dipende dalla rilevazione accurata per individuare i tempi e la comparsa degli autoanticorpi primo isolotto ‘sieroconversione’ per contrassegnare l’inizio dell’isolotto autoimmunità e per l’identificazione dei fattori ambientali. Un motivo possibile per una maggiore sensibilità nell’analisi della ECL è che il dosaggio cattura tutte le classi di immunoglobuline: IgG, IgM, IgA, o IgE, piuttosto che il tradizionale RBA o ELISA, che si basano solo sulla rilevazione di IgG.
Nelle analisi di ECL, per alcuni determinati autoanticorpi come IAA, l’associazione di autoanticorpi contro l’antigene sembra essere inibita da alcuni componenti presenti nel siero umano normale. Per rimuovere o eliminare questa inibizione, trattamento acido di campioni di siero era necessario fare prima il siero è stato incubato con l’antigene. Come mostrato in [Figura 5], analisi di ECL-IAA, le attività di associazione di autoanticorpi nel siero dei pazienti con l’antigene e l’anticorpo monoclonale di topo dell’insulina è stata grandemente valorizzata. L’acidificazione dei campioni di siero, utilizzato nell’analisi dell’anticorpo, è solitamente applicato per dissociare preesistenti complessi associati. Il meccanismo dietro come segnali di IAA sono inibiti in campioni di siero umano e rilasciati dall’acidificazione del siero non è noto, ma questo metodo è stato utilizzato in altri ECL basato saggi14,15.
In alcuni casi, quando molecole di etichettatura, biotina o Sulfo-tag, l’etichettatura positionsinside delle molecole della proteina antigene sono, o molto vicino alla chiavi epitopi del legame dell’anticorpo, che può interferire con l’attività di associazione agli anticorpi. Questo ridurrà la sensibilità del test e può completamente abbattere il dosaggio. Per la procedura di etichettatura di routine, massimizzazione o saturazione è desiderato per ogni molecola di proteina antigene generare attività massima o segnale per molecola con etichetta massimizzando la capacità di etichettatura di tutte le posizioni d’etichettatura. Insaturi etichettatura deve essere eseguita riducendo il rapporto molare di etichettatura molecole (biotina e Sulfo-tag) alla proteina antigene se etichettatura sull’antigene diventa un motivo possibile per interruzione di attività obbligatoria dell’anticorpo. Gli epitopi principali può essere meglio riservati e interruzione dell’attività di legame dell’anticorpo può essere rilasciato utilizzando la strategia di etichettatura insatura nella maggior parte dei casi.
Ogni dosaggio dovrebbe includere un interno standard alto controllo positivo e negativo per il calcolo di indici dei campioni sconosciuti. Un controllo positivo basso vicino il limite superiore del dosaggio dei comandi normali è importante includere per il monitoraggio di sensibilità del test. Il laboratorio deve conservare abbastanza aliquote dei controlli positivi e negativi standard per uso a lungo termine e tutte le aliquote devono essere conservate a-20 ° C. Per garantire la qualità saggio, le analisi devono essere eseguite in duplicati per ogni campione e ogni risultato positivo dovrebbe essere confermata ripetendo il campione in un’analisi separata. Un terzo saggio è necessario quando il secondo test di conferma non è d’accordo con il primo test e i risultati di due test, che si impegnano (ad es., +, + o-, -), sarà la determinazione finale di un risultato positivo o negativo.
Con la piattaforma impostata per singole analisi di ECL, un’analisi multiplex può essere estesa da questi. È possibile determinare simultaneamente fino a 10 diversi autoanticorpi in un unico pozzetto con una piccola quantità di siero. Attualmente, quattro autoantibodies dell’isolotto tra cui IAA, GADA, IA-2A e ZnT8A sono uguale importanza per la previsione di rischio di progressione a T1D in entrambi parenti di pazienti affetti da T1D e popolazione in generale. I metodi utilizzati per lo screening di questi 4 autoanticorpi utilizzando misure di corrente singolo autoantibody sono laboriosi e inefficiente, soprattutto per uno screening su larga scala della popolazione. D’importanza, fino al 40% dei pazienti con T1D hanno un ulteriore condizione autoimmune16,17,18. Purtroppo, non c’è nessun strumento facile e poco costoso per schermo per queste condizioni. Il dosaggio di ECL multiplex non è solo capace di unire 4 saggi di autoanticorpo isolotto principale corrente in uno, ma è anche in grado di coniugare ulteriormente più saggi di autoanticorpi da altre malattie autoimmuni pertinenti. Questo rende possibile effettuare in modo efficiente elevato throughput screening per malattie autoimmuni multiple simultaneamente in popolazioni di larga scala. Nell’analisi della ECL multiplex, come illustrato nella [Figura 6], ogni complesso antigene-anticorpo formato in fase di fluido sarà trattenuto in un punto di origine del linker specifici nello stesso bene. Il ricevitore di segnale sulla macchina di lettore di piastra è in grado di riconoscere i segnali provenienti da 10 diverse fonti di macchie. Tuttavia, le macchie con un segnale estremamente elevata possono generare uno sfondo di alto dosaggio e causare interferenze ai vicini luoghi tramite cross-talk. Per questo motivo, i segnali di limite superiore per ogni dosaggio autoanticorpi dovrebbero essere limitati a meno di 20.000 conteggi. Nella nostra esperienza, gli autoanticorpi con sfondi inferiore devono essere posizionati relativamente lontano da quei punti avendo più alti conteggi quando la mappa delle località è stata progettata. Per studi a lungo termine utilizzando dosaggi di ECL multiplex, è consigliabile che il linker stesso essere utilizzato per il dosaggio di autoanticorpi stesso per mantenere coerente il dosaggio.
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato supportato da NIH concedere DK32083, JDRF Grant 2-SRA-2015-51-Q-R.
Human recombinant proinsulin protein(PINS) | AmideBio | Human Proinsulin, Rec | |
Human recombinant GAD65 protein | Diamyd | rhGAD65 | |
Human recombinant IA-2 protein | Creative BioMart | IA2 | |
1x Phosphate Buffered Saline (PBS), pH 7.4 | Thermo Fisher Scientific | 10010-023 | |
10x PBS, pH 7.4 | Thermo Fisher Scientific | 70011-044 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | SIGMA-ALORICH | A7906-500G | |
96-well PCR plate | Fisher | 14230232 | |
Streptavidin coated plate | MSD | L15SA | |
Zeba sizing spin column | Thermo Fisher Scientific | 89890 | |
Twen-20 | Fisher | BP337-500 | |
HCl | Fisher | A144-500 | |
NaOH | Fisher | SS255-1 | |
Trizma Base | Fisher | BP152-5 | |
EZ-Link Biotin | Thermo Fisher Scientific | PI21329 | |
Sulfo-tag | MSD | R91AO-1 | |
Blocker A | MSD | R93AA-1 | |
4x Read Buffer T with Surfactant | MSD | R92TC-1 | |
EZ-Link NHS-PEG4-Biotin | ThermoScience | 21329 | |
Sulfo-TAG | MSD | R91AO-1 | |
96-well polymerase chain reaction (PCR) plate | Fisher brand | 14230232 | |
96-Well Streptavidin plate | MSD GOLD | L 15SA-1 | |
Zeba Spin Desalting Column | ThermoScience | PL208984 | |
96-well Plate Shaker | Perkin Elmer | 1296-003 | |
Plate Reader | MSD | QuickPlex SQ120 | |
Benchtop centrifuge with bucket rotary | Beckman | Allegra X-15R |