Generazione di ricombinante umano IgG anticorpi monoclonali da immortalizzate cellule ordinati B
Summary
Synthesis of human monoclonal antibodies is the first step in studies aimed at unraveling the pathophysiological mechanisms of auto-antibody-mediated immune responses. We have developed a protocol to generate recombinant human immunoglobulin G (IgG) monoclonal antibodies from blood sorted B cells, including B-cell isolation, antibody cloning and in vitro synthesis.
Abstract
Finding new methods for generating human monoclonal antibodies is an active research field that is important for both basic and applied sciences, including the development of immunotherapeutics. However, the techniques to identify and produce such antibodies tend to be arduous and sometimes the heavy and light chain pair of the antibodies are dissociated. Here, we describe a relatively simple, straightforward protocol to produce human recombinant monoclonal antibodies from human peripheral blood mononuclear cells using immortalization with Epstein-Barr Virus (EBV) and Toll-like receptor 9 activation. With an adequate staining, B cells producing antibodies can be isolated for subsequent immortalization and clonal expansion. The antibody transcripts produced by the immortalized B cell clones can be amplified by PCR, sequenced as corresponding heavy and light chain pairs and cloned into immunoglobulin expression vectors. The antibodies obtained with this technique can be powerful tools to study relevant human immune responses, including autoimmunity, and create the basis for new therapeutics.
Introduction
L'obiettivo di questo articolo è quello di descrivere in dettaglio una metodologia per generare e caratterizzare gli anticorpi monoclonali IgG umane ottenute da cellule umane mononucleate del sangue periferico (PBMC).
L'interesse per lo studio anticorpi umani si è sviluppata in diversi campi di ricerca. In particolare, molti gruppi di ricerca sono interessati alla patologia causata da autoanticorpi 1-3. Abbiamo clonato e caratterizzato patogeni auto-anticorpi 1. Lo studio di auto-anticorpi può aiutare a identificare i loro obiettivi e per lo sviluppo di strategie terapeutiche, ad esempio, l'uso di anticorpi concorrenti 4. Inoltre, lo studio di anticorpi umani può anche essere di interesse in altri campi di ricerca, cioè, per valutare la risposta immunitaria dopo la vaccinazione 5, per caratterizzare il profilo di anticorpi di individui che sono stati esposti e che sono diventate resistenti a patogeni specifici 6 o per studiare quale anticorpi sono inil repertorio naturali 7,12.
Numerose tecniche sono state sviluppate per generare anticorpi monoclonali umani ricombinanti 8-12; la maggior parte di questi utilizzano phage display e immortalizzazione cellule B. L'uso di phage display è stato ampiamente applicato per la scoperta di nuovi anticorpi 13. Tuttavia ha un grande svantaggio, vale a dire che le coppie di catena pesante e leggera della immunoglobulina umana diventare dissociato nel processo. La produzione di ibridomi con cellule B umane o trasformazione EBV supera questo inconveniente.
Usiamo l'infezione delle cellule B del timo con EBV in combinazione con la stimolazione delle cellule B policlonale via Toll-like receptor 9 (TLR-9) 6,12.
In questo articolo, descriviamo in dettaglio la tecnologia che usiamo per lo sviluppo di anticorpi umani IgG, con una panoramica completa di tutte le fasi di isolamento PBMC alla vitro generazione di anticorpi in. Questoprotocollo può essere utilizzato per l'analisi di qualsiasi tipo di profilo IgG umana. Nel nostro laboratorio, le cellule B che producono anticorpi IgG sono stati separati con successo dal resto del PBMC dopo la cernita. Cinquanta ordinati cellule B 8 possono essere placcati in piastre multi-pozzetti e immortalati da EBV e TLR-9 di attivazione, per l'espansione clonale di singole cellule B. Come cellule feeder, sono stati utilizzati fibroblasti di tessuto polmonare embrionali, linea cellulare wi38, che facilita la visualizzazione delle cellule B immortalizzate. Da queste cellule B, le sequenze delle catene pesanti e leggere di immunoglobulina possono essere ottenuti mediante PCR, e geni gli anticorpi 'clonati in vettori di espressione immunoglobulina G e prodotti in vitro. Usando questa tecnica, singoli anticorpi con esattamente la stessa sequenza anticorpo trovato nel donatore possono essere studiate.
Protocol
Representative Results
Discussion
In questo manoscritto, tutti i passaggi per la generazione di anticorpi IgG da PBMC umane sono presentati in dettaglio. Questo protocollo comprende alcuni vantaggi rispetto alle tecniche precedentemente pubblicati. Uno dei vantaggi è che gli anticorpi prodotti mantiene le catene pesanti e leggere corrispondenti alla coppia originale nel clone cellulare B. L'identificazione di anticorpi IgG può essere fatto in qualsiasi tipo di donatore umano, e non vi è alcuna necessità di esacerbazione della risposta immunitari…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Contratto di ricerca Miguel Servet (ISCIII CD14 / 00032) a (GN-G.). Fellowship dalla Organizzazione olandese per la ricerca scientifica "Graduate School of Translational Neuroscience Programma" (022005019) a (CH).
Le sovvenzioni da parte Prinses Beatrix Fonds (Progetto WAR08-12) e dell'Association Française contre les Myopathies a (PM-M.); nonché da un Veni Fellowship dell'Organizzazione olandese per la ricerca scientifica (916.10.148) una borsa di studio della Fondazione cervello dei Paesi Bassi (FS2008 (1) -28) e il Prinses Beatrix Fonds (Progetto WAR08-12) (a ML ).
