A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
الببتيدات المشتقة من الفيروسية بالإضافة إلى جسم-يصرف (ACs) نهج تكتسب زخما بسبب إمكانية إيصال حمولات الجزيئية مع تراكم خلايا الورم زيادة. استخدام أساليب مشتركة لتقييم تصريف الببتيد والتيار المتردد وتراكم حمولة داخل الخلايا، واستهداف الورم، هذا البروتوكول يساعد الباحثين خلال مراحل التطوير الأولية الرئيسية.
جسم-يصرف (ACs) تعديل مع الببتيدات المشتقة من الفيروسات فئة قوية من ورم الخلية تسليم وكلاء لحمولات الجزيئية المستخدمة في علاج السرطان والتصوير بسبب زيادة تراكم الخلوية عبر الرابطة الحالية. خلال AC المبكر في المختبر تطوير تقنيات الأسفار والكلون تكفي لتحديد الترجمة داخل الخلايا، وكفاءة تراكم، وخصوصية الخلية المستهدفة. تجدر الإشارة إلى أن هناك حاليا، لا يوجد توافق في الآراء على أساليب موحدة لإعداد الخلايا لتقييم التراكم داخل الخلايا التيار المتردد والتعريب. الاختبار الأولى للرابطة تعديل مع الببتيدات المشتقة من الفيروسات أمر بالغ الأهمية خاصة إذا تم تشييد العديد من المرشحين. تحديد تراكم داخل الخلايا بالأسفار يمكن أن تتأثر بالإشارات الخلفية من ACs على سطح الخلية وتعقيد تفسير تراكم. الكلون، الخلايا المعالجة عادة هي مجزأ وقياس النشاط الإشعاعي في المقصورات خلية مختلفة. ومع ذلك، تحلل الخلية يختلف من خلية إلى خلية والمقصورات غالباً النووية وهيولي ليست معزولة على نحو كاف. وهذا يمكن أن تنتج بيانات مضللة عن خصائص تسليم الحمولة. الحقن الوريدي المستمدة من الفيروسات المعدلة الببتيد الرابطة راديولابيليد في ورم تحمل الفئران تليها النويدات المشعة التصوير وسيلة قوية لتحديد خصائص التسليم لاستهداف وحمولة الورم في المرحلة في فيفو من التنمية. ومع ذلك، هذا هو النهوض حديثة نسبيا والمجموعات القليلة التي قيمت ACs المستمدة من الفيروس بتعديل الببتيد بهذه الطريقة. يصف لنا تجهيز الخلايا المعالجة لتقييم أكثر دقة تعديل الببتيد AC تراكم المستمدة من الفيروسات عند استخدام الفحص المجهري [كنفوكل] والكلون. على وجه التحديد، طريقة للخلايا تريبسينيزينج لإزالة سطح الخلية ملزمة ACs. كما نقدم طريقة لتحسين وجود الهاتف الخلوي. وأخيراً، يوفر هذا البروتوكول أسلوب في فيفو استخدام التصوير المقطعي بالبوزيترون (PET) لتقييم الورم الأولى استهداف خصائص في الفئران الحاملة للورم. يمكننا استخدام النظائر المشعة 64Cu (t1/2 = ح 12.7) كحمولة مثال في هذا البروتوكول.
