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Method Article
* Estos autores han contribuido por igual
Synthesis of human monoclonal antibodies is the first step in studies aimed at unraveling the pathophysiological mechanisms of auto-antibody-mediated immune responses. We have developed a protocol to generate recombinant human immunoglobulin G (IgG) monoclonal antibodies from blood sorted B cells, including B-cell isolation, antibody cloning and in vitro synthesis.
Finding new methods for generating human monoclonal antibodies is an active research field that is important for both basic and applied sciences, including the development of immunotherapeutics. However, the techniques to identify and produce such antibodies tend to be arduous and sometimes the heavy and light chain pair of the antibodies are dissociated. Here, we describe a relatively simple, straightforward protocol to produce human recombinant monoclonal antibodies from human peripheral blood mononuclear cells using immortalization with Epstein-Barr Virus (EBV) and Toll-like receptor 9 activation. With an adequate staining, B cells producing antibodies can be isolated for subsequent immortalization and clonal expansion. The antibody transcripts produced by the immortalized B cell clones can be amplified by PCR, sequenced as corresponding heavy and light chain pairs and cloned into immunoglobulin expression vectors. The antibodies obtained with this technique can be powerful tools to study relevant human immune responses, including autoimmunity, and create the basis for new therapeutics.
El objetivo de este artículo es describir en detalle una metodología para generar y caracterizar anticuerpos monoclonales IgG humanos obtenidos a partir de células mononucleares de sangre periférica humana (PBMC).
El interés de estudiar los anticuerpos humanos ha crecido en muchos campos diferentes de investigación. En particular, muchos grupos de investigación interesados en la patología causada por autoanticuerpos 1-3. Hemos clonado y caracterizado patógenos auto-anticuerpos 1. El estudio de auto-anticuerpos puede ayudar a identificar sus objetivos y desarrollar estrategias terapéuticas, por ejemplo, el uso de anticuerpos de la competencia 4. Por otra parte, el estudio de anticuerpos humanos también puede ser de interés en otros campos de la investigación, es decir, para evaluar la respuesta inmune tras la vacunación 5, para caracterizar el perfil de anticuerpos de los individuos que fueron expuestos y se convirtieron en resistentes a patógenos específicos 6 o para estudiar, que anticuerpos están enel repertorio natural de 7,12.
Varias técnicas han sido desarrolladas para generar anticuerpos monoclonales humanos recombinantes 8-12; la mayoría de ellos utilizan presentación de fagos y la inmortalización de células B. El uso de presentación en fagos se ha aplicado ampliamente para el descubrimiento de nuevos anticuerpos 13. Sin embargo, tiene una gran desventaja, a saber, que los pares de cadena pesada y ligera de la inmunoglobulina humana convertido disocian en el proceso. La producción de hibridomas con células B humanas o transformación EBV supera este inconveniente.
Utilizamos la infección de las células B del timo con EBV en combinación con la estimulación de células B policlonales mediante Toll-like receptor 9 (TLR-9) 6,12.
En este trabajo se describe en detalle la tecnología que utilizamos para el desarrollo de anticuerpos IgG humanos, con una visión completa de todos los pasos de aislamiento de PBMC a la generación in vitro de anticuerpos en. Esteprotocolo se puede utilizar para el análisis de cualquier tipo de perfil de IgG humana. En nuestro laboratorio, las células B productoras de anticuerpos IgG se han separado con éxito del resto de PBMCs después de la clasificación. Cincuenta células B según 8 pueden entonces ser sembraron en placas de múltiples pocillos y inmortalizados por EBV y TLR-9 de activación, para la expansión clonal de células B individuales. Como células alimentadoras, se han utilizado fibroblastos de tejido de pulmón embrionario humano, WI38 línea celular, lo que facilita la visualización de las células B inmortalizadas. A partir de estas células B, las secuencias de las cadenas pesadas y ligeras de la inmunoglobulina pueden obtenerse por PCR, y los genes de los anticuerpos 'clonados en vectores de expresión de inmunoglobulina G y producen in vitro. Usando esta técnica, los anticuerpos individuales con exactamente la misma secuencia de anticuerpo que se encuentra en el donante pueden ser estudiados.
El consentimiento informado se obtuvo de los participantes del estudio. El estudio fue aprobado por el comité de ética institucional.
1. Aislamiento de células mononucleares de sangre periférica (PBMCs)
2. Tinción PBMCs para Ordenando CD22 + y + IgG por Cell Citometría
3. Clasificación de las células B CD22 + e IgG +
4. La irradiación de células alimentadoras
Nota: Realizar la preparación de las células alimentadoras entre 1 - 3 días antes de la clasificación. Se necesitan al menos 5.000 WI38 células por pocillo en una placa de ronda 96. Realice los pasos 4.1, 4.2 y 4.4 en una campana.
5. Chapado Ordenada PBMCs, EBV Infección y Crecer
6. ELISA para la detección de anticuerpos IgG
7. Aislamiento de ARN y la Primera Strand cDNA de síntesis de los Productores de IgG Clones
8. 1 y 2 de PCR para la amplificación de la cadenas pesada y ligera de las productoras de IgG clones de células B
9. La clonación y secuenciación de las cadenas pesadas y ligeras de los clones IgG Producción
10. Producción de anticuerpos en las células HEK
El gating de clasificación después de la tinción de células positivas CD22 e IgG se muestra en la Figura 1 En esta imagen el área de las células dobles positivas -. Se selecciona para ordenar todas estas células en un tubo separado - células B que producen anticuerpos IgG. En el análisis, aproximadamente el 1% de los PBMCs totales corresponde a esta población doble positiva. El número de células clasificadas obtenidos dependerá del número de células obtenidas en la sección 1.
En este manuscrito, todos los pasos para la generación de anticuerpos IgG de PBMCs humanos se presentan en detalle. Este protocolo incluye algunas ventajas sobre las técnicas previamente publicados. Una de las ventajas es que el anticuerpo producido mantiene las cadenas pesadas y ligeras correspondientes al par original en el clon de células B. La identificación de anticuerpos IgG se puede hacer en cualquier tipo de donante humano, y no hay necesidad de exacerbación de la respuesta inmune debido a la vacunación
Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.
Contrato de Investigación Miguel Servet (ISCIII CD14 / 00032) a (GN-G.). Beca de la Organización Holandesa para la Investigación Científica "Escuela de Graduados del Programa de Neurociencia traslacional" (022005019) a (CH).
Becas del Prinses Beatrix Fonds (Proyecto WAR08-12) y la Asociación Francesa contra las Miopatías a (PM-M.); así como por un Veni Beca de la Organización Holandesa para la Investigación Científica (916.10.148) una beca de la Fundación Cerebro de los Países Bajos (FS2008 (1) -28) y el Prinses Beatrix Fonds (Proyecto WAR08-12) (a ML ).
Agradecemos Jozien Jaspers por su ayuda en la célula B de clasificación por citometría de flujo.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Histopaque-1077 | Sigma-Aldrich | 10771 | solution containing polysucrose and sodium diatrizoate |
FACSAria II cell sorter | BD Biosciences | ||
96 U-bottom micro well plates | Costar | 3799 | |
Advanced Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 medium | Gibco, Life Technologies | 12633-020 | |
30% v/v EBV-containing supernatant of the B95-8 cell line | ATCC | CRL-1612 | 3.4 x 108 copies/ml |
CpG2006 | Invivogen | ODN 7909 | |
Wi38 cells | Sigma-Aldrich | 90020107 | |
Interleukin-2 | Roche | 10799068001 | |
ELISA plates | Greiner Bio-One, Microlon | 655092 | |
AffiniPure F(ab')2 Fragment Goat Anti-Human IgG, Fcγ Fragment Specific (unconjugated) | Jackson ImmunoResearch | 109-006-008 | |
4% non-fat dry milk (Blotting Grade Blocker) | Biorad | 170-6404 | |
Human IgG | Sigma | I 2511 | HUMAN IgG purified Immunoglobulin, 5.6 mg/ml |
Goat F(ab)2 antihuman IgG Fcγ (conjugated with peroxidase (PO)) | Jackson ImmunoResearch | 109-036-008 | |
ELISA reader (Perkin Elmer 2030) | Perkin Elmer | 2030-0050 | |
Peroxidase-conjugated AffiniPure Rabbit Anti-Human IgM, Fc5µ | Jackson ImmunoResearch | 309-035-095 | |
SuperScript III Cells Direct cDNA Synthesis System | Invitrogen | 18080-200 | |
Applied Biosystems (ABI) GeneAm PCR System 2700 | Applied Biosystems | ||
High Pure RNA Isolation Kit | Roche | 11828665001 | |
Reverse transcription system kit | Promega | A3500 | |
Recombinant Taq DNA Polymerase | TAKARA | R001A | |
Primers (2 μl) | Sigma | ||
Ultrapure Agarose | Invitrogen | 16500-500 | |
100 bp ladder | Invitrogen | 15628-019 | |
Quantity One 4.5.2 (Gel Doc 2000) | Biorad | 170-8100 | |
QIAquick PCR purification kit | QIAGEN | 28106 | |
BigDye Terminator v3.1 cycle sequencing kit | Applied Biosystems | 4337455 | |
0.1 ml reaction plate (MicroAMP Optical 96-well) | Applied Biosystems | 4346906 | |
Genetic analyser ABI300 | Applied Biosystems | 4346906 | |
DH5α competent cells (E. coli) | Invitrogen | 18263-012 | |
pFUSEss-CHIg-hG1 (4,493 bp) | Invivogen | pfusess-hchg1 | |
pFUSEss-CHIg-hG4 (4,484 bp) | Invivogen | pfusess-hchg4 | |
pFUSE2ss-CLIg-hk (3,875 bp) | Invivogen | pfuse2ss-hclk | |
pFUSE2ss-CLIg-hl2 (3,883 bp) | Invivogen | pfuse2ss-hcll2 | |
SOC medium | Invitrogen | 15544-034 | |
LB-based agar medium supplemented with Zeocin (Fast-Media Zeo Agar) | Invivogen | fas-zn-s | |
Terrific Broth (TB)-based liquid medium supplemented with Zeocin (Fast-Media Zeo TB) | Invivogen | fas-zn-l | |
DNA Miniprep kit | Omega Bio Technology | D6942-02 | |
Nanodrop (ND1000 Spectrophotometer) | Nanodrop | ||
LB-based agar medium supplemented with Blasticidin (Fast-Media Blast Agar) | Invivogen | fas-bl-s | |
Terrific Broth (TB)-based liquid medium supplemented with Blasticidin (Fast-Media Blast TB) | Invivogen | fas-bl-l | |
EcoRI | New England Biolabs | R0101S | 20,000 U/ml, in 10x NEBuffer EcoRI |
NheI | New England Biolabs | R0131S | 10,000 U/ml, in 10x NEBuffer 2.1 |
2-Log DNA ladder | New England Biolabs | N3200S | 0.1-10.0 kb, 1,000 μg/ml |
XmaI | New England Biolabs | R0180S | 10,000 U/ml, in 10x CutSmart Buffer |
BsiWI | New England Biolabs | R0553S | 10,000 U/ml, in 10x NEBuffer 3.1 |
AvrII | New England Biolabs | R0174S | 5,000 U/ml, in 10x CutSmart Buffer |
FastAP Thermosensitive Alkaline Phosphatase | Thermo Scientific | EF0651 | 1 U/µl, in 10x FastAP Buffer |
DH5α competent cells | Invitrogen | 18263-012 | |
PE Mouse Anti-Human IgG | BD Pharmingen | 555787 | |
anti-CD22, PerCP-Cy5.5, Clone: HIB22 | Fisher scientific | BDB563942 | |
QIAprep Spin Miniprep Kit | QIAGEN | 27106 | |
BigDye Terminator v3.1 | Applied Biosystems | 4337455 |
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