Ici, nous avons présenté les méthodes pour détecter des autoanticorps d’îlots pancréatiques humains à l’aide de dosages par électrochimiluminescence (ECL). Le protocole utilisé pour prédire le diabète de type 1, peut être étendu à pour détecter des auto-anticorps pour d’autres maladies auto-immunes.
Localisation des autoanticorps îlot associées au diabète de type 1 (T1D) ouvre la voie de projet et de prévenir cette maladie dans la population générale. Un nouveau dosage de ECL est un dosage de phase fluide non radioactif pour autoanticorps îlot avec la plus grande sensibilité et de spécificité que le test actuel de liaison radio standard « or » (RBA). ECL dosages peuvent définir plus précisément l’apparition de T1D présymptomatique en distinguant les autoanticorps à haut risque, de haute affinité de l’autoanticorps faible risque, faible affinité générées en EBR et dosages classiques immuno-enzymatique (ELISA ). La protéine de l’antigène utilisée dans cet essai ECL est étiquetée avec Sulfo-tag et biotine, respectivement. Chaque essai d’auto-anticorps ECL qui utilise une protéine antigène particulier a besoin d’une étape d’optimisation avant il peut être utilisé pour les applications de laboratoire. Cette étape est particulièrement vitale pour déterminer les exigences pour les traitements acides sériques, concentrations et des rapports des deux antigènes différents marquées à Sulfo-tag et de biotine. Pour effectuer le test, sérum échantillons sont mélangés avec tag Sulfo-conjugués et biotinylés protéine antigène dans une solution tamponnée au phosphate (PBS), contenant 5 % de capture Bovine Serum Albumin (BSA). Par la suite, les échantillons sont incubés pendant une nuit à 4 ° C. Le même jour, une plaque streptavidine est préparée avec un tampon bloquant et incubée durant une nuit à 4 ° C. Le deuxième jour, laver la plaque de la Streptavidine et passer le mélange de sérum-antigène sur la plaque. Placez la plaque sur l’agitateur de la plaque, à basse vitesse et incuber à température ambiante pendant 1 h. Par la suite, la plaque est encore une fois lavée et tampon du lecteur est ajouté. La plaque est alors comptée sur la machine de lecteur de plaque. Les résultats sont transmis via un index, qui est généré à partir d’échantillons de sérum de contrôle positifs et négatifs d’interne standard.
Un système de classement intermédiaire récent a été créé afin de faciliter le diagnostic des étapes initiales de T1D chez les patients. Exacte détection d’auto-anticorps îlot humain joue un rôle important dans l’identification et la mise en scène présymptomatique diabète de type 1, comme la présence d’auto-anticorps îlot indique la présence de l’auto-immunité cellules β. Le tarif de nombre et des types d’auto-anticorps de l’îlot, dans lesquels le diabète affecte les patients de l’apparition initiale de l’auto-immunité cellules β à la maladie symptomatique, est variable2,3.
L’âge de séroconversion d’auto-anticorps, titre et l’affinité des autoanticorps îlot peut affecter le rythme de la progression symptomatique de type 1 diabète4,5,6,7,8 ,9,10. Récemment, développés ECL dosages ont été largement validées, ont montré une augmentation de la sensibilité et sont plus spécifiques à certaines maladies10,11,12,13. Ces tests d’améliorer la prévision et la mise en scène du risque de diabète grâce à une détection plus précoce des autoanticorps d’îlot. Plus précisément, ils marquent le début de l’auto-immunité îlot et ignorent les signaux de faible affinité et à faible risque ne conviennent pas pour le diabète.
Dans un test de l’ECL, l’anticorps dans le sérum, le cas échéant, combler l’antigène Sulfo-tag-conjugué à l’antigène de capture biotinylé dans la phase liquide. Après le pont, l’éditeur de liens biotine est pris dans la phase solide et détecté par ECL par le Sulfo-tag sur la plaque de streptavidine enduite (Figure 1).
Dans cette revue, dosages ECL seul anticorps avec autoanticorps îlots pancréatiques humains sont principalement utilisés. En bref, multiplexés anticorps études basées sur l’unique ECL dosages seront discutés. L’essai multiplex peut être utilisé pour identifier les multiples, jusqu’à 10, autoanticorps au sein d’un même bien, avec 15 µL de sérum. Ce dosage simple haut débit peut être utilisé à l’écran, en même temps, plusieurs auto-anticorps pour plusieurs maladies auto-immunes pertinents dans la population générale.