جسم مضاد-يصرف (ACs) هي الأحيائية التي تنضج في فئة تحويلية من العقاقير الفعالة لتحسين علاج السرطان واكتشاف الأورام. يتألف من جسم [مونوكلونل] (ماب) مترافق لحمولات الجزيئية مثل النظائر المشعة، والجزيئات الصغيرة، والسموم البيولوجية، رابطة الدول الكاريبية قادرة على تسليم هذه الحمولات للخلايا السرطانية مع تقارب مستضد الهدف الرائع وخصوصية. وهكذا ACs لديها القدرة على تقليل سمية غير محدد إلى حد كبير وزيادة نشاط الحمولة في موقع الورم. علاجية، تمت الموافقة على ACs تنقل الجزيئات الصغيرة السامة للخلايا (يشار إليه كما يرتبط الضد-المخدرات) لعلاج المرضى المصابين بسرطان الثدي وسرطان الغدد اللمفاوية هودجكين الذين فشلت العلاجات التقليدية 1، 2-وبالإضافة إلى ذلك، النظائر المشعة نقل رابطة الدول الكاريبية (يشار إليه فيما يلي راديويمونوكونجوجاتيس) أيضا في التنمية. ميلان نقل النظائر المشعة لتصوير معتمد لتحديد سرطان البروستاتا ورم خبيث 3. مع العديد من الرابطة أكثر العلاجية المقدمة للموافقة على 4، مرتفع التفاؤل لمستقبل الرابطة لتحسين رعاية السرطان 5.
ومع ذلك، عند تقديم تشريعات أو النظائر المشعة، ACs يجدون صعوبة في فعالية تتراكم هذه الحمولات داخل الخلايا المستهدفة. هذا الجانب تسهم إلى حد كبير في كثير من الحالات في العجز الرابطة لتوفير البقاء فترة طويلة خالية من المرض أو الورم التباين العالي التصوير 6،7. بشكل عام، بمجرد ربط ACs على مستضد المستهدفة هي استيعابه من خلال عملية تعرف باسم الالتقام بوساطة مستقبلات. ACs ثم شرك داخل اندوسوميس والاتجار بهن إلى lysosomes للتدهور وحمولة الإصدار 8. هناك تحديات عملية الاتجار داخل الخلايا للرابطة لتحقيق خصوصية حمولة عالية وفعالية ضد الخلايا السرطانية المستهدفة. على سبيل المثال، العديد من المستضدات مثل Her2 (الهدف للتيار المتردد العلاجية تراستوزوماب-امتانسيني) يمكن إعادة تدوير يصل إلى 85% من الأجسام المضادة منضمة في ال 30 دقيقة الأولى 9. وعلاوة على ذلك، بمجرد حدوث تدهور تشريعات المفرج عنهم والنظائر المشعة يمكن بنشاط تصدير التعبير زيادة و/أو النشاط من غشاء المرتبطة النقل البروتينات 10،11. تدهور يحلول يعرقل أيضا تسليم الحمولات البيولوجية رواية مثل الإنزيمات العلاجية والنوكليوتيد التي يمكن إلغاء تنشيط 12،13. في جوهره، سرطان الخلية فعالة للغاية في نقض تراكم الحمولات التي تقدمها الرابطة الضرورية داخل الخلايا.
هذا البروتوكول وصف كيفية تطبيق مفهوم الرابطة-بالإضافة إلى الببتيدات المشتقة من الفيروس، على وجه التحديد للهروب من فخ دخلول وإضفاء الطابع المحلي على نواة الخلية. مع هذا التطور للتلاعب بنظم الخلية المضيفة، فإنه ليس من المستغرب أن تنمية الببتيدات والبروتينات المشتقة من الفيروس كصيدلية المحتملة طويلة لها جذور في الأبحاث العلاجية 14. لملايين السنين تطورت الفيروسات للحصول على مجموعة استثنائية من البروتينات قادرة على استغلال نظم خلية الثدييات فيزيولوجية طبيعية من أجل فعالية إدخال الخلايا المضيفة. للبحث عن الفيروسات التي يتم استيعابها عن طريق وساطة مستقبلات الالتقام، أنهم أيضا تحدي مع الإفلات من الاتجار إلى يحلول حيث يمكن أن تكون هجمة تركيز مترجمة من البروتياز إشكالية بالنسبة للبقاء على قيد الحياة. هو ببتيد الفيروسية مشتقة تتسم أيضا استخدامها في إيصال المخدرات للهروب من فخ دخلول ترانساكتيفاتور فيروس نقص المناعة البشرية من النسخ (تأت) البروتين 15. تأت غير قادرة على النجاة من فخ دخلول الاستشعار عن النقطة التي تحدث تغييرات conformational البروتين تأت مواتية لإدراج نفسها في وتعطيل غشاء اندوسومال 16على درجة الحموضة منخفضة. ينتج عن هذا