Ici, nous présentons un protocole pour quantifier les particules allergènes chargé par cytométrie de flux. particules de matières particulaires ambiantes peuvent agir en tant que porteurs d'allergènes adsorbées. Nous montrons ici que la cytométrie en flux, une méthode largement utilisée pour caractériser les solides en suspension> 0,5 um de diamètre, peut être utilisé pour mesurer ces particules d'allergène chargé.
La cytométrie en flux est une méthode largement utilisée pour quantifier les matières en suspension telles que des cellules ou des bactéries présentes dans une gamme de taille de 0,5 à plusieurs dizaines de micromètres de diamètre. En plus d'une caractérisation des propriétés de diffusion vers l'avant et sur le côté, il permet l'utilisation de marqueurs fluorescents marqués comme des anticorps pour détecter des structures respectives. Utilisation de coloration d'anticorps indirecte, par cytométrie de flux est employé ici pour quantifier le bouleau allergène du pollen (Bet précisément v 1) des particules de 0,5 à 10 um chargé en diamètre dans la matière particulaire inhalable (PM10, la taille des particules ≤10 um de diamètre). les particules PM10 peuvent agir en tant que porteurs d'allergènes adsorbées éventuellement de les transporter vers les voies respiratoires inférieures, où ils pourraient déclencher des réactions allergiques.
Jusqu'à présent, la teneur en allergène P10 a été étudiée au moyen d'une enzyme liée immunosorbant essais (ELISA) et la microscopie électronique à balayage. ELISA mesures de la dissolution et non la particuleallergène liØe. Par rapport à la microscopie électronique à balayage, ce qui permet de visualiser des particules d'allergène chargé, la cytométrie en flux peut en outre quantifier. Comme la teneur en allergènes de l'air ambiant peut dévier du taux de pollen de bouleau, les symptômes allergiques pourraient peut-être une meilleure corrélation avec l'exposition aux allergènes qu'avec les pollens. En conjonction avec les données cliniques, la méthode présentée offre la possibilité de tester dans des expériences futures si des réactions allergiques au bouleau antigènes de pollen sont associés avec le Bet v 1 teneur en allergènes de particules PM10> 0,5 um.
La pollution atmosphérique est considérée comme une cause environnementale importante de l'augmentation de l' incidence et la gravité des allergies respiratoires observées au cours des dernières décennies 1-3. De plus, il y avait un intérêt croissant pour la distribution d'allergènes communs 4,5 à poussière.
Le pollen de bouleau peut provoquer le rhume des foins , mais peut aussi être un déclencheur important de l' asthme allergique 8/6. Le total du pollen de bouleau est pas susceptible de pénétrer dans les voies respiratoires inférieures ou se trouvent dans PM10 en raison de sa taille (22 m de diamètre). Cependant, les allergènes de pollen de bouleau comme Bet v 1, le composant majeur du pollen de bouleau allergène, peuvent être libérés après pollen rupture 9 et peuvent se lier à des particules dans l'air ambiant 10, donc peut – être entrer dans les voies respiratoires inférieures. En effet, il a été démontré que MP10 peut contenir des allergènes biologiquement actifs comme démontré par une activation in vitro de basophiles d'un propositus allergique au pollen 11 </sup>.
Bet v 1 Contenu de l' allergène dans des échantillons PM10 a été étudié par l' extraction de l'allergène respectif et la quantification ultérieure avec ELISA 12-14. Avec la technique ELISA, l'allergène dissous a été mesurée, mais la quantité de particules d'allergène chargé restait inconnue. La microscopie électronique à balayage a révélé des particules d'allergène chargé , mais n'a pas permis la quantification 10,15.
La présente étude utilise une cytométrie de flux pour quantifier la proportion de particules P10 de Bet v 1 chargés dans des échantillons d'air ambiant. En raison de la limite de détection du cytomètre que les particules supérieures à 0,5 pm peuvent être examinées. La> 0,5 um fraction de PM10 sera encore appelé PM10> 0,5.
Une étape critique du protocole est l'utilisation d'un filtre approprié pour la collecte de particules PM10 de l'air ambiant (voir l'étape 1.1). Le filtre doit être suffisamment solide pour supporter le brossage avec une brosse à dents électrique, et tous les matériaux filtrants remplissent cette exigence. Le protocole de coloration a été établie avec une concentration de 8×10 6 particules par ml de particules P10. Toutefois, si le matériau est limité et la mise en commun des échantillons ne convient pas, la méthode sera probablement fonctionner aussi bien, mais les concentrations d'anticorps (voir étapes 3.5 et 3.8) pourraient avoir à régler.
Bet v 1 coloration des particules PM10 n'a pas abouti à des populations distinctes de particules colorées positivement et négativement. Cela pourrait être causé par les quantités variables de Bet v 1 allergène adsorbées sur chacune des particules allant de très peu jusqu'à un montant élevé. Cela pourrait entraîner l'expansion du signal d'APC déplaçant ainsi la population verspositivité APC. Comme il est difficile de distinguer les effets positifs des particules négatives, deux méthodes de quantification ont été utilisées pour déterminer les différences dans la teneur en P10> 0,5 spécimens de Bet v 1: (i) la quantification relative en mesurant la médiane APC intensité de fluorescence de toutes les particules et (ii) déterminer le pourcentage de particules positives APC. En ce qui concerne le Bet v 1 charge de particules de pollen basse et haute saison PM10> 0,5, les deux méthodes ont révélé des résultats similaires. Pourtant, la quantification relative par la médiane d'intensité de fluorescence de toutes les particules est recommandée car elle est indépendante de placer la porte et donc probablement moins sujette aux erreurs.
À ce jour , de nombreuses études examinent la teneur en allergènes dans les matières particulaires de l' air ambiant en extrayant l'allergène respectif et la quantification ultérieure avec ELISA 5,12-14,17. Il y a une différence fondamentale entre la procédure décrite ici et le quantification avec ELISA: ELISA quantifie l'antigène extrait et dissous, tandis que la cytométrie de flux analyse l'antigène lié aux particules. Par ELISA Bet v 1 la charge des échantillons testés P10 (n = 8) était inférieure à la limite de détection de 1,2 ng / ml (données non représentées). De même, Buters et d' autres ont identifié pas Bet v 1 dans le PM <2,5 um fraction et seulement environ 7% dans le 10 um> PM> 2,5 um fraction, mais plus de 93% dans le PM> 10 um fraction de l' air ambiant 13. Les résultats du test ELISA de contraste, d'une part, et l'analyse par FACS d'autre part, peuvent être causées par des différences dans la méthode de détection en conjonction avec une sensibilité divergente. Des recherches supplémentaires sont toutefois nécessaires pour bien comprendre cette différence.
Une méthode pour visualiser numérise liée à la particule d'antigène microscopie électronique 10,14. Par microscopie électronique à balayage, Ormstad et al. , Bet v 1 visualisé sur la surface du mat de particules en suspensionparticules de suie r échantillonnées dans la haute saison de pollen et dans une moindre mesure sur les particules échantillonnées dans la basse saison pollinique 15. De plus, les allergènes de pollen, de latex et de ß-glucanes a également été trouvé pour être adsorbée sur les particules de combustion dans l' air ambiant 10. Cette méthode ne permet cependant pas de quantification de l'allergène lié aux particules.
En utilisant la cytométrie de flux, liée à la particule Bet v 1 allergène pourrait être quantifiée. Ainsi, la cytométrie en flux peut offrir une nouvelle façon de caractériser la fraction de 10 à 0,5 um biologique de PM10 comme avec d' autres anticorps appropriés à portée de main, cette méthode pourrait être étendue à la détection d'autres antigènes sur les particules de l' air ambiant, par exemple, les moisissures, les acariens allergènes ou LPS. Comme les particules PM10 adsorber non seulement du matériel biologique, mais également des produits chimiques et des métaux assez facilement, une liaison non spécifique d'anticorps pourrait toutefois poser un problème. Si un nouvel anticorps est testé, une étape critique est de prouver bind spécifiqueing. Cela peut être fait, par exemple, le blocage de la capacité de liaison de l'anticorps spécifique avec l'antigène correspondant 11 avant la coloration.
Comme Bet v 1 contenu de l' air ambiant peuvent différer des taux de pollen de bouleau 12,13,18, les symptômes allergiques pourraient peut – être une meilleure corrélation avec le niveau d'allergène que le pollen compter 14,18. Par conséquent, la méthode présentée conjointement avec les données cliniques permet d'examiner dans des expériences futures si des réactions allergiques au bouleau correspondent à l'allergène Bet v 1 charge de 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 |