Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Метод локализации иммунофлуоресценции in vivo (IVIL) может быть использован для изучения биораспределения антител и антител в vivo для онкологических целей в живых организмах, используя сочетание таргетинга опухоли in vivo и иммунодефицита ex vivo Методы.
Моноклональные антитела (mAbs) являются важными инструментами в выявлении, диагностике и лечении рака. Они используются для распутывания роли белков в опухолевом игенезе, могут быть направлены на раковые биомаркеры, позволяющие выявлять и характеризовать его, и могут быть использованы для терапии рака в качестве mAbs или антител-наркотики, чтобы активировать клетки иммунного эффектора, ингибировать сигнальные пути, или непосредственно убить клетки, несущие конкретный антиген. Несмотря на клинические достижения в разработке и производстве новых и высокоспецифических mAbs, диагностическое и терапевтическое применение может быть нарушено сложностью и неоднородностью микроокружения опухоли. Таким образом, для развития эффективных антител на основе терапии и диагностики, имеет решающее значение для оценки биораспределения и взаимодействия антител на основе конъюгировать с живой микросреды опухоли. Здесь мы описываем In Vivo Иммунофлуоресценция Локализация (IVIL) как новый подход к изучению взаимодействия антител на основе терапии и диагностики в in vivo физиологических и патологических условиях. В этом методе, терапевтические или диагностические антиген-специфические антитела внутривенно вводят в vivo и локализованы ex vivo со вторичным антителом в изолированных опухолях. IVIL, таким образом, отражает in vivo биораспределение антител на основе наркотиков и целевых агентов. Описаны два применения IVIL, оценивающих биораспределение и доступность контрастных агентов на основе антител для молекулярной визуализации рака молочной железы. Этот протокол позволит будущим пользователям адаптировать метод IVIL для своих собственных исследовательских приложений на основе антител.
Моноклональные антитела (mAb) являются крупными гликопротеином (приблизительно 150 кДа) суперсемейства иммуноглобулина, которые выделяются В-клетками и имеют первичную функцию в иммунной системе для выявления и либо ингибирования биологической функции, либо знака для разрушение, бактериальных или вирусных патогенов, и может распознать ненормальное выражение белка на раковых клетках1. Антитела могут иметь чрезвычайно высокое сродство к их специфическим эпитопов вплоть до фемтомолярных концентраций, что делает их весьма перспективными инструментами в биомедицине2. С развитием технологии гибридомы Мильштейном и Кёлером (награжден Нобелевской премией в 1984 году), производство mAbs стало возможным3. Позже, человеческие mAbs были созданы с использованием технологии фагового дисплея или трансгенных штаммов мыши и революционизировали их использование в качестве новых исследовательских инструментов и терапевтических средств4,5.
Рак является проблемой здравоохранения во всем мире и основной причиной смерти, создающих необходимость новых подходов к профилактике, выявлению и терапии6. На сегодняшний день mAbs позволили вывести из роли генов и их белков в tumorigenesis и, когда направлены против рака биомаркеров, может позволить обнаружение опухоли и характеристики для стратификации пациента. Для терапии рака, биспецифические mAbs, антитела-наркотики конъюгирует, и меньше фрагменты антител разрабатываются в качестве терапии, и для целевой доставки наркотиков для повышения терапевтической эффективности7. Кроме того, антитела служат для биомаркера ориентации контрастных агентов для молекулярных методов визуализации, таких как флуоресцентная хирургия, фотоакустическая (PA) визуализация, ультразвуковая (US) молекулярная визуализация, и клинически используемые позитронное излучение томография (ПЭТ) или однофотонные эмиссионные компьютерная томография (SPECT)8. Наконец, антитела также могут быть использованы в качестве тераностических агентов, позволяющих стратификации пациентов и мониторинга ответов для целевых методов лечения9. Таким образом, новые mAbs начинают играть важную роль в выявлении рака, диагностике и лечении.
Несмотря на критические достижения в разработке и производстве новых и высокоспецифических mAbs, диагностическое и терапевтическое применение может оказаться неэффективным из-за сложности опухолевой среды. Взаимодействия антител зависят от типа эпитопа,т.е. ли это линейное или конформационное10. В дополнение к признанию антигенов, антитела должны преодолеть естественные барьеры, такие как стенки сосудов, базальные мембраны, и строма опухоли для достижения целевых клеток, выражающих антиген. Антитела взаимодействуют с тканью не только через переменный фрагмент антигена связывания (Fab) домена, но и через постоянный кристаллический фрагмент (Fc), который далее приводит к вне участка взаимодействия11. Ориентация также осложняется неоднородным выражением опухолевых маркеров по всей опухолевой массе и неоднородности в опухолевой васкуляризации и лимфатической системы12,13. Кроме того, микроокружение опухоли состоит из связанных с раком фибробластов, которые поддерживают опухолевые клетки, опухолевые иммунные клетки, которые подавляют противоопухолевые иммунные реакции, и опухолевый эндотелий, который поддерживает транспортировку кислорода и питательных веществ, все которые мешают проникновению, распространению и доступности антител на основе терапии или диагностики. В целом, эти соображения могут ограничить терапевтическую или диагностическую эффективность, уменьшить реакцию на лечение, и может привести к устойчивости к опухоли.