يصرف تأت-حمولة قادرة على الوصول إلى السيتوبلازم. والعنصر الثاني التلاعب الفيروسية ذات الصلة بهذا البروتوكول هو النهج المستخدمة لتوصيل الجينات العلاجية والأدوية إلى نواة 17. وقد تطورت الفيروسات التلاعب بنجاح إليه الخلية المضيفة لتتقدم في الماضي الغشاء النووي التي تمر عبر المسام النووية المعقدة (مجلس الشعب). الجزيئات الخلوية تحتوي على (أو الربط بالبروتينات التي تحتوي على) إشارات التعريب النووية (نلس) اللازمة للربط النووية إلى نقل البروتينات (مثل كاريوفيرينس α و β)، التي توفر الحركات المطلوبة من خلال المجلس الوطني. وقد وضعت الفيروسات البروتينات تحتوي على تسلسلات NLS تزويدها بالقدرة على الاستفادة من البروتينات النقل الخلية المضيفة لجولات مكوكية إلى نواة 18.
سابقا تم فونكتيوناليزيد مع الببتيدات تأت NLS مشتقة-والرابطة العديدة واختبار لقدرتهم على تتراكم داخل الخلايا السرطانية واستهداف الأورام 19،،من2021،22 ،،من2324،25،26،27،28،،من2930 (الجدول 1). وقد أثبتت الدراسات تسليم الحمولات السامة للخلايا أن الرابطة تعديل مع الببتيدات المشتقة من الفيروسات تكون قادرة على زيادة تراكم الخلوية، وسيتوتوكسيسيتي، وورم مما أسفر عن مصرع على مدى 22،ACs غير معدلة26. سمة مشتركة لهذه الفئة الجديدة من التيار المتردد هو البناء. عادة، تحتوي على الببتيدات سيستين المحطة طرفية توفير مجموعة سلفهيدريل مجاناً. وكان رد فعل مابس هي أولاً مع كروسلينكير بيفونكشونال نونكليفابل التي تحتوي على N-هيدروكسيسوكسينيميدي (NHS) ومجموعات ماليميدي على طرفي نقيض. استرات دائرة الصحة الوطنية التي تتفاعل مع الأمينات الأولية في ماب شكل سندات أميد. ثم رد فعل ماب ريكتيد مع المجموعات ماليميدي الحرة مع مجموعات سلفهيدريل على الببتيدات تشكيل سندات ثيويستير وهكذا يربط بين الببتيد والإنسان والمحيط الحيوي. على الرغم من أن كروسلينكيرس هوموبيفونكشونال قد تستخدم 28، crosslinker هيتيروبيفونكشونال أكثر شيوعاً في تشييد المستمدة من الفيروسات الببتيد-ACs 22،،من2326، 31،32. يستخدم هذا البروتوكول تحديداً سولفوسوكسينيميديل كروسلينكير 4-(ن-ماليميدوميثيل) الحلقي-1-كاربوكسيلات (سالفو-بين الموظفين) لسهولة الاستخدام، ونظرا لاستخدامه في جسم المعتمدة-المخدرات المتقارنة تراستوزوماب-امتانسيني، وفي كثير من الببتيد-ACs المستمدة من الفيروسات 8،22،23،26،،من3132. الصوديوم دوديسيل كبريتات polyacrylamide هلام استشراد (الحزب الديمقراطي الصربي صفحة) هو الأسلوب الأساسي لتحديد كفاءة التصريف في البداية وشبه تحديد عدد الببتيدات للإنسان والمحيط الحيوي. [كنفوكل] مجهرية من جسم ثانوي المسمى فلوريسسينتلي محددة للإنسان والمحيط الحيوي استخدام أسلوباً عادة لتقييم خصائص التوزيع داخل الخلايا المستمدة من الفيروسات الرابطة تعديل الببتيد في البداية. وحتى الآن، هي النظائر المشعة حمولات الابتدائي ألقاه المستمدة من الفيروسات ACs تعديل الببتيد. النظائر المشعة مفيدة للنشاط الإشعاعي في الخلايا كمياً بسهولة عن طريق العد غاما. وبالإضافة إلى ذلك، توفر رابطة الدول الكاريبية التي يتم ترجمتها إلى نماذج الماوس من السرطانات البشرية الباحثين مع القدرة على تقييم استهداف الورم باستخدام طرائق التصوير الجزيئي مثل حسابها انبعاث فوتون واحد التصوير المقطعي والتصوير المقطعي بالبوزيترون (PET) 23 , 32 , 33-وبصفة عامة، البناء، والتحقق من صحة اختبار الأساليب المستخدمة في المقام الأول من قبل الباحثين تقديم تقييم جيدة جداً للرابطة تعديل مع الببتيدات المشتقة من الفيروسات أثناء مرحلة التطوير الأولى لفعالية إدخال وتسليم الحمولة داخل الخلايا المستهدفة، والأورام المستهدفة.