Ringraziamo Jozien Jaspers per il suo aiuto nel B-cell sorting mediante citometria di flusso.
Materials
| Histopaque-1077 | Sigma-Aldrich | 10771 | solution containing polysucrose and sodium diatrizoate |
| FACSAria II cell sorter | BD Biosciences | ||
| 96 U-bottom micro well plates | Costar | 3799 | |
| Advanced Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 medium | Gibco, Life Technologies | 12633-020 | |
| 30% v/v EBV-containing supernatant of the B95-8 cell line | ATCC | CRL-1612 | 3.4 x 108 copies/ml |
| CpG2006 | Invivogen | ODN 7909 | |
| Wi38 cells | Sigma-Aldrich | 90020107 | |
| Interleukin-2 | Roche | 10799068001 | |
| ELISA plates | Greiner Bio-One, Microlon | 655092 | |
| AffiniPure F(ab')2 Fragment Goat Anti-Human IgG, Fcγ Fragment Specific (unconjugated) | Jackson ImmunoResearch | 109-006-008 | |
| 4% non-fat dry milk (Blotting Grade Blocker) | Biorad | 170-6404 | |
| Human IgG | Sigma | I 2511 | HUMAN IgG purified Immunoglobulin, 5.6 mg/ml |
| Goat F(ab)2 antihuman IgG Fcγ (conjugated with peroxidase (PO)) | Jackson ImmunoResearch | 109-036-008 | |
| ELISA reader (Perkin Elmer 2030) | Perkin Elmer | 2030-0050 | |
| Peroxidase-conjugated AffiniPure Rabbit Anti-Human IgM, Fc5µ | Jackson ImmunoResearch | 309-035-095 | |
| SuperScript III Cells Direct cDNA Synthesis System | Invitrogen | 18080-200 | |
| Applied Biosystems (ABI) GeneAm PCR System 2700 | Applied Biosystems | ||
| High Pure RNA Isolation Kit | Roche | 11828665001 | |
| Reverse transcription system kit | Promega | A3500 | |
| Recombinant Taq DNA Polymerase | TAKARA | R001A | |
| Primers (2μl) | Sigma | ||
| Ultrapure Agarose | Invitrogen | 16500-500 | |
| 100 bp ladder | Invitrogen | 15628-019 | |
| Quantity One 4.5.2 (Gel Doc 2000) | Biorad | 170-8100 | |
| QIAquick PCR purification kit | QIAGEN | 28106 | |
| BigDye Terminator v3.1 cycle sequencing kit | Applied Biosystems | 4337455 | |
| 0.1 ml reaction plate (MicroAMP Optical 96-well) | Applied Biosystems | 4346906 | |
| Genetic analyser ABI300 | Applied Biosystems | 4346906 | |
| DH5α competent cells (E. coli) | Invitrogen | 18263-012 | |
| pFUSEss-CHIg-hG1 (4493 bp) | Invivogen | pfusess-hchg1 | |
| pFUSEss-CHIg-hG4 (4484 bp) | Invivogen | pfusess-hchg4 | |
| pFUSE2ss-CLIg-hk (3875 bp) | Invivogen | pfuse2ss-hclk | |
| pFUSE2ss-CLIg-hl2 (3883 bp) | Invivogen | pfuse2ss-hcll2 | |
| SOC medium | Invitrogen | 15544-034 | |
| LB-based agar medium supplemented with Zeocin (Fast-Media Zeo Agar) | Invivogen | fas-zn-s | |
| Terrific Broth (TB)-based liquid medium supplemented with Zeocin (Fast-Media Zeo TB) | Invivogen | fas-zn-l | |
| DNA Miniprep kit | Omega Bio Technology | D6942-02 | |
| Nanodrop (ND1000 Spectrophotometer) | Nanodrop | ||
| LB-based agar medium supplemented with Blasticidin (Fast-Media Blast Agar) | Invivogen | fas-bl-s | |
| Terrific Broth (TB)-based liquid medium supplemented with Blasticidin (Fast-Media Blast TB) | Invivogen | fas-bl-l | |
| EcoRI | New England Biolabs | R0101S | 20,000 U/ml, in 10x NEBuffer EcoRI |
| NheI | New England Biolabs | R0131S | 10,000 U/ml, in 10x NEBuffer 2.1 |
| 2-Log DNA ladder | New England Biolabs | N3200S | 0.1-10.0 kb, 1,000 μg/ml |
| XmaI | New England Biolabs | R0180S | 10,000 U/ml, in 10x CutSmart Buffer |
| BsiWI | New England Biolabs | R0553S | 10,000 U/ml, in 10x NEBuffer 3.1 |
| AvrII | New England Biolabs | R0174S | 5,000 U/ml, in 10x CutSmart Buffer |
| FastAP Thermosensitive Alkaline Phosphatase | Thermo Scientific | EF0651 | 1 U/µL, in 10x FastAP Buffer |
| DH5α competent cells | Invitrogen | 18263-012 | |
| PE Mouse Anti-Human IgG | BD Pharmingen | 555787 | |
| anti-CD22, PerCP-Cy5.5, Clone: HIB22 | Fisher scientific | BDB563942 | |
| QIAprep Spin Miniprep Kit | QIAGEN | 27106 | |
| BigDye Terminator v3.1 | Applied Biosystems | 4337455 |
References
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