Hier presenteren we een protocol-allergeen geladen deeltjes kwantificeren flowcytometrie. Zwevende deeltjes deeltjes kunnen fungeren als dragers geadsorbeerd allergenen. We tonen hier dat flowcytometrie, een werkwijze op grote schaal gebruikt op gesuspendeerde stoffen te karakteriseren> 0,5 pm in diameter, kan worden gebruikt om deze allergeen geladen deeltjes te verrichten.
Flowcytometrie is een werkwijze op grote schaal gebruikt op gesuspendeerde stoffen zoals cellen of bacteriën in een groottebereik van 0,5 tot enkele tientallen micrometer kwantificeren. Naast een karakterisering van voorwaartse en zijwaartse verstrooiing eigenschappen, het maakt gebruik van fluorescent gemerkte merkers achtige antilichamen met respectieve structuren te detecteren. Het gebruik van indirecte antilichaam kleuring, flowcytometrie wordt hier gebruikt om berkenpollen allergeen kwantificeren (precies Bet v 1)-geladen deeltjes van 0,5 tot 10 micrometer in diameter in inhaleerbare deeltjes (PM10, deeltjesgrootte ≤10 micrometer in diameter). PM10 deeltjes kunnen fungeren als drager geadsorbeerde allergenen eventueel te transporteren naar de onderste luchtwegen, waar ze allergische reacties kunnen veroorzaken.
Tot dusver is de allergeengehalte van PM10 is bestudeerd door middel van enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA's) en scanning elektronenmicroscopie. ELISA meet de opgeloste en niet het deeltje-gebonden allergeen. Vergeleken met scanning elektronenmicroscopie, te visualiseren allergeen geladen deeltjes flowcytometrie mogelijkheid om extra kwantificeren. Als allergeen gehalte van de lucht kan afwijken van berkenpollen tellen, kan allergische symptomen misschien beter correleren met blootstelling aan allergenen dan met stuifmeel tellen. Samen met klinische gegevens, de onderhavige methode biedt de mogelijkheid om te testen in toekomstige experimenten of allergische reacties op berk pollen antigenen zijn geassocieerd met de Bet v 1 allergeen gehalte PM10 deeltjes> 0,5 urn.
Luchtverontreiniging wordt beschouwd als een belangrijke milieu-oorzaak van de verhoogde incidentie en de ernst van de luchtwegen allergieën waargenomen in de afgelopen decennia 1-3. Bovendien was er toenemende belangstelling voor de verspreiding van gemeenschappelijke allergenen stof 4,5.
Berkenpollen kan hooikoorts veroorzaken, maar kan ook een belangrijke oorzaak van allergische astma 6-8 zijn. Hele berkstuifmeel waarschijnlijk niet het lagere ademhalingskanaal voeren of te vinden in PM10 als gevolg van zijn grootte (22 pm in diameter). Echter, berkenpollen allergenen zoals Bet v 1, de belangrijkste berkenpollen allergeen component, worden vrijgegeven na pollen breuk 9 en kan binden aan de lucht deeltjes 10, dus misschien geeft u de onderste luchtwegen. Inderdaad is aangetoond dat PM10 biologisch actieve allergenen zoals aangetoond door in vitro activatie van basofielen uit pollen allergische proefpersoon 11 kan bevatten </sup>.
Bet v 1 allergeengehalte in PM10 monsters werd onderzocht door het extraheren van de betreffende allergeen en daaropvolgende kwantificatie met ELISA 12-14. Met de ELISA techniek werd opgelost allergeen gemeten, maar de hoeveelheid allergeen geladen deeltjes bleef onbekend. Scanning elektronenmicroscopie openbaarde-allergeen geladen deeltjes maar kwantificering 10,15 niet toe.
Deze studie maakt gebruik van stromingscytometrie met het deel van Bet v 1-PM10 geladen deeltjes in de lucht monsters te kwantificeren. Door de detectiegrens van de stromingscytometer enige deeltjes groter dan 0,5 urn kunnen worden onderzocht. De> 0,5 urn fractie van PM10 zal verder worden aangeduid als PM10> 0,5.
Een kritische stap van het protocol is het gebruik van een geschikt filter voor het verzamelen van PM10 deeltjes uit de lucht (zie stap 1,1). Het filter sterk genoeg te verduren poetsen met een elektrische tandenborstel te zijn, en niet alle filtermaterialen voldoen aan deze eis. De kleuring protocol werd opgericht met een PM10 deeltjes concentratie van 8×10 6 deeltjes per ml. Maar als het materiaal is beperkt en bundeling van de monsters niet geschikt is, zal de methode waarschijnlijk zo goed functioneren, maar het antilichaam concentraties (zie stap 3.5 en 3.8) zou moeten worden aangepast.
Bet v 1 kleuring van PM10 niet tot verschillende populaties van positief en negatief gekleurde deeltjes. Dit kan veroorzaakt worden door verschillende hoeveelheden van Bet v 1 allergeen geadsorbeerd aan elk van de deeltjes van zeer kleine tot grote hoeveelheid. Dit zou kunnen leiden tot de uitbreiding van de APC signaal waardoor de bevolking richting verschuivenAPC positiviteit. Aangezien het moeilijk is de positieve scheiden van de negatieve deeltjes werden twee kwantificeringsmethoden gebruikt om de verschillen in het Bet v 1 inhoud van de PM10> 0,5 specimens bepalen: (i) relatieve kwantificatie door meting van de gemiddelde APC fluorescentie-intensiteit van alle deeltjes en (ii) het bepalen van het percentage APC positieve deeltjes. Ten aanzien van de Bet v 1 lading van deeltjes uit lage en hoge pollenseizoen PM10> 0.5, beide methoden openbaarde vergelijkbare resultaten. Toch is relatieve kwantificatie van gemiddelde fluorescentie-intensiteit van alle deeltjes aanbevolen omdat het onafhankelijk is van het plaatsen van de poort en daardoor waarschijnlijk minder foutgevoelig.
