Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Мы представляем валидированный сэндвич-тест ИФА с использованием новых моноклональных антител против HER2. Этот анализ позволяет точно количественно определить связанный с клетками и высвобожденный белок HER2 из культивируемых in vitro клеток и других образцов, включая кровь и ткани.
Рецептор эпидермального фактора роста человека 2 (HER2) является хорошо известным маркером рака. Он стал очень успешной диагностической и терапевтической мишенью, особенно при раке молочной железы и других типах рака, экспрессирующих HER2. В клинике для измерения уровня экспрессии мембраносвязанного рецептора используются стандартные иммуногистохимические методы диагностики с использованием специфических анти-HER2 антител. Растворимый внеклеточный домен (ECD) HER2, который высвобождается из сверхэкспрессирующих клеток, циркулирует в крови и может отражать тканевую экспрессию рецептора. Существует потребность в точных и валидированных анализах для корреляции концентрации циркулирующего белка HER2 с клиническими проявлениями заболевания.
Наша команда разработала и валидировала новый иммуноферментный анализ (ИФА) для количественной оценки мембраносвязанного и высвобождаемого из клеток ECD-домена HER2. В анализе используются два уникальных моноклональных антитела, специфичных к HER2, разработанных ранее. Диапазон количественного определения включает концентрацию HER2 в диапазоне от 1,56 до 100 нг/мл, которая ожидаема для раковых клеток, культивируемых in vitro, и показывает чувствительность на уровне 0,5 нг/мл. Удовлетворительная внутри- и межанализная точность и аккуратность метода делают его применимым для количественного определения HER2 в различных типах биологических образцов, включая среду для культивирования клеток, сыворотку и солидную опухолевую ткань. Здесь мы сосредоточимся на комплексном определении рецептор-ассоциированных и секретируемых культивируемыми раковыми клетками in vitro . В статье представлен пошаговый протокол количественной оценки белка HER2, который может быть использован для тестирования различных клеточных линий, крови и тканей.
Успех современной терапии часто связан с прецизионной медициной, основанной на точнойидентификации пациентов, чувствительных к терапии. Среди этих методов лечения есть анти-HER2 препараты, нацеленные на рецептор, сверхэкспрессирующийся при различных опухолях, включая рак молочной железы, эндометрий, желудок, легкие и другие. Доступны несколько агентов, нацеленных на HER2, с подтвержденными преимуществами у пациентов с HER2-положительным раком, включая HER2-низкий тип2. Подтверждение HER2-положительного статуса имеет решающее значение для идентификации потенциальных ответивших пациентов; тем не менее, это остается проблемой, особенно в группе с низким уровнем HER2.
К золотым стандартным методам в клинических условиях, обычно используемым для тестирования HER2, относятся иммуногистохимическая экспрессия белка (ИГХ) и амплификация гена HER2 методами флуоресцентной гибридизации in situ (FISH). Кроме того, для экспрессии мРНК HER2 используется анализ Oncotype DX. Биопсия ткани, необходимая для этих методов, делает неопределенным определение права пациента на соответствующее лечение и его потенциальную реакцию на терапию. Несмотря на обновленные рекомендации 2018 года Американского общества клинической онкологии (ASCO) и Коллегии американских патологов (CAP) по снижению вариабельности между единицами тестирования, согласованность HER2 остается предметом для улучшения3.
HER2 является протоонкогеном, входящим в семейство рецепторов эпидермального фактора роста (EGFR), чрезмерная экспрессия и активация которых при патологических состояниях приводят к агрессивному исходу или способствуют неблагоприятному прогнозу4. HER2 представляет собой модульный белок с массой 185 кДа, закрепленный в клеточной мембране, который содержит цитоплазматическую тирозинкиназу и внеклеточный домен (ECD). HER2 ECD может выделяться из клеток и высвобождаться во внеклеточный матрикс5 в виде бесклеточного белка, далее циркулируя в крови. Повышенная экспрессия HER2 может отражаться в более высоком уровне циркулирующего ECD, представляя собой ценный прогностический и прогностический маркер 6,7, суррогатный маркер ответа на лечение8, или в качестве дополнительного метода к ИГХ для выявления пациентов, подходящих для лечения анти-HER29. Тем не менее, остается проблемой установление корреляции между экспрессией HER2 опухоли и системным уровнем рецептора в крови, которая могла бы иметь клиническое значение.
