Summary

卵黄抗体に基づくサイトメトリービーズアッセイの標準化

Published: May 19, 2023
doi:

Summary

このプロトコルは、抗原検出にIgY抗体を使用するアッセイ用のラテックスビーズを調製するための方法論を記載しています。

Abstract

イムノアッセイは、多数の分子標的を検出するための重要な検査です。現在利用可能な方法の中で、サイトメトリービーズアッセイはここ数十年で注目を集めています。装置によって読み取られる各マイクロスフェアは、試験対象の分子間の相互作用能力の分析イベントを表します。これらの数千のイベントが1回のアッセイで読み取られるため、高いアッセイ精度と再現性が保証されます。この方法論は、疾患の診断のためのIgY抗体などの新しいインプットの検証にも使用できます。これらの抗体は、目的の抗原でニワトリを免疫し、動物の卵の卵黄から免疫グロブリンを抽出することによって得られます。したがって、これは抗体を得るための痛みがなく生産性の高い方法です。この論文では、このアッセイの抗体認識能力を高精度に検証するための方法論に加えて、これらの抗体を抽出し、抗体とラテックスビーズの最適なカップリング条件を決定し、テストの感度を決定する方法も提示します。

Introduction

疾患の診断を目的としたイムノアッセイ技術の中で、サイトメトリービーズアッセイは、1回のアッセイで数千の粒子の分析を可能にするため、高感度で信頼性の高いアプローチとして浮上しています1。この手法は、生産性が高く、少量のサンプルを使用できることに加えて、サイトカイン、接着分子、抗体アイソタイプ、タンパク質などの複数の分子の検出を可能にするため、優れた柔軟性も備えています2,3

これらのアッセイの開発には、効果的で低コストのインプットであるラテックスビーズなど、さまざまな粒子が使用されます。これらは、特定の分子の共有結合または非共有結合を可能にする官能基またはタンパク質の存在など、それらの表面に修飾を提示することができる345

これらのイムノアッセイは、抗原や抗体などの成分を使用して疾患マーカーの検出を行い、一般的にマウス、ウサギ、ヤギなどの哺乳類由来の抗体を必要とします。哺乳類の予防接種は一般に多くの動物が良好な収量を得る必要があり、動物の苦しみにつながる手順を頻繁に実行する必要があるため、これは倫理的問題に関連する問題を引き起こします6,7。これに代わるものは、接種された抗原に対する高濃度の特異的抗体が卵黄中に見出され得るので、免疫されたニワトリの卵黄から単離されたIgY抗体の使用である。鶏肉の生産は、年間4.3匹のウサギの生産に相当します6,7

したがって、このプロトコルの目的は、ラテックスビーズを用いたフローサイトメトリーを用いて鶏卵黄から得られたIgY抗体を評価する方法を提供することである。そこで我々は,ラテックスビーズを用いたサンドイッチ形式のサイトメトリービーズイムノアッセイの標準化法を提案する.モデルとして、熱帯熱マラリア原虫ヒスチジンリッチプロテインII抗原(IgY-Pf HRP2)を対象としたIgY抗体を使用しました。抗体を抽出する方法について説明し、ラテックスビーズへのこれらの結合濃度を定義するための重要なステップについて説明し、抗原の検出限界の評価を提示します。フローサイトメトリーの精度が高く、ラテックスビーズが低コストであるため、この手法は抗体や抗原などのイムノアッセイツールの分析に適用できます。この方法は、多様なターゲットの検出に使用できます。

Protocol

注意: このプロトコルで使用されるすべての材料、試薬、および機器に関連する詳細については、 材料表 を参照してください。 1. 卵黄からのIgYの抽出 卵の衛生化次亜塩素酸ナトリウムの0.2%希釈溶液に卵(産卵したてまたは産卵後4日まで)を0.2%希釈した次亜塩素酸ナトリウムに浸し、流水ですばやくすすぎ、後でまたはすぐに…

Representative Results

図2は、酸性化 による IgY抗体の抽出プロセスと、それに続くカプリル酸を使用した分離のグラフ表示です(図2)。 図2:カプリル酸を用いたIgY抗体の抽出工程および分離の概略図 。 (a</str…

Discussion

pH低下によるIgY抗体の沈殿法とそれに続くカプリル酸を用いた脂質分離法は、機能を損なうことなく全抗体を単離するのに効率的である。ここで提案された方法は、酸性化とカプリル酸による沈殿を使用したRedwanら11によって報告されたものよりも単純で安価ですが、より複雑で面倒なプロトコルを使用しています。この方法はまた、PEG沈殿12,13、硫酸ナトリウム<sup class="xref…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

FIOCRUZ (「プログラム・デ・エクセレンシア・エム・ペスキサ・バシカ・エ・アプリカダ・エ・アプリカダ・エム・サウデ・ドス・ラボラトリオス・ド・インスティトゥート・レオニダス・エ・マリア・ディーン-ILMD/フィオクルス・アマゾニア-ILMD/FIOCRUZ AMAZÔNIA」)、バイオテクノロジー大学院プログラム(アマゾナス連邦大学-UFAM)、ペソアル・デ・ニベル研究所(CAPES)、および奨学金を提供してくれたアンパロ・ア・ペスキサ・ド・エスタード・ド・アマゾナス財団(FAPEAM)に感謝します。図 2図 4 は biorender.com で作成したものです。