Поэтому для развития эффективных антител на основе терапии и диагностики, имеет решающее значение для оценки биораспределения и взаимодействия антител на основе конъюгировать в микроокружении опухоли. В настоящее время в доклинических исследованиях экспрессия маркеров в моделях исследования опухолей анализируется ex vivo по иммунофлуоресценции (ИФ) окрашивания опухолевых секций14. Стандартное окрашивание ЕСЛИ выполняется с первичными маркерными антителами, которые затем подчеркиваются вторичными флуоресцентно помеченными антителами на ломтиках опухолевой ткани ex vivo, которые были выделены от животного. Этот метод подчеркивает статическое расположение маркера во время фиксации тканей и не дает представления о том, как антитела на основе терапии или диагностики могут распространять или взаимодействовать в физиологических условиях. Молекулярная визуализация по ПЭТ, SPECT, США, и PA может предоставить информацию о антитела химки-конъюгированный контрастный агент распределения в живых доклинических моделей8,15. Поскольку эти методы визуализации являются неинвазивными, продольные исследования могут быть выполнены и чувствительные к времени данные могут быть собраны с минимальным количеством животных в группе. Однако эти неинвазивные подходы к молекулярной визуализации недостаточно чувствительны и не имеют достаточного разрешения для локализации распределения антител на клеточном уровне. Кроме того, физические и биологические характеристики первичного антитела могут быть резко изменены путем спряжения контрастного агента16.
Для того, чтобы принять in vivo физиологических и патологических условий во внимание, как антитела на основе терапии и диагностики взаимодействуют в опухолевой среде и получить высокое разрешение клеточной и даже суб-клеточной распределения профили неконъюгированных антител, мы предлагаем if подход, считается В Иво иммунофлуоресценции Локализация (IVIL), в котором антиген-специфические антитела внутривенно вводятся в vivo. Антитела на основе терапевтических или диагностических, действуя в качестве основного антитела, циркулирует в функциональных кровеносных сосудов и связывается с его целевой белок в высокоточной, живой среде опухоли. После изоляции опухолей с первичными антителами, вторичное антитело используется для локализации накопленных и сохраненных конъюгатов антител. Этот подход аналогичен ранее описанного подхода IF гистологии инъекционных флуоресцентно помеченных антител17. Хотя здесь, использование неконъюгированных антител позволяет избежать потенциального изменения в характеристиках биораспределения, вызванных модификацией антител. Кроме того, применение ex vivo флуоресцентных вторичных антител позволяет избежать возможной потери сигнала флуоресценции во время сбора и обработки тканей и обеспечивает усиление интенсивности флуоресценции. Наш подход к маркировке отражает биораспределение в vivo антител на основе лекарств и целевых агентов и может обеспечить важную информацию для разработки новых диагностических и терапевтических агентов.
Здесь мы описываем два применения метода IVIL, применяемых в предыдущих исследованиях, исследующих биораспределение и доступность контрастных агентов на основе антител для молекулярной визуализации подходов к обнаружению рака молочной железы. Во-первых, биораспределение антител ближнего инфракрасного красителя конъюгированных (анти-B7-H3 антитела связаны с ближней инфракрасной флуоресценции красителя, индоцианин зеленый, B7-H3-ICG) и изотип ный агент управления (Iso-ICG) для флуоресценции и фотоакустических молекулярных изображение исследуется18. Метод этого приложения описан в протоколе. Далее, результаты биораспределения конформистски чувствительных антител к нетрин-1, как правило, не обнаруживаемые с помощью традиционных IF изображений, используемых с ультразвуковой молекулярной визуализации, количественно и представлены в репрезентативных результатах19. В конце этого протокола документ, читатели должны чувствовать себя комфортно принятия метода IVIL для своих собственных антител на основе научно-исследовательских приложений.
Все описанные здесь методы были одобрены Институциональной административной группой по лабораторному уходу за животными (APLAC) Стэнфордского университета.
1. Трансгенная модель мыши развития рака молочной железы
2. Внутривенная инъекция специфических и неспецифических антител
3. Сбор и подготовка опухолевых тканей мишени
4. Протокол окрашивания Ex vivo
ПРИМЕЧАНИЕ: Для количественного сравнения флуоресцентных микроскопических изображений все слайды окрашены в то же время с теми же подготовленными решениями.