Autoanticorps îlot sont actuellement les plus fiables biomarqueurs d’auto-immunité du diabète de type 1. Ils marquent le début de l’auto-immunité spécifique îlot et déterminer les risques de maladie. Le dosage de l’ECL, des auto-anticorps de l’îlot, a été largement validé dans plusieurs essais cliniques de la diabète de type 1 national et international. L’essai a montré une sensibilité accrue et la spécificité par rapport à l’actuel « or » standard EBR. Le dosage de l’ECL a montré son avantage supérieur pour la plus grande spécificité de la maladie en discriminante haute affinité et auto-anticorps îlot à haut risque de faible risque, faible affinité des signaux générés par l’ARI. C’est surtout remarqué chez les sujets qui sont seulement seul îlot auto-anticorps positifs et n’ont jamais progressé pour le diabète de type 1. La plupart de ces faible affinité autoanticorps se sont avérés pour être perdus au cours suivi les essais effectués dans les mois à des années, se comportant comme un « transitoire positif. » Comme précédemment l’hypothèse, ces faible affinité probables « single » autoanticorps résultent d’immunisation avec une molécule de réaction croisée. Tout en une affinité plus élevée, auto-anticorps d’îlot risque plus élevés s’explique par immunisation avec des antigènes de l’îlot eux-mêmes. En outre, ECL-essais ont démontré la capacité d’antidater le temps de « séroconversion » de tests actuellement de liaison radio standards (RBA) par ans chez les enfants avec le pré-diabète, qui furent suivies au diabète clinique dès la naissance. Un essai clinique international en cours, The Environmental déterminants du diabète dans les jeunes (TEDDY), dépend de la détection précise de déterminer le moment et l’apparition de l’auto-anticorps première de l’îlot « séroconversion » pour marquer le début de l’îlot auto-immunité et d’identifier les déclencheurs environnementaux. Une raison possible de l’augmentation de la sensibilité du test de l’ECL est que le dosage saisit toutes les classes d’immunoglobulines : IgG, IgM, IgA, IgE, plutôt que de traditionnels RBA ou de ELISA qui reposent uniquement sur la détection des IgG.
Lors d’essais de l’ECL, pour certains autoanticorps particulières comme les IAA, la liaison des anticorps à l’antigène semble être inhibée par certains composants présents dans le sérum humain normal. Pour enlever ou libérer cette inhibition, traitement des échantillons de sérum à l’acide a été nécessaire de le faire avant le sérum est incubé avec l’antigène. Comme indiqué dans [Figure 5], test de ECL-IAA, les activités de liaison d’autoantibodies de sérum des patients avec l’antigène et l’anticorps monoclonal de souris l’insuline a été grandement améliorée. L’acidification des échantillons de sérum, utilisé dans les dosages d’anticorps, est généralement appliquée pour dissocier préexistants liés complexes. Le mécanisme derrière comment IAA signaux sont inhibés dans le sérum humain et libérés par l’acidification du sérum n’est pas connu, mais cette méthode a été utilisée dans autres ECL basé analyses14,15.
Dans certains cas, lorsque le marquage de molécules, biotine ou Sulfo-tag, l’étiquetage positionsinside des molécules de protéine antigène sont à, ou très proches des épitopes clés de liaison de l’anticorps, qui peut-être interférer avec l’activité de liaison aux anticorps. Cela réduira la sensibilité et peut démolir complètement l’essai. Pour la procédure d’étiquetage de routine, maximisation ou saturation est souhaitée pour chaque molécule de protéine antigène générer une activité maximale ou signal par molécule marquée en maximisant la capacité d’étiquetage de chaque poste d’étiquetage possible. Insaturés étiquetage doit être effectuée en réduisant le rapport molaire de marquage de molécules (biotine et Sulfo-tag) à la protéine antigène si l’étiquetage sur l’antigène devient une raison possible de l’interruption de l’activité de liaison anticorps. Des épitopes principaux peuvent être mieux réservés et interruption de l’activité de liaison d’anticorps peut être libérée à l’aide de la stratégie d’étiquetage insaturée dans la plupart des cas.
Chaque essai doit inclure un interne standard haute témoins positifs et négatifs pour les calculs de l’indice d’échantillons inconnus. Un témoin positif faible près de limite supérieure de l’analyse des témoins normaux est important d’inclure pour la surveillance de la sensibilité. Le laboratoire devrait garder suffisamment aliquotes de contrôles positifs et négatifs standard pour une utilisation à long terme et toutes les parties aliquotes doivent être conservés à-20 ° C. Pour l’assurance qualité de test, des essais doivent être exécutés dans les doublons pour chaque échantillon et chaque résultat positif doit être confirmée en répétant l’échantillon dans un essai séparé. Un troisième essai est nécessaire lorsque le deuxième test de confirmation est en désaccord avec le premier test et les résultats de deux essais, qui conviennent (e.g., +, + ou-, -), sera la décision définitive d’un résultat positif ou négatif.