وقد تأت-NLS-تعديل ورابطة الدول الكاريبية مضيئة المجالات الرئيسية لزيادة تحسين إيصال حمولة داخل الخلايا السرطانية والأورام. فيما يتعلق بتعديل NLS ACs، الكفاءة في التراكم داخل الخلايا يمكن أن تكون متواضعة 23،،من3134. بسبب عدم كفاءة تراكم داخل الخلايا الفخ المتواصل اندوسومال. في فيفو استهداف الورم يمكن أيضا التقليل مع كلا تأت-NLS-تعديل ورابطة الدول الكاريبية. تسلسل النشطة التي تأت و NLS تحتوي على بقايا مشحونة بإيجابية عدة. عند إرفاق مابس، يمكن أن تكون التهمة الموجبة عموما إلى حد كبير زيادة 35. نتيجة لذلك، تأت-NLS-تعديل ورابطة الدول الكاريبية زادت الإقبال في الأنسجة السليمة وزيادة إزالة الدم السريع.
لدينا فريق تطوير مركب مركب يتكون من حمض الكوليك ترتبط NLS (تشاكنلس؛ الشكل 1). ACs بتعديل تشاكنلس قادرين على زيادة تراكم سلمت النظائر المشعة داخل الخلايا وتحسين استهداف الورم مقارنة بالتقليدية وتعديل NLS ACs 33،34. الآلية وراء حمض الكوليك مستوحاة من قدرة تحديد الفيروسات nonenveloped التي لا يمكن الاعتماد على غشاء الانصهار الاستفادة من حمض الكوليك لتحريك دخلول الهروب من خلال تشكيل السيراميد. على سبيل المثال، المجندين الفيروس المعوي الخنزير حمض الكوليك التي ينشط فيها سفينجوميليناسي، مما يحفز على أن التحلل سفينجوميلين إلى السيراميد 36،،من3738. وهذا يزعزع غشاء اندوسومال ويسمح للفيروسات الهروب. وهكذا، حمض الكوليك عنصرا آخر المستمدة من الفيروس الذي يكمل NLS.
