A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
אנו מציגים בדיקת ELISA מאומתת של סנדוויץ' באמצעות נוגדנים חד שבטיים חדשים נגד HER2. בדיקה זו מאפשרת כימות מדויק של חלבון HER2 הקשור לתאים ומשתחרר מתאים מתורבתים במבחנה ודגימות אחרות, כולל דם ורקמות.
קולטן גורם גדילה אפידרמלי אנושי 2 (HER2) הוא סמן סרטן מבוסס היטב. זה הפך למטרה אבחנתית וטיפולית מוצלחת מאוד, במיוחד בסרטן השד וסוגי סרטן אחרים המבטאים HER2. במרפאה, נעשה שימוש בשיטות האבחון האימונוהיסטוכימיות בתקן הזהב המשתמשות בנוגדנים הספציפיים נגד HER2 כדי למדוד את רמת הביטוי של הקולטן הקשור לממברנה. התחום החוץ-תאי המסיס (ECD) של HER2 המשתחרר מהתאים המבטאים יתר על המידה מסתובב בדם ויכול לשקף את ביטוי הרקמה של הקולטן. יש צורך בבדיקות מדויקות ומאומתות כדי לתאם את ריכוז חלבון HER2 במחזור עם ביטויים קליניים של מחלה.
הצוות שלנו פיתח ואימת את הבדיקה האימונוסורבנטית המקושרת לאנזים סנדוויץ' (ELISA) לכימות תחום ה-ECD הקשור לממברנה ומשתחרר מהתאים של HER2. הבדיקה משתמשת בשני נוגדנים חד-שבטיים ייחודיים ספציפיים ל-HER2 שפותחו בעבר. טווח הכימות כולל ריכוז HER2 בין 1.56-100 ננוגרם/מ"ל, הצפוי לתאים סרטניים שגודלו במבחנה ומראה רגישות ברמה של 0.5 ננוגרם/מ"ל. הדיוק והדיוק התוך-ובין הבדיקות המשביעות רצון של השיטה הופכים אותה לרלוונטית לכימות HER2 בסוגים שונים של דגימות ביולוגיות, כולל מדיום תרבית תאים, סרום ורקמת גידול מוצקה. כאן, אנו מתמקדים בקביעה המקיפה של הקולטן הקשור ומופרש על ידי תאי הסרטן המתורבתים במבחנה . המאמר מציג פרוטוקול שלב אחר שלב לכימות חלבון HER2 שניתן להשתמש בו לבדיקת מגוון קווי תאים, דם ורקמות.
הצלחתם של טיפולים מודרניים קשורה לעתים קרובות לרפואה מדויקת המבוססת על זיהוי מדויק של חולים רגישים לטיפול1. בין הטיפולים הללו ניתן למנות את התרופות האנטי-HER2 המכוונות לקולטן המתבטא יתר על המידה במגוון גידולים, כולל שד, רירית הרחם, קיבה, ריאות ואחרים. מספר תרופות ממוקדות HER2 זמינות עם יתרונות מוכחים בחולים עם סרטן חיובי ל-HER2, כולל HER2-low type2. אישור הסטטוס החיובי ל-HER2 הוא קריטי לזיהוי החולים המגיבים הפוטנציאליים; עם זאת, זה עדיין מאתגר, במיוחד בקבוצה עם HER2 נמוך.
שיטות תקן הזהב במסגרות קליניות, המשמשות באופן שגרתי לבדיקת HER2, כוללות ביטוי חלבון אימונוהיסטוכימיה (IHC) והגברת גנים HER2 על ידי גישות פלואורסצנטיות הכלאה באתרה (FISH). בנוסף, בדיקת Oncotype DX משמשת לביטוי mRNA HER2. ביופסיית רקמות הנדרשת לשיטות אלה הופכת את קביעת זכאות המטופל לטיפול מתאים ואת היענותו הפוטנציאלית לטיפולים לבלתי ודאית. למרות ההנחיות המעודכנות משנת 2018 על ידי האגודה האמריקאית לאונקולוגיה קלינית (ASCO) והמכללה האמריקאית לפתולוגים (CAP) להפחתת השונות בין יחידות הבדיקה, קונקורדנציה HER2 נותרה נושא לשיפור3.
