Summary

Automated acústico de distribuição para a diluição de série do Peptide agonistas em potência Determinação Ensaios

Published: November 10, 2016
doi:

Summary

Peptide adsorption to plasticware during traditional tip-based serial dilutions can significantly impact potency determination and confound the understanding of structure-activity relationships used for lead identification and lead optimization phases of drug discovery. Here methods for automated acoustic non-contact serial dilution of peptide samples are described.

Abstract

Tal como acontece com a descoberta de drogas de molécula pequena, o rastreio de agonistas peptídicos requer a diluição em série de péptidos para a produção de curvas de concentração-resposta. Rastreio péptidos proporciona um nível adicional de complexidade como métodos de manuseamento de amostras ponta baseada convencionais expor péptidos a uma grande área de superfície de utensílios de plástico, proporcionando uma maior oportunidade para a perda de péptido através de adsorção. Evitar a exposição excessiva aos utensílios de plástico reduz a perda de péptido através de aderência a plásticos e, portanto, minimiza a imprecisões na previsão de potência, e que descrevemos anteriormente os benefícios de acústica não-contacto para distribuir in vitro de rastreio de alto rendimento de agonistas peptídicos 1. Aqui nós discutimos uma solução de automação totalmente integrado para a preparação de não-contacto acústico de diluições em série de péptidos em placas de microtitulação, utilizando o exemplo de rastreio de péptidos agonistas no receptor de peptídeo-1 semelhante ao glucagon de ratinho (GLP-1R). Nossos métodos permitem em altaOs ensaios para o rastreio de agonistas -throughput célula com base e são facilmente escalável para suportar aumento de produção da amostra, ou para permitir o aumento do número de cópias da placa de ensaio (por exemplo, por um painel de mais linhas de células-alvo).

Introduction

O GLP-1R é um alvo de droga estabelecida no tratamento de diabetes tipo 2 2. O agonista do péptido nativo para este receptor, o GLP-1, tem uma semi-vida in vivo de 2-3 min 3. A ligação do GLP-1 aos seus receptores alvo resultados acoplados a proteína G na produção a jusante do segundo mensageiro cAMP através do acoplamento à proteína G nativa para a activação da adenilil-ciclase. A medição do AMPc acumulado proporciona um ensaio robusto para monitorizar a activação do receptor e para o rastreio de activos análogos de GLP-1 com propriedades físico-químicas preferidas. Um tal ensaio requer a diluição em série de amostras de ensaio para a construção de curvas de concentração-resposta, e isto é particularmente complicado quando distribui amostras de péptidos. Possíveis erros de preparação diluição em série ponta baseada foram previamente descritos 1,4,5. Peptídeos será adsorvido pelas plasticware, resultando em estimativas de potência não confiáveis. perda de peptídeo pode ser minimizado através de tele inclusão de albumina de soro bovino (BSA) em tampões e a utilização de utensílios de plástico siliconizado, ainda de ligação da proteína permanece imprevisível. Em particular, a variação na ligação de GLP-1 para recipientes experimentais foi descrito 6. Há uma complicação adicional em que os agentes de estabilização utilizados na plasticware laboratório podem contaminar a partir de dicas e placas de microtitulação em buffers de ensaio aquosas e interferir com a função da proteína 7, 8. Portanto, métodos para reduzir a exposição a plasticware são necessárias para aumentar a precisão das medições.

Acústicos dispensadores de líquidos concentrar um sinal acústico de alta frequência sobre a superfície de uma amostra de fluido, o que resulta na ejecção de gotículas nanolitros precisos em uma placa de ensaio adjacente 9. O uso de ejeção acústica é padrão na indústria farmacêutica para a preparação e triagem de grandes bibliotecas de compostos sintéticos, ea tecnologia tem sido bem validada para pequenas molecules 10. Para o nosso conhecimento, nós somos o primeiro grupo a descrever distribuição acústico para a preparação de péptidos recombinantes e sintéticos e temos relatado anteriormente a precisão melhorada em comparação com métodos baseados em ponta convencionais 1.

Este artigo descreve a integração da preparação de peptídeos diluições em série e diretas por transferência acústica sem contato para um manuseamento placa sistema robótico totalmente automatizado. Um número de métodos que englobam transferência acústica de amostras foram descritos anteriormente 11. Nós utilizamos um método de dois passos para preparar as concentrações de banco de intermediários e para diluir em série análogos de péptidos para a geração da curva de dose-resposta completa. Os péptidos assim preparados são incubados com células que expressam o rato alvo de GLP-1R, e usamos um ensaio disponível comercialmente homogénea de fluorescência resolvida no tempo (HTRF) para medir a acumulação de cAMP dentro destas células como uma leitura de Activ agonistas peptídicosdade. O ensaio é robusto e propícios a um formato de alto rendimento de 384 poços e rotineiramente aplicada tanto para o desenvolvimento e ensaio de rastreio de fármacos projecta 12.

Protocol

1. Peptide Diluição Serial Preparar tampão de ensaio: Hanks tamponado com solução de sal (HBSS), suplementado com HEPES 25 mM, 0,1% de BSA e 3 mM-isobutil-1-metilxantina 0,5 (IBMX), pH 7,4. Usar um distribuidor de reagente de grandes quantidades para adicionar sistematicamente 5 uL de tampão de ensaio a cada poço de cinco placas de 384 poços de baixo volume de ensaio de. Use software interno para criar um programa de distribuição de 5 ul volume de adição a cada poço de uma plac…

Representative Results

Rotineiramente usar um método de duas etapas para diluir péptidos por via de transferência acústica. Para a primeira etapa, um distribuidor acústico alinhada com a automação é usado para criar quatro peptídicos intermediários da diluições através de duas placas de código (Figura 1a, b). Para o segundo passo, utiliza-se um distribuidor acústico para diluir ainda mais diluições imagens de placas de origem A e B para criar um interval…

Discussion

Este protocolo descreve a aplicação bem sucedida de distribuição automatizada acústico para diluir em série amostras de péptido ao longo de um intervalo de concentrações de 3 x 10 6 necessitando de menos de 1 ml de amostra. A principal vantagem deste método é o de aumentar a qualidade dos dados através de minimizar a adsorção de péptidos para utensílios de plástico através da exposição reduzida das amostras experimentais para recipientes e utensílios de plástico (tais como pontas de pipe…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

None.

Materials

Hanks’ Balanced Salt solution Sigma-Aldrich H8264
HEPES Sigma-Aldrich H3375
Bovine Serum Albumin Sigma-Aldrich A9418
3-Isobutyl-1-methylxanthine Sigma-Aldrich I7018 Prepared as a 0.5 M stock in DMSO
GLP-1 (7-36) amide Bachem H-6795 Prepared as a 1 mg/ml stock in PBS, referred to as '100X reference control'
Test peptides Produced in-house at MedImmune Supplied at various concentrations in DMSO or PBS as appropriate
100X peptide stock Produced in-house at MedImmune Test peptide diluted into assay buffer to 100X final required concentration
Trypan Blue Solution, 0.4% Thermo Fisher Scientific 15250-061
Cedex XS Cell Analyzer Innovatis
Corning 384 well plates, low volume Sigma-Aldrich 4514
Echo Qualified 384-Well Polypropylene Microplate Labcyte Inc. P-05525
Echo Qualified Reservoir Labcyte Inc. ER-0055
Echo 550 Liquid Handler Labcyte Inc. Droplet transfer volumes in increments of 2.5 nl
Echo 525 Liquid Handler Labcyte Inc. Droplet transfer volumes in increments of 25 nl
ACell Benchtop Automation  HighRes Biosolutions MC522
Cellario Lab Automation Scheduling software for Life Science Robotics HighRes Biosolutions
MultidropCombi Reagent Dispenser ThermFisher Scientific 5840300 Referred to as 'bulk reagent dispenser'
HTRF cAMP Dynamic 2 kit Cisbio Bioassays 62AM4PEJ
EnVision Multilabel Reader PerkinElmer

References

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Naylor, J., Rossi, A., Brankin, C., Hornigold, D. C. Automated Acoustic Dispensing for the Serial Dilution of Peptide Agonists in Potency Determination Assays. J. Vis. Exp. (117), e54542, doi:10.3791/54542 (2016).

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