هذا الحقل يتحرك إلى الأمام والمستقبل تحدث التقدم في تسليم الحمولة بالرابطة تعديل مع الببتيدات المشتقة من الفيروس، وقت مناسب لتقديم المظاهرات البصرية من خصائصها البيوكيميائية والوظيفية أثناء التطوير الأولى. هنا، نحن تصف لدينا بروتوكول التقييم الأولية المستمدة من الفيروسات الرابطة تعديل الببتيد لتحديد تراكم داخل الخلايا، واستهداف الورم خلال المرحلة المبكرة بسيطة لكنها فعالة. نستخدم مابس المتاحة تجارياً 3 7 و A14 كمثال نموذج النظم. يصف الإجراء 1 استخدام صفحة الحزب الديمقراطي الصربي كوسيلة تسمح للقرارات 'الذهاب/لا تذهب' للرابطة المشيدة. يصف الإجراء 2 طريقة استخدام تريبسينيزيشن السماح للتصور تحسين توزيع التيار المتردد داخل الخلايا وتراكم. يصف الإجراء 3 طريقة لتحسين وجود داخل الخلايا تحديد دقة الترجمة النووية. في هذا الإجراء علينا الاستفادة من حمولة 64Cu (t1/2 = ح 12.7) لأنها عرضه ل efflux الخلوية وهو باعث بوزيترون 10. وهكذا يصف الإجراء 4 في فيفو الورم تستهدف توصيف بالحيوانات الأليفة التصوير لتصور امتصاص الورم بالنسبة إلى الخلفية (أي nontarget الأنسجة السليمة) وتحديد ما إذا كان المثال التيار المتردد يمكن على وجه التحديد وفعالية الأورام المستهدفة. هذه الأساليب كافية للمحققين وضع الرابطة تعديل مع الببتيدات المشتقة من الفيروسات لتحديد المرشحين لمزيد النهوض.
وأجريت في فيفو الحيوانات التجارب الموصوفة وفقا بروتوكول المعتمد وفي إطار المبادئ التوجيهية الأخلاقية للجنة الأخلاقيات المركز الاستشفائي الجامعي دي شيربروك "إجراء التجارب على الحيوانات".
1-جسم الببتيد الاقتران
ملاحظة: يمكن تجميعها في أي مصنع الببتيد التجارية أو منصة خدمات توليف الببتيد التابعة لجامعة تشاكنلس. يمكن الاطلاع على تجميع تشاكنلس في مرجع 34. للإجراءات 1 و 2 استخدام ماب 3 7، التي محددة اللوكيميا مستضد 3Rα إيل 39.
2-[كنفوكل] مجهرية لتقييم التراكم داخل الخلايا
ملاحظة: من المهم اختبار انتقاء الخلية داخل الخلايا تراكم مابس تعديل الببتيد قبل وضع صياغات مع حمولة من الفائدة. لأن تأت تبين أيضا لديها ميل لاختراق الخلية غير محدد، مما يستحق أول تحليل داخل الخلايا تراكم وخلية الانتقائية قبل اتخاذ خطوات التنمية مكلفة مع حمولات مكلفة. ولهذا السبب، ينبغي أيضا تعديل الإجراء 1 ايستب مابس محددة تحكم غير ذي صلة. لبقية البروتوكول سوف نعمل مع الرابطة تعديل مع جزيئات تشاكنلس 10 كل جسم. ويرد في الشكل 2تخطيطي بما في ذلك الخطوات الرئيسية لإجراءات 2 و 3.
تنبيه: هذه الخطوة من البروتوكول يشمل مناولة والتلاعب بارافورمالدهيد. يرجى اتباع تعليمات الشركة المصنعة عند التعامل.
3-راديولابيليد البناء التيار المتردد وتجزئة الخلوية لتقييم كفاءة التسليم داخل الخلايا Cu 64
تحذير: الإجراءات 3 و 4 تنطوي على مناولة والتلاعب بالنشاط الإشعاعي. قبل القيام بهذه الخطوات، ينبغي أن يكون وافق الباحثين التدريب على السلامة والبروتوكولات المعتمدة من هيئة سلامة الإشعاع على المؤسسة الرئيسية.
ملاحظة: الإجراءات 3 و 4 نستخدم ماب A14، التي محددة لسرطان المثانة الغازية antigen إيل-5Rα41. أيضا، تجارب كل مرة حساسة نظراً لأن نصف العمر القصير من 64Cu. بشكل عام، من الأفضل عدم الانتظار في الماضي الأسبوع 1 القيام بتجارب في المختبر وليس أطول من 72 ساعة للدراسات في فيفو .