HER2 הוא חבר פרוטו-אונקוגן ממשפחת קולטני גורם הגדילה האפידרמלי (EGFR) שביטוי יתר והפעלה במצבים פתולוגיים מביאים לתוצאה אגרסיבית או תורמים לפרוגנוזה גרועה4. HER2 הוא חלבון מודולרי של 185 kDa המעוגן בקרום התא המכיל טירוזין קינאז ציטופלזמי ותחום חוץ-תאי (ECD). ניתן לשפוך את ה-HER2 ECD מהתאים כדי להשתחרר למטריצה החוץ-תאית5 כחלבון נטול תאים, המסתובב עוד יותר בדם. ביטוי מוגבר של HER2 עשוי לבוא לידי ביטוי ברמה גבוהה יותר של ECD במחזור הדם, המציג סמן ניבוי ופרוגנוסטי בעל ערך 6,7, סמן חלופי לתגובה לטיפול8, או כשיטה משלימה ל-IHC לזיהוי חולים המתאימים לטיפול נגד HER29. עם זאת, האתגר נותר בקביעת המתאם בין ביטוי הגידול HER2 לרמה המערכתית של הקולטן בדם שיכולה להיות בעלת משמעות קלינית.
ניתן לכמת את ה-HER2 ECD ששוחרר באמצעות בדיקת אימונוסורבנט מקושר לאנזים (ELISA)10. הכריך ELISA הוא גישה המשתמשת בשני נוגדנים ספציפיים הקושרים אפיטופים שונים על אותו אנטיגן מטרה. הוא מאפשר מדידה מדויקת של חלבונים מסיסים בחומר הביולוגי הנגיש בקלות על בסיס דם ונוזל (מה שנקרא ביופסיה נוזלית). למרות נוכחותן של בדיקות שאושרו על ידי מינהל המזון והתרופות (FDA), קיימת מחלוקת לגבי התועלת של אבחון HER2 ECD5 וערך החיתוך לעלייה ברמת HER2 בדם. יש צורך במחקר נוסף עם השיטות המתוקפות והספים המקובלים באופן אחיד כדי לאשר את ישימות הבדיקות11.
המרכיבים הקריטיים של כל ELISA הם לכידה (משותק על הצלחת והגדרת הספציפיות והרגישות של הבדיקה) וזיהוי נוגדנים (שנוספו לאחר יישום הדגימות) נוגדנים (איור 1). בדוח זה, אנו מציגים את פרוטוקול ELISA המבוסס על הנוגדנים החד-שבטיים החדשים שפותחו לאחרונה נגד HER2 ECD (mAb) שנוצרו, טוהרו על עמודת זיקה ואופיינו ביסודיות, ומציגים רצפים ייחודיים12. ה-ELISA שפותח המשתמש בנוגדנים מותאמים אישית אלה מראה את התועלת שלו לכימות מדויק של חלבון HER2 הקשור לקרום התא ומשוחרר למדיום תרבית להערכה מקיפה של מצב הקולטן. ניתן להשתמש בבדיקה בבדיקות פרה-קליניות וכדי לתמוך במחקר מתמשך. ביצועי הבדיקה נבדקו עוד על דגימות ביולוגיות ממקורות שונים, כולל סרום והומוגנטים של רקמות12, כדי להראות פוטנציאל בפיתוח מחקר, אבחון וטיפולים חדשניים נגד HER2 בעתיד.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. תרבית תאים סרטניים אנושיים
2. איסוף והכנה של דוגמאות
3. ביצוע סנדוויץ' ELISA לקביעת HER2
איור 1: דיאגרמה סכמטית של זרימת עבודה מפותחת של כריך אנטי-HER2 ELISA. סקירה כללית של השלבים העיקריים בהליך ELISA של כריך. אלה כוללים את השלבים הקריטיים (מודגשים במסגרת אדומה) כמו ציפוי צלחת עם נוגדן אנטי-HER2 לוכד 70.27.58, הוספת דגימות (תקני עקומה, ריקים, דגימות ניסיוניות של ליזאט התא או מדיום התרבית), וקשירה של נוגדן הזיהוי נגד HER2 70.21.73.67. הבדיקה מסתיימת בזיהוי אותות וניתוח נתונים, כאשר האות הקולורימטרי מכומת באמצעות קורא מיקרו-פלטות כדי לקבוע את ריכוז אנטיגן המטרה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: סכמה המציגה את הכנת הפתרונות הסטנדרטיים של עקומת הכיול. דילולים סדרתיים של החלבון הרקומביננטי HER2 מוכנים ליצירת עקומת כיול בטווח ריכוזים של 1.56-100 ננוגרם/מ"ל (בקבוקונים STD 1-STD 7). בנוסף, נכללת דגימת הבקרה השלילית ללא חלבון HER2 (STD 8). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אימות סנדוויץ' ELISA
הבדיקה החדשה שפותחה דורשת הליך אימות. פרמטרי האימות החשובים כוללים גבולות ליניאריות, דיוק וזיהוי, כלומר, גבול זיהוי תחתון (LLOD) וגבול עליון של זיהוי. במאמר הקודם, ביצענו אימות שיטה יסודי. הליניאריות של ELISA נבדקה על ידי שימוש בדגימות הנלעגות עבו?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
בין המרכיבים הקריטיים בבניית סנדוויץ' ELISA, ישנם נוגדנים לוכדים המשותקים על הצלחת ותורמים לספציפיות ולרגישות הבדיקה. בבדיקה שהוצגה, השתמשנו כנוגדן הלוכד את החלבון החד-שבטי החדש (HER2/70.27.58) שנוצר ואפיין בבית. לנוגדנים היה רצף ייחודי של ה-CDR (אזור קובע משלימות), ובהתבסס על הזיק?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
D.L., A.A., A.M., M.S. מצהירים על תמיכה כספית מ-SDS Optic S.A.; A.A, A.M., M.S. מצהירים על בעלות על מניות SDS Optic S.A.
המחקר נתמך על ידי כספים ממענק המרכז הלאומי למחקר ופיתוח STRATEGMEDII/269364/5/NCBR/2015 ומענק האיחוד האירופי, Horizon 2020 SME Instrument מס' 783818.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Biotin labeling kit-NH2 | Abnova | KA0003 | |
Blotting Grade, powdered milk, low in fat | Roth | T145.1 | |
Cell Counting Slides for TC10/TC20 cell Counter, Dual-Chamber | Bio-Rad | 145-0011 | |
Cell Culture Plates | Biologix | 07-6012 | |
Cell Scrapers | Biologix | 70-1250 | |
Centrifuge | Ohaus | 30130868 | |
Class II Biological Safety Cabinet - Telstar Bio II Advance 6 | Telstar | N/A | |
Clear Flat-Bottom 96-Well Plates | Thermo Fisher | 442404 | |
Culture Safe CO2 Incubators - Touch 190S | Leec | N/A | |
Dimethyl sulfoxide | Sigma Aldrich | D2650 | |
DMEM - high glucose | Sigma Aldrich | D0822 | |
ELISA plate reader | BioTek | 800TSUVI | |
FBS Standard, fetal bovine serum | PAN Biotech | P30-19375 | |
Forced circulation laboratory dryer | BINDER | 9090-0018 | |
HRP-Avidin | Thermo Fisher | 43-4423 | |
Human Her2 / ErbB2 Protein, Fc Tag, premium grade | AcroBIOSYSTEMS | HER2-H5253 | |
Immunowash Microplate Washer | Bio-Rad | 170-7009 | |
L-Glutamine solution | Sigma Aldrich | G7513 | |
mAb a-HER2 (clone 70.21.73.67) | SDS Optic | BIO-ABH-2 | |
mAb a-HER2 (clone 70.27.58) | SDS Optic | BIO-ABH-1 | |
MDA-MB-231 Cell line | ATCC | HTB-26 | |
NaHCO3 | POCH | 810530115 | |
NaOH | POCH | BA0981118 | |
Protease Inhibitor Cocktail | Sigma Aldrich | P8340 | |
RIPA Buffer | Sigma Aldrich | R0278 | |
ROTI Fair PBS | Roth | 1111.2 | |
SK-BR-3 [SKBR3] Cell line | ATCC | HTB-30 | |
SK-OV-3 [SKOV-3; SKOV3] Cell line | ATCC | HTB-77 | |
Stop solution 1x | Abcam | ab210900 | |
TC20 Automated Cell Counter | Bio-rad | 1450102 | |
TMB substrate 1x | Abcam | ab210902 | |
Tween-20 | Sigma Aldrich | P9416 | |
Vortex | Ohaus | 30392117 | |
Wave motion shaker | Ohaus | 30391968 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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