Avec la plate-forme définie pour des dosages de ECL unique, un dosage multiplexé peut être étendu à ces. Il peut déterminer simultanément jusqu’à 10 différents auto-anticorps dans un puits unique avec une petite quantité de sérum. Actuellement, quatre auto-anticorps îlot y compris IAA, gaillet, IA-2 a et ZnT8A sont égales en importance pour la prédiction du risque de progression vers T1D chez les deux membres de la famille des patients atteints de T1D et l’ensemble de la population. Les méthodes utilisées pour le dépistage de ces 4 autoanticorps à l’aide de mesures de courant unique auto-anticorps sont laborieux et inefficace, en particulier pour le dépistage à grande échelle. Ce qui est important, jusqu’à 40 % des patients avec T1D présentent une condition auto-immune supplémentaire16,17,18. Malheureusement, il n’y a pas d’outil simple et peu coûteux pour écran pour ces conditions. L’essai de ECL multiplex n’est pas seulement capable de combiner 4 tests d’auto-anticorps îlots principaux actuellement en un seul, mais est aussi capable de mieux combiner plusieurs dosages auto-anticorps par d’autres maladies auto-immunes pertinentes. Cela rend possible de procéder efficacement à haut débit, dépistage des maladies auto-immunes multiples simultanément dans les populations à grande échelle. Dans l’essai de ECL multiplex, comme indiqué dans [Figure 6], chaque complexe anticorps-antigène formé dans la phase liquide sera être immobilisé sur un endroit de source spécifique de l’éditeur de liens dans le même bien. Le récepteur de signal de l’appareil lecteur de plaque est capable de reconnaître les signaux de 10 sources différentes de taches. Toutefois, les taches avec un signal extrêmement élevé peuvent générer un fond dosage élevé et causer du brouillage aux taches voisines par le biais de diaphonie. Pour cette raison, les signaux de limite supérieure pour chaque dosage des auto-anticorps devraient être limitées à moins de 20 000 chefs d’accusation. Dans notre expérience, les autoanticorps avec arrière-plans inférieurs doivent être placés relativement loin de ces lieux ayant une plus grande lorsque la carte spot est conçue. Pour les études à long terme à l’aide d’épreuves ECL multiplex, il est recommandé que l’éditeur de liens même être utilisé pour le dosage des auto-anticorps même pour assurer la cohérence de l’analyse.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par les NIH grant DK32083, FRDJ Grant 2-SRA-2015-51-Q-R.
Human recombinant proinsulin protein(PINS) | AmideBio | Human Proinsulin, Rec | |
Human recombinant GAD65 protein | Diamyd | rhGAD65 | |
Human recombinant IA-2 protein | Creative BioMart | IA2 | |
1x Phosphate Buffered Saline (PBS), pH 7.4 | Thermo Fisher Scientific | 10010-023 | |
10x PBS, pH 7.4 | Thermo Fisher Scientific | 70011-044 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | SIGMA-ALORICH | A7906-500G | |
96-well PCR plate | Fisher | 14230232 | |
Streptavidin coated plate | MSD | L15SA | |
Zeba sizing spin column | Thermo Fisher Scientific | 89890 | |
Twen-20 | Fisher | BP337-500 | |
HCl | Fisher | A144-500 | |
NaOH | Fisher | SS255-1 | |
Trizma Base | Fisher | BP152-5 | |
EZ-Link Biotin | Thermo Fisher Scientific | PI21329 | |
Sulfo-tag | MSD | R91AO-1 | |
Blocker A | MSD | R93AA-1 | |
4x Read Buffer T with Surfactant | MSD | R92TC-1 | |
EZ-Link NHS-PEG4-Biotin | ThermoScience | 21329 | |
Sulfo-TAG | MSD | R91AO-1 | |
96-well polymerase chain reaction (PCR) plate | Fisher brand | 14230232 | |
96-Well Streptavidin plate | MSD GOLD | L 15SA-1 | |
Zeba Spin Desalting Column | ThermoScience | PL208984 | |
96-well Plate Shaker | Perkin Elmer | 1296-003 | |
Plate Reader | MSD | QuickPlex SQ120 | |
Benchtop centrifuge with bucket rotary | Beckman | Allegra X-15R |