Materials

Anti-Chicken IgY (H+L), highly cross-adsorbed, CF 488A antibody produced in donkey Sigma-Aldrich SAB4600031
Anti-mouse IgG (H+L), F(ab′)2 Sigma-Aldrich SAB4600388
BD FACSCanto II BD Biosciences BF-FACSC2
BD FACSDiva CS&T research beads (CS&T research beads) BD Biosciences 655050
BD FACSDiva software 7.0 BD Biosciences 655677
Bio-Rad Protein Assay Dye Reagent Concentrate Bio-Rad #5000006
Bovine serum albumin Sigma-Aldrich A4503
Caprilic acid Sigma-Aldrich O3907
Centrifuge 5702 R Eppendorf Z606936
Chloride 37% acid molecular grade NEON 02618 NEON
CML latex, 4% w/v Invitrogen C37253
Megafuge 8R Thermo Scientific TS-HM8R
N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide Hydrochloride Powder (EDC) Sigma-Aldrich E7750-1G
N-Hydroxysuccinimide (NHS) Sigma-Aldrich 130672-25G
Phosphate buffered saline Sigma-Aldrich 1003335620
Sodium hydroxide Acs Cientifica P.10.0594.024.00.27
Sodium hypochlorite Acs Cientifica R09211000
Thermo Mixer Heat/Cool KASVI K80-120R

References

  1. Salzer, U., Sack, U., Fuchs, I. Flow cytometry in the diagnosis and follow up of human primary immunodeficiencies. Electronic Journal of the International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory. 30 (4), 407 (2019).
  2. de Figueiredo, A. M., Glória, J. C., Chaves, Y. O., Neves, W. L. L., Mariúba, L. A. M. Diagnostic applications of microsphere-based flow cytometry: A review. Experimental Biology and Medicine. 247 (20), 1852-1861 (2022).
  3. Morgan, E., et al. Cytometric bead array: A multiplexed assay platform with applications in various areas of biology. Clinical Immunology. 110 (3), 252-266 (2004).
  4. Graham, H., Chandler, D. J., Dunbar, S. A. The genesis and evolution of bead-based multiplexing. Methods. 158, 2-11 (2019).
  5. Kellar, K. Multiplexed microsphere-based flow cytometric assays. Experimental Hematology. 30 (11), 1227-1237 (2002).
  6. Schade, R., et al. Chicken egg yolk antibodies (IgY-technology): A review of progress in production and use in research and human and veterinary medicine. ATLA Alternatives to Laboratory Animals. 33 (2), 129-154 (2005).
  7. Xu, Y., et al. Application of chicken egg yolk immunoglobulins in the control of terrestrial and aquatic animal diseases: A review. Biotechnology Advances. 29 (6), 860-868 (2011).
  8. Bradford, M. M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry. 72 (1-2), 248-254 (1976).
  9. Sousa, L. P., et al. A novel polyclonal antibody-based sandwich ELISA for detection of Plasmodium vivax developed from two lactate dehydrogenase protein segments. BMC Infectious Diseases. 14 (1), 49 (2014).
  10. Klimentzou, P., et al. Development and immunochemical evaluation of antibodies Y for the poorly immunogenic polypeptide prothymosin alpha. Peptides. 27 (1), 183-193 (2006).
  11. Redwan, E. M., Aljadawi, A. A., Uversky, V. N. Simple and efficient protocol for immunoglobulin Y purification from chicken egg yolk. Poultry Science. 100 (3), 100956 (2021).
  12. Lee, H. Y., Abeyrathne, E. D. N. S., Choi, I., Suh, J. W., Ahn, D. U. K. Sequential separation of immunoglobulin Y and phosvitin from chicken egg yolk without using organic solvents. Poultry Science. 93 (10), 2668-2677 (2014).
  13. Pauly, D., Chacana, P., Calzado, E., Brembs, B., Schade, R. IgY Technology: Extraction of chicken antibodies from egg yolk by polyethylene glycol (PEG) precipitation. Journal of Visualized Experiments. (51), e3084 (2011).
  14. Chang, H. M., Lu, T. C., Chen, C. C., Tu, Y. Y., Hwang, J. Y. Isolation of immunoglobulin from egg yolk by anionic polysaccharides. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 48 (4), 995-999 (2000).
  15. Ko, K. Y., Ahn, D. U. Preparation of immunoglobulin Y from egg yolk using ammonium sulfate precipitation and ion exchange chromatography. Poultry Science. 86 (2), 400-407 (2007).
  16. Polson, A. Isolation of IgY from the yolks of eggs by a chloroform polyethylene glycol procedure. Immunological Communications. 19 (3), 253-258 (1990).
  17. Simonova, M. A., et al. xMAP-based analysis of three most prevalent staphylococcal toxins in Staphylococcus aureus cultures. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 406 (25), 6447-6452 (2014).
  18. Sharma, P., et al. A multiplex assay for detection of staphylococcal and streptococcal exotoxins. PLoS One. 10 (8), e0135986 (2015).
  19. Merbah, M., et al. Standardization of a cytometric p24-capture bead-assay for the detection of main HIV-subtypes. Journal of Virological Methods. 230, 45-52 (2016).

Play Video

Cite This Article
Corrêa Glória, J., Oliveira Chaves, Y., Marques de Figueiredo, A., Coutinho de Souza, C., Duarte da Silva, E. R., Lopes Batista, J. C., Nogueira, P. A., Morais Mariúba, L. A. Standardization of a Cytometric Bead Assay Based on Egg-Yolk Antibodies. J. Vis. Exp. (195), e65123, doi:10.3791/65123 (2023).

View Video