4-الحيوانات الأليفة التصوير التقييم لاستهداف الورم
ملاحظة: تقنيات زرع الخلايا السرطانية في الفئران لتوليد تكثيفها هيتيروتوبيك معروفة جيدا ومعظم المختبرات الداخلية بروتوكولات مصممة خصيصا لنظامهم الورم. وهكذا، وهذا لا يشمل في البروتوكول. وسيكون النموذج إكسينوجرافت نونوبيسي السكري/شديدة مجتمعة العوز (موافقة/مشمولان) الفئران تحمل أورام المثانة الغازية إيل-5Rα-إيجابية HT-1376 و HT-B9. الخلايا السرطانية في المثانة الغازية إيل-5Rα-إيجابية تشمل > 66% من مجموع الخلايا في إكسينوجرافت. في المقابل، وردت ~ 11 في المائة فقط من الخلايا إيل-5Rα-إيجابية HT-B9 في تكثيفها المتقدمة41. وهكذا يوفر هذا النموذج مثالاً ممتازا لتقييم AC استهداف الورم في اثنين من الأورام التي تمثل التغاير ورم المريض المنظور.
للإجراء 1، تعديل تشييد 3 7 مع تشاكنلس باستخدام سالفو-بين الموظفين كما كروسلينكير موثوق بها للغاية. عادة، عند تحميلها على جل 12% وتحليلها من قبل الحزب الديمقراطي الصربي صفحة، هذه النتائج يمكن تمييزها زيادات متدرجة متناسبة مع زيادة نسب سالفو-بين الموظفين-إلى-7 3 ميغاواط في است...
الأهداف الرئيسية لإيصال النظمية لعوامل مضادة للسرطان هي زيادة تراكم في موقع الورم، وامتصاص داخل خلايا السرطان، وتقليل الآثار الجانبية غير المرغوب فيها في الأنسجة السليمة. ميلان يستهدف إيصال حمولات الجزيئية للخلايا السرطانية نهج واعدة جداً لعلاج والكشف عن أورام. ومع ذلك، عدم كفاءة الناج...
الكتاب لا تمت بصلة إلى الكشف عن
تم تمويل هذا العمل من جمعية أبحاث السرطان (كندا) وفي CIMS. يشكر المؤلفون الدكتور سامية آيت-مهند وجان-فرانسوا Beaudoin للحصول على المساعدة. الدكتور أنخيل لوبيز (جامعة جنوب أستراليا) للإنسان والمحيط الحيوي A14.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sulfo-SMCC | Thermo Scientific | 22122 | There are many homo- and hetero-bifunctional maleimide crosslinkers to choose from. |
Amicon Ultra-0.5 mL Centrifugal Filters | EMD Millipore | UFC505096 | There are pack sizes of 8, 24, and 96. Choose according to your needs. |
Precision Plus Protein Kaleidoscope Standards | BioRad | 1610375EDU | Mulicolor recombinant proteins from 10 - 250 kDa. |
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red | Thermo Scientific | 25200056 | 100 or 500 mL volumes to choose from. |
Goat anti-Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor 647 conjugate | Thermo Scientific | A-21235 | 1 - 10 μg/mL recommended |
NOTA-NHS | CheMatech | C100 | |
Lamin A/C antibody (N-18) | Santa Cruz Biotechnology | sc-6215 | |
Rab7 antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-376362 | |
A14 mAb | BD Biosciences | 555902 | |
NuPAGE LDS Sample Buffer (4x) | Thermo Scientific | NP0007 | |
2-Mercaptoethanol | Sigma Aldrich | M3148-25ML | |
TF-1a cells | ATCC | ATCC CRL-2003 | |
RPMI 1640 medium | ATCC | ATCC 30-2001 | |
RIPA lysis and extraction buffer | Thermo Scientific | 89900 | |
AMIDE medical imaging software | available at amide.sourceforge.net | Completely free download | |
FluoView FV1000 Confocal Microscope | Olympus | ||
Fluoview Software | Olympus | www.olympus-lifescience.com | |
ITLC strips | Biodex | 150-771 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved