يسمح وضع مقايسة السبت انترفيرون-غاما خنزير غينيا ببمكس وصف الاستجابات تي خلية في هذا النموذج أهمية كبيرة لدراسة الأمراض المعدية. لقد قدمنا طلبا المقايسة لقياس ردود الخلية T المرتبطة بتسليم الأدمة من لقاحات الحمض النووي.
خنزير غينيا قد لعبت دوراً محوريا كنموذج حيوانات صغيرة ذات صلة في تطوير اللقاحات المضادة للأمراض المعدية مثل السل والإنفلونزا والدفتريا والحمى النزفية الفيروسية. لقد أظهرنا أن بلازميد الحمض النووي (بدنا) للقاح داخل الجلد يتسبب استجابات خلطيه قوية في خنزير غينيا. ومع ذلك، استخدام هذا الحيوان للاستجابات المناعية نموذج كانت محدودة نوعا ما في الماضي بسبب نقص الكواشف المتوفرة والبروتوكولات لدراسة ردود الخلية T. خلايا T تلعب دوراً محوريا في مناعية والآليات إيمونوثيرابيوتيك. من الضروري فهم ردود الخلية T لتطوير الأمراض المعدية والأورام اللقاحات واستيعاب تسليم الأجهزة. هنا يصف لنا مقايسة انترفيرون-غاما (IFN-γ) المرتبط بالانزيم إيمونوسبوت (اليسبوت) خنزير غينيا الدم المحيطية وحيدات النوى خلايا (ببمكس). المقايسة تمكن الباحثين لوصف استجابات تي خلية الخاصة باللقاحات في هذا النموذج القوارض الهامة. القدرة على الاعتداء الخلايا المعزولة من الدم المحيطي يوفر الفرصة لتعقب الاستمناع في الحيوانات الفردية.
يسمح البروتوكول الموصوفة هنا الكشف عن انترفيرون-غاما الخلايا المبيضي (IFN-γ) بعد استدعاء مستضد في جمهرة خلايا وحيدات النوى (PBMC) دم المحيطي حصادها من خنازير غينيا هارتلي. لقد قدمنا طلبا المقايسة تميز بحركية ومقادير من استجابات محددة مستضد تي خلية لنظام التطعيم ضد إنفلونزا في خنزير غينيا. ونحن نعتقد أن هذا البروتوكول سيدفع إلى حد كبير تطوير برامج التطعيم في هذا النموذج الحيواني العالية ذات الصلة قبل الإكلينيكية.
الخلايا T باللقاحات تلعب دوراً أساسيا في الحماية ضد العوامل المعدية ومسارات إيمونوثيرابيوتيك المرتبطة بالأمراض الأخرى. برز أهمية خلايا تي في دراسات متعددة من اللقاحات. التحصين فرت والفئران مع بلازميد الحمض النووي (بدنا) ترميز هيماغلوتينين H5 و N1 النورامينيداز توفر الحماية من المراضة والوفيات في تحد فيروس إنفلونزا في غياب تحييد الأجسام المضادة، مما يشير إلى أهمية خلية t الحصانة1. بالإضافة إلى قوي تحييد استجابة خلطيه، خلايا تي تلعب دوراً حاسما لإزالة الفيروسية2 ليس فقط، بل أيضا الحماية من العدوى بالفيروس المخلوي التنفسي (RSV) في الفئران3. في البشر، وكانت خلايا CD8 + “تي” موجودة مسبقاً المقترنة مع شدة المرض انخفضت خلال H1N1 وباء في 20094. عدد خلايا CD4 + T جنبا إلى جنب مع تركيز البلازما سيتوكين معينة ترتبط بشدة المرض في الأطفال المصابين RSV5.
خنزير غينيا برزت كنموذج مختبر للبحث والتطوير في مختلف مجالات الطب مثل التحسس الجلدي، البحوث التغذوية، ودراسات للنظام السمعي، والأكثر ملاءمة لهذا العمل، والأمراض المعدية. كان حاسما بالنسبة لاكتشاف اللقاحات ضد السل والدفتيريا. في الآونة الأخيرة يستخدم خنزير غينيا كنموذج للأنفلونزا6 و7من فيروس إيبولا. وعلاوة على ذلك، تمتلك التشابه الفسيولوجي لجلد الإنسان8، خنزير غينيا يقدم نموذجا حيوانات صغيرة موجوداً لطرق إيصال المخدرات عن طريق الجلد. على النقيض من أهميته كنموذج مختبر، لا يزال توافر خنزير غينيا فحوصات محددة وتحقيقات لتحديد خصائص الاستجابات المناعية محدودة9. فحوصات الخلوية الأساسية مثل إيمونوسبوت المرتبط بالانزيم IFN-γ (السبت-المقايسة) التي تستخدم بشكل روتيني في البحوث السريرية وقبل السريرية لتعداد ردود الخلية T لم تكن متاحة.
