Qui, vi presentiamo un protocollo per quantificare le particelle allergeni-caricati mediante citometria di flusso. le particelle di particolato ambientali possono agire come vettori di allergeni adsorbiti. Noi mostriamo che la citometria a flusso, un metodo ampiamente utilizzato per caratterizzare solidi sospesi> 0,5 micron di diametro, può essere utilizzato per misurare queste particelle allergeni caricato.
Citometria di flusso è un metodo ampiamente utilizzato per quantificare solidi sospesi come cellule o batteri in un range da 0,5 a diverse decine di micrometri di diametro. Oltre ad una caratterizzazione delle proprietà di dispersione in avanti e di lato, consente l'uso di marcatori fluorescenti etichettati come anticorpi per rilevare rispettive strutture. Utilizzando indiretta colorazione degli anticorpi, citometria a flusso è impiegato qui per quantificare betulla allergeni del polline (BET appunto v 1) MOLLA particelle di 0,5 a 10 micron di diametro nel particolato inalabile (PM10, la dimensione delle particelle ≤10 micron di diametro). le particelle PM10 possono agire come vettori di allergeni adsorbiti forse li trasporta al tratto respiratorio inferiore, dove avrebbero potuto scatenare reazioni allergiche.
Finora il contenuto allergenico di PM10 è stata studiata per mezzo di enzimi legati analisi immunoassorbimento (ELISA) e microscopia elettronica a scansione. ELISA misure del sciolto e non la particellaallergene -bound. Rispetto al microscopio elettronico a scansione, che può visualizzare le particelle allergeni-caricato, citometria a flusso potrebbero inoltre li quantificare. Come contenuto allergenico di aria ambiente può deviare dal conteggio del polline di betulla, i sintomi allergici potrebbero forse correlare meglio con esposizione agli allergeni che con pollini. In concomitanza con i dati clinici, il metodo presentato offre la possibilità di testare in esperimenti futuri se le reazioni allergiche al polline betulla antigeni sono associati con il Bet v 1 contenuto allergenico di particelle PM10> 0,5 micron.
L'inquinamento atmosferico viene considerato come una causa importante ambientale della maggiore incidenza e la gravità delle allergie respiratorie osservate negli ultimi decenni 1-3. Inoltre, c'è stato un crescente interesse nella distribuzione di allergeni comuni in 4,5 polvere.
Birch polline può provocare febbre da fieno, ma può anche essere un trigger importante di asma allergica 6-8. Tutta polline di betulla non è in grado di penetrare nel tratto respiratorio inferiore o di interesse PM10 a causa delle sue dimensioni (22 micron di diametro). Tuttavia, gli allergeni del polline di betulla come Bet v 1, il principale componente polline di betulla allergene, possono essere rilasciati dopo la rottura polline 9 e possono legarsi alle particelle dell'aria ambiente 10, quindi, eventualmente immettere le vie respiratorie inferiori. Infatti, è stato dimostrato che PM10 può contenere allergeni biologicamente attive come dimostra l'attivazione in vitro di basofili da un polline probando allergica 11 </sup>.
Bet v 1 contenuto di allergene in campioni di PM10 è stato studiato estraendo il rispettivo allergene e la successiva quantificazione con ELISA 12-14. Con la tecnica ELISA, l'allergene disciolto è stato misurato, ma la quantità di particelle allergene-caricato rimaneva ancora sconosciuta. Microscopia elettronica a scansione ha rivelato particelle allergene-caricato, ma non ha permesso la quantificazione 10,15.
Questo studio si avvale di citometria a flusso per quantificare la percentuale di particelle PM10 Bet v 1-caricati in campioni di aria ambiente. A causa del limite di rilevazione del citofluorimetro solo particelle più grandi di 0,5 micron può essere esaminato. L'> 0,5 micron frazione PM10 sarà ulteriormente definito come PM10> 0,5.
Un punto critico del protocollo è l'uso di un filtro appropriato per la raccolta di particelle PM10 da aria ambiente (vedi passo 1.1). Il filtro deve essere abbastanza forte da sopportare spazzolatura con uno spazzolino elettrico, e non tutti i materiali filtranti soddisfare questo requisito. Il protocollo di colorazione è stato istituito con una concentrazione di particelle PM10 di 8×10 6 particelle per ml. Tuttavia, se il materiale è limitato e il raggruppamento dei campioni non è appropriato, il metodo sarà probabilmente funziona pure, ma le concentrazioni di anticorpi (vedere i passi 3.5 e 3.8) potrebbe avere da regolare.
Bet v 1 colorazione delle particelle PM10 non ha provocato distinte popolazioni di particelle positivamente e negativamente macchiati. Questo potrebbe essere causato da quantità variabili di Bet v 1 allergeni adsorbiti a ciascuna delle particelle che vanno da pochissimo fino a una quantità elevata. Ciò potrebbe causare l'espansione del segnale APC spostando così la popolazione versoAPC positività. Poiché è difficile separare il positivo dalle particelle negative, due metodi di quantificazione sono stati usati per determinare le differenze nel contenuto Bet v 1 del PM10> 0,5 esemplari: (i) quantificazione relativa misurando la mediana intensità di fluorescenza APC di tutte le particelle e (ii) determinare la percentuale di APC particelle positive. Per quanto riguarda il Bet v 1 carico di particelle di bassa e alta stagione polline PM10> 0.5, entrambi i metodi hanno rivelato risultati simili. Ancora, quantificazione relativa, intensità di fluorescenza media delle particelle è raccomandato in quanto è indipendente posizionare il cancello e quindi probabilmente meno soggetto a errori.
Fino ad oggi molti studi esaminare il contenuto allergenico di particolato nell'aria ambiente estraendo il rispettivo allergene e la successiva quantificazione con ELISA 5,12-14,17. Vi è una differenza fondamentale tra il procedimento descritto qui e il quantification con Elisa: ELISA quantifica l'antigene estratto e sciolto, mentre citometria a flusso analizza l'antigene in particelle. Mediante ELISA Bet v 1 carico dei campioni PM10 testati (n = 8) era inferiore al limite di rilevamento di 1,2 ng / ml (dati non mostrati). Allo stesso modo, Buters e altri identificati senza Bet v 1 nel PM <2,5 micron frazione e solo il 7% in 10 micron> PM> 2,5 micron frazione, ma oltre il 93% nel PM> 10 micron frazione di aria ambiente 13. I risultati contrastanti della ELISA da un lato e l'analisi FACS invece, possono essere causate da differenze nel metodo di rilevamento in concomitanza con sensibilità divergenti. Ulteriori ricerche, tuttavia, è necessaria per comprendere appieno questa differenza.
Un metodo per visualizzare particelle legato antigene è microscopio elettronico a scansione 10,14. In microscopia elettronica a scansione, Ormstad et al. Visualizzato Bet v 1 sulla superficie opaca particolato sospesole particelle di fuliggine R campionate in alta stagione dei pollini e, in misura minore sulle particelle campionate in bassa stagione dei pollini 15. Inoltre, gli allergeni da polline, lattice e anche beta-glucani sono stati trovati ad essere assorbiti da particelle di combustione nell'aria ambiente 10. Questo metodo, tuttavia, non consente la quantificazione del allergene particelle.
Con l'utilizzo di citometria a flusso, particella-bound Bet v 1 allergene potrebbe essere quantificato. Così, la citometria a flusso può offrire un nuovo modo di caratterizzare 10 al 0,5 micron frazione biologica di PM10 come con altri anticorpi adatti a portata di mano, questo metodo potrebbe essere esteso al rilevamento di altri antigeni su particelle dell'aria ambiente, ad esempio, muffe, acari allergeni o LPS. Come le particelle PM10 assorbono non solo materiale biologico, ma anche sostanze chimiche e metalli abbastanza facilmente, non specifico legame degli anticorpi potrebbe, però, rappresentare un problema. Se un nuovo anticorpo è testato, un passaggio fondamentale è quello di dimostrare bind specificaing. Questo può essere fatto, per esempio, bloccare la capacità di legame dell'anticorpo specifico con dell'antigene corrispondente Prima della marcatura 11.
Come Bet v 1 contenuto di aria ambiente possono differire dai betulla pollini 12,13,18, i sintomi allergici potrebbero forse correlare meglio con il livello di allergeni che con polline contare 14,18. Quindi, il metodo presentato, unitamente ai dati clinici permette di esaminare in esperimenti futuri se le reazioni allergiche a Birch corrispondono alla Bet v 1 carico allergenico di 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 |