Tot op heden zijn veel studies onderzoekt de allergeen-gehalte in de lucht zwevende deeltjes door het extraheren van het betreffende allergeen en de daaropvolgende kwantificatie met ELISA 5,12-14,17. Er is een fundamenteel verschil tussen de hier beschreven werkwijze en de quantification met ELISA ELISA kwantificeert het geëxtraheerd en opgelost antigen, terwijl doorstroomcytometrie analyseert de deeltjes gebonden antigeen. Door middel van ELISA het Bet v 1 belasting van de geteste PM10 monsters (n = 8) was beneden de detectiegrens van 1,2 ng / ml (gegevens niet getoond). Evenzo Buters en anderen die geen Bet v 1 in de PM <2,5 urn fractie en slechts ongeveer 7% in de 10 urn> PM> 2,5 urn fractie, maar meer dan 93% in de PM> 10 urn fractie van omgevingslucht 13. De contrasterende resultaten van de ELISA enerzijds en de FACS analyse anderzijds, kan worden veroorzaakt door verschillen in de detectiemethode samen met uiteenlopende gevoeligheid. Verder onderzoek is echter nodig om volledig te begrijpen dit verschil.
Werkwijze voor visualiseren deeltjes gebonden antigeen scanning elektronenmicroscopie 10,14. Door scanning elektronenmicroscopie Ormstad et al. Gevisualiseerd Bet v 1 op het oppervlak van gesuspendeerde deeltjes matter roetdeeltjes bemonsterd in de hoge pollen seizoen en in mindere mate op de deeltjes bemonsterd in de lage pollenseizoen 15. Bovendien allergenen van pollen, latex en ook β-glucanen bleken adsorberen met verbrandingsdeeltjes in de lucht 10. Deze methode is echter niet kwantificering van de deeltjes gebonden allergeen mogelijk.
Door gebruik van flowcytometrie kan deeltjesgebonden Bet v 1 allergeen worden gekwantificeerd. Aldus flowcytometrie kan een nieuwe manier om de 10-0,5 urn biologische fractie van PM10 karakteriseren met andere geschikte antilichamen op kant bieden, kan deze werkwijze worden uitgebreid tot het detecteren van andere antigenen op omgevingslucht deeltjes, bijvoorbeeld schimmels, huisstofmijt allergenen of LPS. PM10 deeltjes adsorberen niet alleen biologisch materiaal, maar ook chemicaliën en metalen vrij gemakkelijk, aspecifieke binding van antilichamen kan echter een probleem vormen. Als een nieuw antilichaam wordt getest, een cruciale stap is specifieke binding bewijzening. Dit kan door bijvoorbeeld blokkeren van de bindingscapaciteit van het antilichaam met het overeenkomstige antigeen voorafgaand aan kleuring 11.
Zoals Bet v 1 inhoud van de lucht kan afwijken van berkenpollen count 12,13,18, kan allergische symptomen misschien beter correleren met allergeen niveau dan met stuifmeel tellen 14,18. Vandaar dat de gepresenteerde methode in combinatie met klinische gegevens in staat stelt om te onderzoeken in toekomstige experimenten of allergische reacties op berk overeenkomen met de Bet v 1 allergeen belasting van PM10> 0,5.
The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Katrin Bossmann, Anett Neumann and Eike Wolter (German Environment Agency) for their valuable preparatory work.
Teflon filter | Pall Life Sciences, USA | R2PL047 | 47 mm, 1.0 µm |
low volume sampler | Sven Leckel Ingenieur Büro GmbH, Germany | LVS3 | air flow of 2.3 m3/h |
Phosphate-buffered saline | Biochrom, Germany | L1825 | without Ca/Mg, low endotoxin |
electrical toothbrush | Braun, Germany | Oral-B Vitality Sensitive | |
Casy cell counter | Schärfe System GmbH, Germany | Model TTC | range of detectable particle size: 0.7 µm to 45 µm |
FACSCanto II | Becton Dickinson, USA | 3-laser, 8-color (4-2-2) | |
FACS Diva Software v6.1.3 | Becton Dickinson | ||
bovine serum albumin (BSA) | Sigma-Aldrich, USA | A2153-10G | |
monoclonal mouse IgG1 antibody against Bet v 1 | Indoor Biotechnologies, UK | MA-3B4 | clone MA-3B4 |
APC (Allophycocyanin)-labeled secondary anti-Mouse IgG1 antibody | Becton Dickinson | 560089 | clone A85-1 |
SPSSTM software version 18 | PASW Statistics 18, Hongkong, China | ||
Petri Dish | Gosselin, France | BP50-02 | D 55mm, H 15mm |
FACS Tube | Becton Dickinson, USA | REF 352054 | 5ml Polystyrene |
CASYton | Roche Germany |
REF 05651808001 | |
Matrix Blank Tubes | Thermo Scientific, USA | 4140 | 1,4 ml, PP |
Centrifuge | Heraeus, Thermo Scientific | Megafuge 40R | |
Vacuum Pump | INTEGRA Biosciences AG, Switzerland | Model 158 320 | Inetrgra Vacusafe |
recombinant Bet v 1a antigen | Indoor Biotechnologies, UK | LTR-BV1A-1 | Concentration: 2.0 mg/ml |