واستخدمت لتحديد عدد الخلايا إفراز الأجسام المضادة المحددة في10،متنوعة من سكان خلية ب11فحوصات إيمونوسبوت المرتبط بالانزيم الصلبة-المرحلة الأولى. صيغة متقدمة للكشف عن خلايا إفراز السيتوكينات بما في ذلك IL-1، إيل-2، إيل-4، وايل-5، وايل-6، وايل-10، GM-CSF، تنف ألفا وبيتا تنف، جرانزيمي ب و IFN-γ. والرزن السبت تمتلك حساسية عالية؛ يحتمل أن يمكن الكشف عن كل خلية إنتاج سيتوكين. الحد الأقصى للكشف لفحوصات السبت أبلغ أقل من 10 بقع كل 100,000 ببمكس12. مؤخرا قدم زوج جسم معين IFN-γ خنزير غينيا المتاحة13، وهذا قد فتحت الفرصة لمعالجة هذا القصور في هذا المجال.
ويعتبر IFN-γ جزيء المستجيب هاما في الاستجابة المناعية التكيفية؛ يمكن إنتاجها ويفرز من خلايا CD4 و CD8 تي عند التنشيط. قد IFN-γ واسعة النطاق البيولوجي وظائف في سياق استجابة مناعية للإصابة بعدوى فيروس، مثل تفعيل الضامة وحتى تنظيم histocompatibility الرئيسية المعقدة (MHC) أنا والتعبير مهسيي. كما يعزز التمايز ب-الخلية، ويحول دون نمو الخلايا T-مساعد-2 وينشط الخلايا القاتلة الطبيعية. IFN-γ كتل الفيروسية النسخ المتماثل في الخلايا الجسمية المصابة والتعبير أوبريجولاتيس من جزيئات MHC. وهكذا، إنتاج IFN-γ دلالة هامة جداً لنوعية استجابة خلايا T للقاح أو الممرض.
جانبا مهما من ELISpot IFN-γ المعروضة هنا هو استخدام ببمكس بدلاً من سبلينوسيتيس13. يمكن الحصول على ببمكس بتجهيز عينة دم التي تم جمعها غير الطرفية، بينما يتطلب جمع سبلينوسيتيس يوثانيزيشن الحيوانية قبل الحصاد للطحال. يمكن استخدام ببمكس IFN-γ تي خلية الاستجابات التي يتعين رصدها على مدى فترة من الزمن، وتقييم الآثار على الردود تي خلية مثل نظم رئيس الوزراء-دفعة14.
للباحثين الذين يستخدمون حاليا خنزير غينيا كنموذج حيوان، الأسلوب IFN-γ السبت سوف يوسع نطاق البيانات العلمية التي يمكن الحصول. قد تقلل توافره الآن ضرورة لإجراء دراسات مع أقل أهمية من نماذج حيوانية للأمراض المستهدفة، التي اختيرت سابقا بسبب توافر كاشف لفحص الاستجابات الخلوية. يسمح استخدام ببمكس بدلاً من الطحال أو الغدد الليمفاوية للتجارب غير الطرفية والرصد المستمر للحيوانات الفردية.
فيما يلي نقدم وصفاً مفصلاً للخطوات التي تنطوي عليها في الكشف عن استجابة خلوية IFN-γ في خنازير غينيا إلى لقاح بدنا. نحن مخطط لدينا إجراءات التسليم المحددة ووصف المقايسة السبت العام يشمل أخذ عينات من الدم وتجهيز الدم والحصاد PBMC، وإجراء فحص وتحليل البيانات. ويرد في الشكل 1تخطيطي للمقايسة السبت.
الشكل 1 : نظرة عامة التخطيطي خنزير غينيا السبت البروتوكول. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
خنزير غينيا نموذج حيوان قيمة لتطوير لقاحات واستراتيجيات تقديم الأدمة قبل الإكلينيكية. البروتوكول أعلاه يصف منهجية لقياس ردود محددة مستضد تي خلية في هذا النموذج أهمية بالغة. يوفر الفحص تعداد واضحة لإنتاج خلايا تي الطرفية انترفيرون-غاما على التحفيز مع الببتيدات حدة مستضد. يمكن رصد الحركية الاستجابة المناعية بأخذ عينات من الدم غير الطرفية.
نحن الأمثل البروتوكول، والتعرف على الجوانب الهامة للحصول على أفضل النتائج باستخدام هذا الفحص. على سبيل المثال، سيؤدي إلى تكوين جلطات الدم في أنبوب جمع الأمثل PBMC الانتعاش وقدرتها على البقاء. خنزير غينيا الدم يتخثر بسرعة18. من الأهمية بمكان القيام بسحب الدم بسرعة. الاتحاد الأفريقي-بيرك et al. توفير دليل شامل لنزيف التقنيات في نموذج خنزير غينيا16. نظراً لجمع الدم يتطلب التخدير العام، يوصي باستعراض إجراءات التشغيل الموحدة المطبقة لهذا الجانب من الإجراء19. سيكون رد فعل غير كاف فظاعتها خنازير غينيا بتحريك الساقين أو حناجرهم بعد رشة موجزة من الأنسجة بين أصابع قدميه مع الأظافر أو الجفل آذانهم والمضي قدما بها شعرات بعد معسر آذانهم. النقل الفوري للدم في أنبوب مع تخثر الدم، ومزيج دقيق من المتداول أو عكس الأنبوبة عدة مرات خطوة أساسية في هذا البروتوكول. للبروتوكول هو موضح هنا استخدمت أنابيب يدتا، وتم اختبار لا التخثر الأخرى. يرجى ملاحظة أن يدتا مكثف، وأنابيب ينبغي من الناحية المثالية ملء أكثر من نصف كاملة، وبالتالي حجم أنبوب مناسب لحجم العينة ويجب أن تستخدم.
عند تنفيذ بشكل صحيح، نتائج الكثافة المتدرجة الطرد المركزي استمرار تحضيرا ببمك نظيفة. يجب أن يكون متوسط الكثافة–التدرج في درجة حرارة الغرفة عند طبقات التدرج قبل الطرد المركزي، ولا ينبغي أن تستخدم الفرامل للتوقف في أجهزة الطرد المركزي عند استخدام أنابيب العادية. وكان تحسنا كبيرا من حيث التطبيق العملي ببمك-تجهيز المزيج من الكثافة الطرد المركزي التدرج مع الأجهزة ببمك والعزل. وهذا يسمح لتخفيض وقت الطرد المركزي. الكثافة المتدرجة استخدام الطرد المركزي في أجهزة ببمك والعزل ونتائج الأنابيب العادية في صلاحية مماثلة، تعول خلية يعيش ببمكس المجهزة، وتشكيل بقعة. مستقلة نوع الأنابيب المستخدمة للفصل، ينبغي أن يتبع الحصاد معطف بافي فورا. على مدى فترة ممتدة من الوقت والاتصال مع كثافة متوسطة الانحدار السامة للخلايا ببمكس.
العد دقيقة من ببمكس قابلة للحياة من المهم أن البذور دائماً تساوي عدد الخلايا في الآبار المقايسة-لوحة. وينبغي تطبيق بعض الأساليب من التمييز يعيش الميت. في المختبر، ولدينا نحن نستخدم المقايسة الاستبعاد تريبان الأزرق وخلية-عداد الآلي.
سيؤدي إلى نوعية بقعة، عرف البقع يتناقض ذات حواف حادة وعالية، في تحسين دقة والعد الموضعية متسقة، خاصة عند استخدام نظام الفرز الآلي. وتمشيا مع توصيات الشركة المصنعة، لاحظنا الإيثانول المعالجات المسبقة من ألواح السبت أن تكون خطوة حاسمة الحد من عدد النقاط الأساسية وتحسين تعريف البقع. ينصح بشدة استخدام قارئ لوحة لصورة المقايسة-لوحات السبت في نهاية البروتوكول. يمكن الصور الأصلية لكل بئر بسهولة وكفاءة الحصول عليها وتخزينها. استخدام برنامج تحليل صور الصور الرقمية كما تسمح بتحليل موضوعي والعد الموضعية مقارنة بالعد اليدوي من العوامل الفردية.
ضرورة مطلقة لتطوير التحليل الموضحة هنا كان جيل خنزير غينيا لمكافحة مناسبة انترفيرون-غاما جسم الزوج. وضعت الماوس مونوكلونل الخامس-هاء-4 و N-G3 هيبريدوما-تقنية استنساخ خلايا ب من الفئران التي تم تحصين مع خنزير غينيا المؤتلف انترفيرون غاما20. الخامس-هاء-4، و IgG1 ايستب، ونون-G3، وهو IgG2a، ترد لربط كل من مستضد المؤتلف وأصلي. تعيين الخامس-هاء-4 كجسم الالتقاط وبيوتينيلاتيد ن-G3 حيث أسفرت جسم الكشف عن حساسية عالية للبروتين المؤتلف والأم على السواء مع الاحتفاظ بإشارة خلفية منخفضة في شكل ساندويتش أليسا. كل الأجسام المضادة المتاحة للمجتمع العلمي من خلال اتفاق تصنيع يقودها مختبر الدكتور هوبرت شايفر، الذي هو المؤلف المشارك لهذا المنشور. سوف تلقي مختبر الدكتور شيفر الطلبات وثم تصنيعها من قبل شريك تجاري.
انترفيرون-غاما يقال أن تكون غير مستقرة في المخازن أو وسائل الإعلام العادية21. شايفر et al.20 ذكرت فقط انخفاض معتدل لمعدل الاسترداد عند استخدام المتدهورة IFN-y، التي فقدت الوظيفة البيولوجية، في شكل أليسا استخدام الأجسام المضادة الخامس-هاء-4 ونون-G3. ومع ذلك، زيادة فترة الحضانة من التحفيز الببتيد من ببمكس ما يزيد على 18 ح ينبغي بعناية اختبار.
وقد نوقشت مزايا استخدام ببمكس. ومع ذلك، يعكس المقايسة الموصوفة هنا فقط استجابات محددة مستضد تعميم خلايا تي في المحيط. التسلل إلى أنسجة خلايا تي أو الخلايا المعزولة من أجهزة اللمفاوي، مثل الطحال والغدد الليمفاوية، قد يحمل خصائص مختلفة22،،من2324. لم توجد فروق مهمة في الاستجابات الخلوية لوحظت عند المقارنة بين البقع انترفيرون-غاما من ببمكس وسبلينوسيتيس من خنازير غينيا التي تم تحصين ب لقاح الإنفلونزا pNP نفسه14.
في هذا البروتوكول، وصفت لنا إجراء تطعيم داخل الأدمة. تستهدف الأساس منطقي الرئيسي للتحصين معرف كثافة عالية من الخلايا الجذعية موجودة في الجلد25. نحن وآخرون أظهرت أن هذه الخلايا يمكن أن يكون تحديداً بتكييف أسلوب تسليم26أو27من صياغة تصميم الأدوية28. تنشيط خلايا مستضد تقديم المهنية قد تهاجر إلى عقده الليمفاوية تجفيف وتنشيط الجهاز المناعي التكيفي29،30،،من3132. الخلايا الجذعية هي عرض الخلية-نوع مستضد الأساسية فتيلة الاستجابات المناعية الخلوية المنتجة.
لهذه الدراسة تم تحصين الحيوانات مع بلازميد الحمض النووي ترميز البروتين النووي للأنفلونزا H1N1 سلالة A/بويرتوريكو/8. قد ثبت التسليم الجلد من هذا اللقاح بدنا (pNP) في تركيبة مع انهانسر الحصول على ردود محددة مستضد خلطيه في خنازير غينيا33، فرت، والمقدمات غير البشرية (NHPs)1،34. بالإضافة إلى ذلك، أثارت هذا اللقاح ردود تي خلية قوية في الفئران بعد الولادة إلى35البشرة التي يمكن أن تعزى إلى خلايا CD4 والخلايا التائية CD8 بحفز مع الببتيدات تمثل [ابيتوبس] محددة لهذه الخلية-السكان. وكان اللقاح pNP مكسبه بعد الولادة المخاطية كما يتبين من توليد استجابات خلطيه في الأرانب وخنازير غينيا، فضلا عن الاستجابات الخلوية وخلطيه في الفئران36أيضا. في الآونة الأخيرة، كان لدينا مجموعة قادرة على إثبات توليد استجابات IFN-γT-خلية في الأرنب بعد الولادة داخل العضلات (بيانات غير منشورة).