5. Конфокальная микроскопическая визуализация и количественный анализ изображений
ПРИМЕЧАНИЕ: Подготовка конфокального микроскопа и параметров изображения будет зависеть от используемой конфокальной системы. Микроскоп, используемый здесь, был приобретен на коммерческой цене (например, система «Зейсс ЛСМ 510 Мета»), а связанное с ним программное обеспечение для приобретения использовалось (например, дзэн 2009). Тем не менее, многие из этих шагов будут применяться к любой конфокальный микроскоп и взять на себя основные знания конфокальной микроскопии.
Метод IVIL был использован здесь для изучения биораспределения in vivo и взаимодействия тканей B7-H3-ICG и Iso-ICG, позволяя агентам после внутривенной инъекции в живое животное взаимодействовать с целевой тканью в течение 96 ч, а затем, как только ткани собраны, чтобы выступать в к...
Этот метод имеет несколько важных шагов и требует потенциальных изменений для обеспечения успешной реализации. Во-первых, дозировка и сроки антитела / антитела конъюгированных внутривенных инъекций должны быть адаптированы к конкретному применению. Как правило, дозы должны быть испо?...
Авторам нечего раскрывать.
Мы благодарим д-ра Эндрю Олсона (Стэнфордская служба микроскопии) за обсуждения и использование оборудования. Мы благодарим д-ра Juergen К. Виллманн за его наставничество. Это исследование было поддержано грантом NIH R21EB022214 (KEW), грантом на обучение NIH R25CA118681 (KEW) и NIH K99EB023279 (KEW). Служба микроскопии нейронауки в Стэнфорде была поддержана NIH NS069375.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Animal Model | |||
FVB/N-Tg(MMTV-PyMT)634Mul/J | The Jackson Laboratory | 002374 | Females, 4-6 weeks of age |
Animal Handling Supplies | |||
27G Catheter | VisualSonics | Please call to order | Vevo MicroMarker Tail Vein Access Cannulation Kit |
Alcohol Wipes | Fisher Scientific | 22-246073 | |
Gauze Sponges (4" x 4" 16 Ply) | Cardinal Health | 2913 | |
Heat Lamp | Morganville Scientific | HL0100 | |
Isoflurane | Henry Schein Animal Health | 29404 | |
Ophthalmic Ointment | Fisher Scientific | NC0490117 | |
Surgical Tape | 3M | 1530-1 | |
Tissue Collection | |||
Disposable Base Molds | Fisher Scientific | 22-363-556 | |
Optimal Cutting Temperature (OCT) Medium | Fisher Scientific | 23-730-571 | |
Surgical London Forceps | Fine Science Tools | 11080-02 | |
Surgical Scissors | Fine Science Tools | 14084-08 | |
Antibodies | |||
AlexaFluor-488 goat anti-rat IgG | Life Technologies | A-11006 | |
AlexaFluor-546 goat anti-rabbit IgG | Life Technologies | A-11010 | |
AlexaFluor-594 goat anti-human IgG | Life Technologies | A11014 | |
Human IgG Isotype Control | Novus Biologicals | NBP1-97043 | |
Humanized anti-netrin-1 antibody | Netris Pharma | contact@netrispharma.com | |
Rabbit anti-Mouse CD276 (B7-H3) | Abcam | ab134161 | EPNCIR122 Clone |
Rat anti-Mouse CD31 | BD Biosciences | 550274 | MEC 13.3 Clone |
Reagents | |||
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A2153-50G | |
Clear Nail Polish | Any local drug store | ||
Indocyanine Green - NHS | Intrace Medical | ICG-NHS ester | |
Mounting Medium | ThermoFisher Scientific | TA-006-FM | |
Normal Goat Serum | Fisher Scientific | ICN19135680 | |
Paraformaldehyde (PFA) | Fisher Scientific | AAJ19943K2 | |
Sterile Phosphate Buffered Saline (PBS) | ThermoFisher Scientific | 14190250 | |
Triton-X 100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
Supplies | |||
Adhesion Glass Slides | VWR | 48311-703 | |
Desalting Columns | Fisher Scientific | 45-000-148 | |
Glass Cover Slips | Fisher Scientific | 12-544G | |
Hydrophobic Barrier Pen | Ted Pella | 22311 | |
Microcentrifuge Tubes | Fisher Scientific | 05-402-25 | |
Slide Staining Tray | VWR | 87000-136 | |
Software | |||
FIJI | LOCI, UW-Madison. | Version 4.0 | https://fiji.sc/ |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены