Nicht-invasive Probenahme von Schleimhaut-Flüssigkeit für die Quantifizierung von In Vivo oberen Atemwegen immun-Mediator-Level
Summary
Dieses Protokoll beschreibt eine nicht-invasive Technik für die Entnahme von ungestörten Schleimhaut Flüssigkeit aus den oberen Atemwegen. Es kann verwendet werden, die Quantifizierung der in Vivo -Level von Protein Mediatoren wie Zytokine und Chemokine, bei Patienten aller Altersgruppen durchführen.
Abstract
Dieses Protokoll beschreibt nicht-invasive Probenahme ungestört oberen Atemwegen Schleimhaut Flüssigkeit. Es beschreibt auch die Extraktionsverfahren vor der Analyse von immun Mediatoren in Fluid Eluate für die Untersuchung der Atemwege topische immun Signatur, ohne die Notwendigkeit einer Stimulation-Verfahren (oft durch andere Techniken verwendet). Die Schleimhaut-Flüssigkeit wird auf einem Streifen Filterpapier aufgenommen am vorderen Teil der unteren Nasenmuschel und Links für 2 min der Absorption. Analyten aus der Filterpapiere eluiert werden, und die extrahierten Protein-basierten Eluate werden durch eine Electrochemiluminescence-basierte Immunoassay, zulassend die hochempfindlichen Quantifizierung von Low und high – level Analyten in der gleichen Probe analysiert. Wir maßen die in Vivo -Level 20 vorausgewählten immun Mediatoren, die im Zusammenhang mit spezifischen immunen Signalwege in der Schleimhaut der oberen Atemwege, aber die Technik ist nicht beschränkt auf, dass bestimmte Panel oder Sampling-Website. Die Technik wurde zuerst in 7-Year-Old Kinder aus dem Kopenhagen Prospektivstudien über Asthma im Kindesalter2000 (COPSAC2000) Kohorte mit allergischer Rhinitis umgesetzt. Er diente danach in der Längsrichtung COPSAC2010 Geburt Kohorte, abgetastet, 1 Monat, 2 Jahre und 6 Jahre alt und in Fällen von akuten respiratorischen Symptomen. Erhielten wir erfolgreich und analysierten Proben von 620 (89 %) von 700 1-Monat-alten Kindern, ein paar Proben waren unterhalb der Assay-Nachweisgrenze (als der Median (Inter Quartil Range (IQR)) berichtet. Die Anzahl der Proben unter der Nachweisgrenze (d.h. von 0 auf den Sollwert für die untere Grenze der Erkennung) für jeden Vermittler war 29 (7,25-119,5). Diese Technik ermöglicht die Quantifizierung der in Vivo Atemwege Schleimhaut immun Profil von Geburt, längs aufgebracht werden und auf Studien über die Wirkung von Genetik und frühes Leben Umwelteinflüsse, Pathophysiologie, Endotyping und Überwachung von Erkrankungen der Atemwege, Entwicklung und Evaluierung neuer Therapeutika angewendet werden kann.
Introduction
Die Flüssigkeit der Schleimhaut der Nase macht sich der flüssige Teil des Systems der oberen Atemwege. Es besteht aus einer komplexen Matrix von Mediatoren aus dem Wechselspiel zwischen dem Epithel und der immunen Zellen, aus denen sich die erste Linie der Verteidigung gegen eindringende Mikroorganismen abgeleitet. Die Nasenschleimhaut ist leicht zugänglich, und es gibt eine starke funktionale und immunologische Beziehung zwischen der Nase und Bronchien1. Dieses Fach ist von besonderem Interesse in Bezug auf Krankheiten der Atemwege, die häufig in der Kindheit, wie Asthma und allergische Rhinitis, sondern auch zu einer Reihe von anderen Erkrankungen der Atemwege häufiger später im Leben.
Hier beschreiben wir die Durchführung eines Verfahrens zur Probe ungestört Schleimhaut Futter Flüssigkeit aus der Nasenhöhle ein Filterpapier-basierte, nicht-invasive Technik, sowie eine anschließende Extraktionsverfahren, verwendet, um Protein-basierten Analyten aus der Filterpapiere vor deren Quantifizierung eluieren. Diese Technik kann, z. B. zur in Vivo immun Unterschriften von gesunden Probanden und Patienten mit verschiedenen Erkrankungen der Atemwege zu erhalten. Darüber hinaus ist es möglich, Aufnahmen von Bedeutung für eine bestimmte immun Signatur zu prüfen und zu bewerten, ob es ein Prädiktor oder Vermittler der späteren Entwicklung der Krankheit ist.