وحاليا، لا يمكن تخصيص البقع انترفيرون-غاما لوحظت في خنزير غينيا السبت لمجموعة فرعية CD8 + تي خلية أو خلايا CD4 +. خاصة بالنسبة لتصميم وتطوير العلاجات المناعية تستهدف الجلد، سيكون من المفيد جداً لتحديد ما إذا كانت انترفيرون-غاما لوحظت الترددات الموضعية هي الناجمة عن التوسع في مجموعة فرعية معينة واحدة أو استجابة متوازنة على حد سواء من أجل تقييم فعالية التطعيم لتشغيل العرض التقديمي عبر. قد يمكن التغلب على هذا القيد بسلبية فرز الخلايا CD4 أو CD8 قبل البذر الخلايا على اللوحة أو بواسطة تحديد فئة MHC الثاني (للردود CD4) أو الطبقة MHC أنا (للردود CD8) مقيدة [ابيتوبس].
والرزن انترفيرون-غاما السبت وصف هنا باستخدام ببمكس خنزير غينيا يتناول الحاجة إلى تقييم مسار للاستجابات الخلوية في الطراز المختبر خنزير غينيا. وهذا صقل تطوير لقاحات والجلد بروتوكولات التسليم. ونحن نعتقد أنه يسمح لتوظيف هذا النموذج الحيواني ذات الصلة لدراسة مكونات تي خلية هامة مثل السل37،38من فيروس إيبولا، HSV39، وغيرها من الأمراض. فإنه سيتم تقليل استخدام نماذج حيوانية أقل أهمية.
The authors have nothing to disclose.
ونود أن نشكر أعضاء إينوفيو المستحضرات الصيدلانية والتطوير إدارة د للمساعدة التقنية والموظفين من أككولاب لتوفير خدمة تربية التميز. خاصة نود أن نشكر فو اليشع وجو أغنيس لتصحيح التجارب المطبعية المخطوط. تم تمويل هذا العمل ليس بأي منحة محددة من وكالات التمويل في القطاعات العامة، التجاري، أو عدم الربح.
Cellectra-3P | Inovio Pharmaceuticals | ID-Electroporatio device/ non-commercial, R&D-only | |
K2EDTA blood collection tube | BD | 367844 | |
Hank’s Balanced Salt Solution | Gibco | 14175-079 | |
Ficoll-Paque Plus | GE Healthacre | 17144003 | density gradient medium |
SepMate tube | STEMCELL Technologies | 85415 | PBMC-isolation device |
RPMI | Thermo Fisher | 11875-135 | |
heat-deactivated FBS | VWR | 97068-085 | |
Pen/Strep | Gibco | 15140-122 | |
β-Mercaptoethanol | Gibco | 21985-023 | |
96-well ELISpot PVDF-membrane | Millipore | MSIPS4W10 | ELISpot assay plate |
Ethanol | Sigma | 459844-1L | |
UPDI | Invitrogen | 10977-015 | Ultra-Pure DI water |
Sucrose | Sigma | S7903 | |
Bovine Serum Albumin | Sigma | A7906 | |
10x PBS | HyClone | SH30378.03 | |
Concanavalin A (ConA) | Sigma | C5275-5MG | |
alkaline phosphatase (ALP)-conjugated streptavidin | R&D Systems Inc. | SEL002 | |
BCIP/NBT | R&D Systems Inc. | SEL002 | |
capture anti-guinea pig IFN-γ antibody V-E4 | GenScript | Order #:U5472CE080-3 | LOT # A217071153 |
biotinylated detection anti-guinea pig IFN-γ antibody N-G3 | GenScript | Order #:U5472CE080-1 | LOT # A21700598 |
CTL S6 Micro Analyzer | ImmunoSpot | #S6MIC12 | automated ELISpot plate reader |
Vi-CELL XR | Beckman-Coulter | 731050 | automated cell counter |
ImmunoSpot 5.1 | ImmunoSpot | assay analysis software | |
ESCO Class II Type A2 | ESCO | Biosafety cabinet | |
Falcon cell strainer | Corning, Inc. | VWR cat# 21008-952 | |
Exel Comfort Point Insulin syringe | MedLab Supply | 26028 | |
Rotanta 460R | Hettich | centrifuge | |
Vi-CELL XR Quad Pak Reagent Kit | Beckman Coulter | 383722 | |
Incu Safe | Panasonic-Healthcare | incubator | |
22µm Filter | ThermoScientific | VWR act# 597-4520 | 22µm Filter |
KimWipes | Kimberly-Clark Professional | VWR cat# 21903-005 | paper towels |