Basophilenaktivierungstest ist ein starkes Werkzeug für den Nachweis von IgE-abhängige Allergien<em> In-vitro-</em>. Hier ist ein optimiertes Protokoll für Basophilenaktivierungstest zur Arzneimittelüberempfindlichkeit untersuchen. Eine Methode für die effiziente Produktion von kovalenten Drogen-Protein-Konjugate und ihre physikalisch-chemischen Charakterisierung beschrieben wird.
Überempfindlichkeitsreaktionen gegen nicht-steroidalen Antiphlogistika (NSAIDs) wie Propyphenazon (PP) und Diclofenac (DF) kann sich als Typ I-wie allergische Reaktionen 1. In der klinischen Praxis ist die Diagnose von Arzneimittelüberempfindlichkeit hauptsächlich durch Anamnese durchgeführt, wie Hauttests ist nicht zuverlässig und mündliche Provokationstestung trägt lebensbedrohliche Risiken für den Patienten 2. Daher ist ein Beweis für eine zugrunde liegende IgE-vermittelten Pathomechanismus schwer zu bekommen.
Hier präsentieren wir ein in vitro-Methode für die Verwendung von menschlichen Basophilen von Drogen-überempfindlichen Patienten, die allergische Reaktion Effektorzellen in vivo nachahmt abgeleitet werden. Als Basophilen von Drogen-allergischen Patienten IgE-Moleküle spezifisch für die Täter Drogen zu tragen, werden sie auf IgE-Rezeptor aktiviert Vernetzung und Freisetzung allergischer Effektormoleküle. Die Aktivierung von Basophilen kann durch die Bestimmung der Hochregulation von CD63 Oberflächenexpression mittels Durchflusszytometrie 3 überwacht werden.
Im Falle von niedermolekularen Medikamenten, sind Konjugate entwickelt, um IgE-Rezeptors Vernetzung auf Basophilen zu ermöglichen. Wie in Abbildung 1, zwei Vertretern der NSAIDs dargestellt, PP und DF, kovalent an humanes Serumalbumin (HSA) über eine Carboxylgruppe reagiert mit der primären Aminogruppe von Lysin-Reste gebunden. DF trägt eine intrinsische Carboxylgruppe und kann somit direkt 4 verwendet werden, während eine Carboxylgruppe enthaltende Derivat des PP musste organochemically vor der Studie 1 synthetisiert werden.
Die Kopplung Grad der niedermolekularen Verbindungen auf dem Protein-Träger-Molekül und ihrer räumlichen Verteilung ist wichtig, um die Vernetzung von zwei IgE-Rezeptor-Moleküle zu gewährleisten. Die hier beschriebene Protokoll gilt Hochleistungs-Größenausschlusschromatographie (HPSEC) mit einer sequentiellen Brechungsindex (RI) und Ultraviolett (UV)-Detektionssystem für die Bestimmung der Kopplungsgrad ausgestattet.
Da die beschriebene Methodik für andere Medikamente angewendet werden kann, trägt die Basophilenaktivierungstest (BAT) das Potenzial für die Bestimmung von IgE-vermittelten Mechanismen in Arzneimittelüberempfindlichkeit verwendet werden. Hier stellen wir fest, PP Hypersensibilität als IgE-vermittelten und DF Überempfindlichkeit wie BAT nicht IgE-vermittelt.
BAT ist eine gut etablierte, aber noch nicht routinemäßig Verfahren zur Diagnose von IgE-vermittelten allergischen Erkrankungen 6,7 verwendet. Für Arzneimittelüberempfindlichkeit jedoch ist seine Anwendbarkeit gefährdet als niedermolekulare Verbindungen nicht in der Lage sind zu vernetzen IgE-Rezeptoren, eine Voraussetzung für Basophilenaktivierung 8. Deshalb brauchen Drogen untersucht kovalent an geeigneten Carrier-Proteine (zB HSA) gekoppelt werden. Wichtig ist, muss die Kupplung Grad (dh die Zahl der Wirkstoff-Moleküle pro Trägerprotein) kontrolliert werden, um immunologische Aktivität zu gewährleisten (dh IgE-Rezeptors Vernetzung) der Konjugate werden. Theoretisch sollten zwei Haptene pro Trägermolekül ausreichend für IgE-Rezeptors Vernetzung und nur fünf DF-Molekülen pro HSA haben gezeigt, dass Mediatorfreisetzung in einem zellbasierten Assay 4 Trigger. Beide Konjugate, PP-HSA und DF-HSA, ermittelt worden sind, um eine ausreichend hohe Kopplungsgrad (HPSEC) anzuzeigen und zu immunologisch aktiven und eignen sich Reagenzien für den Einsatz in BAT. Ein weiteres Problem könnte sein, dass Drogenmetaboliten eine Rolle spielen, als Metabolit anstelle der Eltern Medikament kann die Überempfindlichkeit verursachen. Im Falle von DF, hat diese Möglichkeit im Detail zuvor mit fünf großen Phase-I-Metaboliten und eine Verknüpfung der Variante 4 bewertet worden. Wichtige Faktoren für die Bewältigung der beschriebenen Technik zählen Qualität der Blutprobe (<12 Stunden seit der Blutentnahme, die Anzahl der erkannten Basophilen> 500) und Optimierung der Stimulation (Zeit, Dosis). Darüber hinaus Non-Responder, die nicht einmal mit der positiven Kontrolle (Antikörper gegen den IgE-Rezeptor gerichtet sind) zu identifizieren, die zu reagieren sogenannten. Deshalb haben Validierungskriterien zu einer Anti-FcεRI Antikörper als positive Kontrolle beinhalten. Ein wichtiger Vorteil der Verwendung von Arzneistoff-Konjugate ist die Tatsache, dass sie ungiftig im Gegensatz zu reinen Drogen, wie für DF-HSA-Konjugat durch Co-Stimulation mit anti-FcεRI Antikörper in BAT 4 dargestellt erscheinen. Reine DF, dagegen zeigt zytotoxische Wirkung bei einer Konzentration von 1,25 mg / ml zu Problemen mit der Interpretierbarkeit der BAT 9. Im Allgemeinen ist das Testen für potentielle Zytotoxizität stark für jede neu produzierte Drogenkonjugat empfohlen.
Hier haben wir das Potenzial der PP-HSA-Konjugat in BAT verwendet werden, um IgE-vermittelte Überempfindlichkeit zeigen, dargestellt. Im Gegensatz dazu ist DF Überempfindlichkeit nicht mit IgE durch den Mangel an Basophilenaktivierung in Reaktion auf DF-HSA-Konjugat nachgewiesen verbunden. Wichtig ist, dass im Falle der Unsicherheit bezüglich einer IgE-vermittelten Mechanismus haben Konjugate für die immunologische Aktivität in vitro Zell-basierten Testsystemen untersucht, wie es für DF 4 gezeigt.
Mit dem beschriebenen Aufbau der Konjugation, niedermolekulare Wirkstoffe kovalent an geeigneten Protein-Träger-Molekülen eine Reihe von Überempfindlichkeitsreaktionen gegen Arzneimittel, einschließlich Antibiotika, andere NSAIDs, radiocontrast Medien, Muskelrelaxantien, Anästhetika, etc. können für eine Beteiligung einer IgE-vermittelten untersucht werden Mechanismus. Daher kann BAT als Ergänzung zu den bestehenden Verfahren für die Diagnose (Hauttest, orale Provokation Test) dienen.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeit wurde vom österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) gewähren P18820-B13 gefördert.
Ethik-Anweisung:
Die Studie wurde genehmigt (PLUS_Ethik_090514) von der Ethikkommission für Versuche am Menschen und / oder Tiere an der Universität Salzburg die Einhaltung der Helsinki Declaraction als im Jahr 1983 überarbeitet und alle teilnehmenden Patienten gaben ihr schriftliches Einverständnis.
Name of the reagent/device | Company | Catalogue number | Comments |
---|---|---|---|
2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid | Sigma | M3671 | – |
7.8 x 300 mm TSK Gel -G2000SWXL column | Tosoh Bioscience | 08540 | – |
BD FACSCanto II | Becton Dickinson | 338962 | – |
Bench top centrifuge | Sigma | – | – |
Diclofenac sodium salt | Sigma | D6899 | – |
EDTA-Vacutainer | Becton Dickinson | 368589 | – |
Flow2 CAST Kit | Bühlmann Laboratories | FK-CCR | Effective June 14, 2011 Flow2 CAST kit is now Flow CAST |
HP1100 HPLC system | Hewlett Packard | – | – |
Human Serum Albumin | Sigma | A9511 | – |
Laboratory centrifuge | Eppendorf | – | – |
N-Ethyl-N’-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC) | Sigma | E6383 | – |
PBS tablets | AppliChem | A9199 | – |
Propyphenazone derivative | Department of Molecular Biology, University of Salzburg, Austria | – | – |
Shaker | Eppendorf | – | – |
Sodium azide | Sigma | S8032 | – |
Sodium chloride (NaCl) | Sigma | S1679 | – |
Sodium hydrogen carbonate | Sigma | 90421C | – |
Sodium hydroxid | Sigma | S5881 | – |
Sodium phosphate | Sigma | 342483 | – |
Triple detector array | Viscotek | TDA302 | – |
Personal BioVortex V-1 plus | Peqlab | 90-V-1 | – |
Water bath 1012 | GFL | 1012 | – |