Высвобожденный HER2 ECD может быть количественно определен с помощью иммуноферментного анализа (ИФА)10. Сэндвич-ИФА — это подход, в котором используются два специфических антитела, связывающих разные эпитопы на одном и том же антигене-мишени. Он позволяет точно измерять солюбилизированные белки в легкодоступном биологическом материале на основе крови и жидкости (так называемая жидкая биопсия). Несмотря на наличие анализов, одобренных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), существуют разногласия по поводу полезности диагностики HER2 ECD5 и порогового значения для повышенного уровня HER2 в крови. Необходимы дополнительные исследования с использованием валидированных методов и единообразно принятых пороговых значений для подтверждения применимости анализов11.
Важнейшими компонентами любого иммуноферментного анализа являются антитела (иммобилизованные на планшете и определяющие специфичность и чувствительность анализа) и обнаруживающие антитела (добавляемые после применения образцов) (Рисунок 1). В этом отчете мы представляем протокол ИФА, основанный на недавно разработанных новых моноклональных антителах (mAb) против HER2 ECD, которые были получены, очищены на аффинной колонке и тщательно охарактеризованы, а также представляют уникальные последовательности12. Разработанный ИФА, в котором используются эти специальные антитела, показывает свою полезность для точного количественного определения белка HER2, связанного с клеточной мембраной и высвобождаемого в культуральную среду для всесторонней оценки статуса рецептора. Анализ может быть использован в доклинических испытаниях и для поддержки текущих исследований. Эффективность анализа была дополнительно проверена на биологических образцах различного происхождения, включая гомогенаты сыворотки и тканей12, чтобы продемонстрировать потенциал в развитии исследований, диагностики и новых методов лечения анти-HER2 в будущем.
1. Культивирование раковых клеток человека
2. Сбор и подготовка образцов
3. Проведение сэндвич-ИФА для определения HER2
Рисунок 1: Принципиальная схема разработанного рабочего процесса анти-HER2 сэндвич-ИФА. Обзор ключевых этапов процедуры сэндвич-ИФА. К ним относятся критические этапы (выделены красной рамкой), такие как покрытие пластины захватывающим анти-HER2 антителом 70.27.58, добавление образцов (стандартов кривой, бланка, экспериментальных образцов клеточных лизатов или питательной среды) и связывание детектирующего анти-HER2 антитела 70.21.73.67. Анализ завершается обнаружением сигнала и анализом данных, где колориметрический сигнал количественно оценивается с помощью считывателя микропланшетов для определения концентрации целевого антигена. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 2: Схема представления подготовки калибровочной кривой стандартных растворов. Серийные разведения рекомбинантного белка HER2 подготавливают для получения калибровочной кривой в диапазоне концентраций 1,56-100 нг/мл (флаконы STD 1-STD 7). Кроме того, включается отрицательный контрольный образец без белка HER2 (STD 8). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Валидация ИФА для сэндвичей
Недавно разработанный анализ требует процедуры валидации. Важными параметрами валидации являются линейность, точность и пределы обнаружения, т. е. нижний предел обнаружения (LLOD) и верхний предел обнаружения. В предыдущей статье ...
Среди критических компонентов при построении сэндвич-ИФА выделяют захватывающие антитела, которые иммобилизуются на планшете и способствуют специфичности и чувствительности анализа. В представленном анализе мы использовали в качестве захватывающего антитела нов?...
D.L., A.A., A.M., M.S. заявляют о финансовой поддержке со стороны SDS Optic S.A.; A.A, A.M., M.S. заявляют о праве собственности на акции SDS Optic S.A.
Исследование было поддержано грантом Национального центра исследований и разработок STRATEGMEDII/269364/5/NCBR/2015 и грантом ЕС Horizon 2020 SME Instrument No 783818.
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 |
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