Een fluorescentie gebaseerde lymfocyt Assay geschikt voor high-throughput screening van kleine moleculen

High throughput screening (HTS) is een bewezen strategie voor de identificatie van nieuwe therapeutische moleculen of herpositionering van FDA-goedgekeurde geneesmiddelen in nieuwe medische indicaties ingeburgerd. ¹ nu toe, kan de bereikte HTS succes worden gemeten door de overvloed van eerder ontdekte drugs. Bijvoorbeeld de tyrosine kinase inhibitor lapatinib gebruikt voor de behandeling van borstkanker, sitagliptine; een dipeptidylpeptidase-4 (DPP-4) -remmer gebruikt als een anti-hyperglycemische drugs, en de orale Bcr-Abl tyrosine kinase inhibitor dasatinib gebruikt voor de behandeling van chronische myelogene leukemie geven enkele voorbeelden van een lange lijst van goedgekeurde geneesmiddelen oorspronkelijk ontdekt door HTS. ² Hoewel de productiviteit van de farmaceutische industrie onlangs heeft last van een gebrek in de ontdekking van nieuwe chemische entiteiten, de kans op een succesvolle geneesmiddelen kan worden verbeterd door een toename van het aantal pre-klinische candidates weergeven van modulerende biologische / biochemische eigenschappen. Bijgevolg kan de ontwikkeling van nieuwe assays HTS aangepast voor fenotypische screening potentieel belangrijke farmacologische instrumenten verschaffen voor de ontdekking van nieuwe geneesmiddelen treffers bieden. ^{3, 4, 5, 6} Verder kunnen HTS nu worden uitgevoerd in een sneller tempo door belangrijke technologische veranderingen in de afgelopen jaren ook op maat gemaakte flexibele robot installaties nieuwe uitlezing technologieën of omvangrijke miniaturisatie. ^{2, 7} Onder de factoren die bijdragen aan de groeiende belangstelling voor het gebruik van fenotypische screening (aka forward farmacologie) is de perceptie dat het focussen op de functionele gevolgen in plaats van ongenuanceerd reductionistische aannames ten aanzien van moleculaire doelwitten (target-based screening / biochemische reacties) is de kans groter naar sho w klinische werkzaamheid. Zo fenotypische screening houdt de belofte om nieuwe potentiële therapeutische verbindingen en moleculaire wegen van nog onbehandelbare ziekten bloot te leggen. ²

Goed remmers of activatoren voor een gegeven doelwit of celfunctie te identificeren, is een zeer gevoelige en betrouwbare test nodig om onderscheid te maken tussen bonafide klappen en valse positieven. Dus, wat maakt een goede test? De kwaliteit van een gegeven test moet eerst worden beoordeeld door de signaal-ruisverhouding (weerspiegeld door een Z-factor). ⁸ Ten tweede moet het gerichte effect of het doel van het scherm duidelijk worden vastgesteld. Zo kunnen functionele celtechnieken belangrijke voordelen voor screening receptor in tegenstelling tot een assay specifiek ontworpen om ligand-receptorbinding te bepalen. De reden hiervoor is dat de laatste benadering niet kan maken tussen agonist en antagonist liganden.ss = "xref"> 9 daarentegen een celgebaseerde aanpak waarschijnlijk effectiever receptorfunctie direct kan worden beoordeeld in een biologisch fenotype te zijn (proliferatie, stoppen van de celcyclus, apoptose en / of differentiatie). Wel moet worden opgemerkt dat biochemische assays belangrijke voordelen kan bieden via fenotypische testen zoals inbreuk maken op een specifieke intracellulaire doelwit. Een goed geoptimaliseerde biochemische assay zullen over het algemeen minder gegevens scatter dan een fenotypische screening en vereenvoudigt nadien onderzoeken die op de drug moleculaire werkingsmechanisme. De belangrijkste nadeel van doelgerichte of biochemische assays is de kans op het amplificeren van het aantal valse positieve hits die aspecifieke doelen kunnen beïnvloeden wanneer getest in een biologisch systeem (verlies van de specificiteit oorspronkelijk onderzocht in de biochemische assay). ¹⁰ Hoewel een gevestigde cut-off point tussen negatieve en positieve treffers het aantal valse positieven te minimaliseren in de primaire screening, het gebruik van een fysiologisch relevante systeem nabootsen van de natuurlijke cellulaire omgeving zoals intacte cellen, weefsels of hele hele dier blijft de kern van het testontwerp slinger. Daarom fenotypische screening maakt lead discovery met gewenste biologische / fenotypische effecten op ziekten zonder geïdentificeerde drug targets zonder voorafgaande kennis van activiteiten of wijze van optreden van de verbinding. ¹¹

De hierin studie heeft betrekking op de ontwikkeling en het testen van een geoptimaliseerd en reproduceerbare fenotypische screening op basis van twee belangrijke componenten: een in de handel verkrijgbaar muismodel en een geclusterde sub-familie van chemische verbindingen. Wat het diermodel, de assay berust op het gebruik van lymfocyten afgeleid van een muizenstam (Nur77 ^GFP) herbergt een bacterieel kunstmatig chromosoom bevat een cassette waarin de expressie van groen fluorescent eiwit (GFP) wordt aangedreven door The Nur77 promotor. ¹² Het kenmerk van deze stimulering is gebaseerd op het feit dat Nur77 een directe vroege gen opgereguleerd na T-celreceptor (TCR) of B-cel receptor (BCR) stimulatie. ¹² Wat betreft de werkwijze het screenen zelf, is een aanpak om het vermijden van de screening van triviale analogen tegelijk de tijd die nodig is om een grote chemische library (> 10 ⁵ verbindingen) te beoordelen. Om dit te doen, een database van chemische verbindingen geselecteerd door geneesmiddelen chemici gebruik van virtuele screening instrumenten werd benut om topologisch soortgelijke verbindingen met behulp van bekende actieve zaad structuren als verwijzingen te identificeren. Deze aanpak liet ons toe om te screenen 4398 verbindingen waarmee een totaalbedrag bibliotheek van meer dan 136.000 chemische entiteiten.