Schleimhaut Flüssigkeit wurde zuvor durch nasale Lavage2, erteilt, die oft durch eine nasale Challenge-Test wo ein Allergen in hohe vorausgegangen ist Förderung eine entzündliche Reaktion3,4eingeführt. Jedoch die nasale Lavage-Technik ist nicht möglich bei Kleinkindern und stellt eine unbekannte Verdünnungsfaktor, die die Ergebnisse als der verdünnte Mediator verwirrt, die Ebenen unterhalb der Nachweisgrenze der Assay5fallen können. Aufgrund der unbekannten Verdünnungsfaktor sind die gemessenen Analyten Antworten aus der nasale Provokationstests nicht vergleichbar zwischen den Individuen, wodurch die Nützlichkeit der nasale Lavage Technik in einer Kohorte Einstellung begrenzt. Schließlich Allergen Herausforderung ist nur anwendbar bei sensibilisierten Personen und andere Herausforderungen, wie die Histamin-Herausforderung sind nicht physiologisch relevanten, verursachen eine Decke Wirkung auf Mittler-Version. Diese Probleme werden in der vorgestellten Filterpapier-basierte Technik für Schleimhaut Flüssigkeitsansammlung, wo die einzelnen Sekretion von Flüssigkeiten und Analyten Ebenen sind die einzigen Faktoren, die Einfluss auf interindividuelle Varianz, umgangen.
Während der Extraktionsverfahren sind Analyten aus der Filterpapiere nach Zugabe von identischen Volumen des Puffers auf alle Proben eluiert. Dies begünstigt ähnliche ex Vivo Verdünnung aller Proben. Ein Extraktionspuffer Albumin-basierte isotonische Salzlösung dient dem Extraktionsschritt; Es ermöglicht die Gewinnung von Protein-basierten Mediatoren und stabilisiert Proteine um Denaturierung während der nachfolgenden Einfrieren der eluierten Proteine vor der Quantifizierung zu begrenzen. Zur Vermeidung von Proteinabbau während der Extraktion-Phase wird ein Cocktail von Protease-Inhibitoren die Extraktionspuffer hinzugefügt.
Die Umsetzung der Techniken, mit denen für die Quantifizierung von ungestört, in-Vivo-generierten immun Mediatoren an Schleimhaut Standorten ist von größter Bedeutung. Erstens macht die Schleimhaut Website das größte immunologische Organ im Körper. Zweitens ist die nasale Lage am Hauptstandort in der Luft ausgesetzt und in die Atemwege immunologische Abteil der Lunge1eng verbunden ist. Drittens, eröffnet die Möglichkeit der Vermessung dieses wichtigen Organs mit einer nicht-invasive Technik die Möglichkeit bieten eine Fülle von Informationen auf der Achse wichtig Mikrobe-immun-Interaktion in Bezug auf Gesundheit und Krankheit in den Atemwegen. Viertens gibt es viele weitere Anwendungsmöglichkeiten dieser Technik, wie z. B. lokale immunologische Veränderungen in randomisierten, kontrollierten Studien von Medikamenten und Mikronährstoffen zu studieren.
Wir umgesetzt zunächst die Technik in der Kopenhagener Prospektivstudien zu Asthma Kindheit2000 (COPSAC2000) Kohorte, wo wir das immun Profil der Schleimhaut Flüssigkeit bei 7 Jahre alten Kindern mit allergischer Rhinitis im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen13bestimmt. Anschließend bewarb sich wir erfolgreich diese Technik längs-COPSAC2010 Kohorte und bewerteten Atemwege immun Profile 1 Monat, 2 Jahre und 6 Jahre alt und in Fällen von akuten respiratorischen Symptomen. Ergebnisse von 1-Monat-alten Neugeborenen haben gezeigt, dass wichtige Zusammenhänge zwischen immun Signatur und frühes Leben Umweltexposition7,8,9,10,11,12.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mit der hier vorgestellten Technik konnten wir das in Vivo obere Atemwege Schleimhaut immun Profil bei Kindern bereits ab 1 Monat alt, zu bestimmen, die nicht zuvor getan wurde. Wir haben beobachtet, dass das Vorhandensein von spezifischen Atemwege Bakterien und Picornaviren7,11, sowie andere Pre und perinatale Expositionen im Atemweg immun Profil von den Neugeborenen gespiegelt wurden. Darüber hinaus haben wir diese Atemwege immun Profildaten studieren…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir bedanken uns für die Kinder und Familien von der COPSAC2010 -Kohortenstudie für all ihre Unterstützung und ihr Engagement. Wir anerkennen und schätzen die einzigartige Bemühungen der COPSAC-Research-Team und die technische Hilfe aus Techniker Lisbeth Buus Rosholm, Technical University of Denmark für die Messung der Zytokine und Chemokine.
Materials
| Fibrous hydroxylatedpolyester sheets | Accuwik Ultra | SPR0730 | Filter paper |
| Milliplex Assay Buffer | Millipore | L-AB | Buffer |
| low-protein binding storage plates | Thermo Scientific | CLS8161 | Plates |
| Protease Inhibitor | Roche | 11873580001 | complete EDTA-free Protease Inhibitor Cocktail |
| Reader of multi-spot plates | Mesoscale | NA | Sector imager 6000 |
| Assays | Mesoscale | Human 10-plex TH1/TH2 cytokine assay and 9-plex chemokine assay, and singleplex IL-17A, TGF-β1and TSLP. A description can be found online on www.mesoscale.com |
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