* These authors contributed equally
Aqui apresentamos um protocolo para a medição do comprimento relativo dos telômeros (TL) usando o ensaio de reação em cadeia da polimerase quantitativa multiplex monocromática (MMqPCR). O ensaio MMqPCR é um método repetível, eficiente e econômico para medir a LT do DNA humano em estudos populacionais.
Os telômeros são estruturas ribonucleoproteicas no final de todos os cromossomos eucarióticos que protegem o DNA de danos e preservam a estabilidade cromossômica. O comprimento dos telômeros (TL) tem sido associado a várias exposições, processos biológicos e resultados de saúde. Este artigo descreve o protocolo de ensaio de reação em cadeia da polimerase quantitativa multiplex monocromática (MMqPCR) conduzido rotineiramente em nosso laboratório para medir a TL média relativa do DNA humano. Existem vários métodos diferentes de medição de LT baseados em PCR, mas o protocolo específico para o método MMqPCR apresentado nesta publicação é repetível, eficiente, econômico e adequado para estudos de base populacional. Este protocolo detalhado descreve todas as informações necessárias para que os investigadores estabeleçam este ensaio em seu laboratório. Além disso, este protocolo fornece etapas específicas para aumentar a reprodutibilidade da medição de TL por este ensaio, definido pelo coeficiente de correlação intraclasse (ICC) em medições repetidas da mesma amostra. O CCI é um fator crítico na avaliação do poder esperado para uma população de estudo específica; como tal, relatar ICCs específicos de coorte para qualquer ensaio de LT é uma etapa necessária para aumentar o rigor geral dos estudos populacionais de LT. Exemplos de resultados utilizando amostras de DNA extraídas de células mononucleares do sangue periférico demonstram a viabilidade de gerar dados TL altamente repetíveis usando este protocolo MMqPCR.
Os telômeros são complexos protetores encontrados no final de todos os cromossomos eucarióticos, compostos por sequências de DNA repetitivas e altamente conservadas e proteínas associadas. O telômero protege a integridade do DNA, preservando a estabilidade cromossômica. O encurtamento progressivo dos telômeros ocorre na divisão das células como resultado da síntese incompleta de DNA de fita retardada, danos ao DNA e outros fatores 1,2. O aumento das evidências que apóiam o comprimento dos telômeros (LT) como um biomarcador de envelhecimento e doenças relacionadas à idade ao longo da vida humana foi acompanhado por um aumento nos tipos de ensaios de medição de TL utilizados para avaliar o papel da LT em estudos de exposição humana, doença e saúde 3,4,5. Metanálises relataram associações de LT com mortalidade geral, exposições ambientais e desfechos de saúde, incluindo câncer, doenças cardiovasculares e diabetes 6,7,8,9,10,11,12,13 . Essas meta-associações derivam de estudos que utilizam uma das mais de duas dúzias de diferentes metodologias de medição de TL, onde os pontos fortes das associações tendem a variar entre diferentes metodologias 14,15,16. Selecionar o método ideal de medição de LT para um estudo de pesquisa é uma etapa crucial para garantir resultados precisos, pois cada método possui suas próprias vantagens e desvantagens 5,17.
Devido ao custo relativamente baixo dos reagentes, rápido retorno do ensaio, escalabilidade e menor necessidade inicial de DNA, as técnicas de medição de TL baseadas em PCR são frequentemente utilizadas preferencialmente na realização de estudos com grandes populações de amostras, estudos com acesso limitado a amostras com altas concentrações de DNA ou estudos que priorizam alto rendimento. O primeiro método de medição de TL baseado em PCR, a reação em cadeia da polimerase quantitativa singleplex (qPCR) originalmente desenvolvida por Richard Cawthon, utiliza a razão dos sinais de fluorescência do telômero (T) e amplificação do gene de cópia única (S), executados em placas de PCR separadas18. Nesta abordagem, primers complementares às sequências repetidas de DNA dos telômeros (T) são usados para amplificar o conteúdo total de DNA telomérico na amostra e quantificados pela detecção do repórter fluorescente SYBR green. Da mesma forma, primers complementares a uma região intergênica de um gene conservado de cópia única (S) são usados para quantificar o número de cópias do genoma. Essas duas estimativas são quantificadas em relação a uma curva padrão de DNA genômico utilizada em todos os ensaios em um projeto para controlar a variação placa a placa. A divisão do DNA telomérico total (T) pelo número de cópias do genoma único (S) produz a razão T / S, uma medida relativa sem unidade que representa o conteúdo telomérico médio por célula para uma amostra de DNA individual18 , 19 . Assim, a relação T/S não é uma medida específica do comprimento funcional; no entanto, de acordo com as normas da literatura, utilizamos o termo TL médio por amostra em todo este protocolo.
Este método foi desenvolvido em 2009, quando Richard Cawthon descreveu o ensaio de qPCR multiplex monocromático (MMqPCR) como uma abordagem para reduzir potencialmente a variabilidade na relação T/S em relação ao método original de qPCR singleplex19. O ensaio MMqPCR possui os benefícios do ensaio qPCR com a vantagem adicional de medir os sinais T e S dentro do mesmo poço de reação usando um fluoróforo de relatório, diminuindo assim o erro em relação ao qPCR singleplex e resultando em maior precisão e reprodutibilidade19. Além disso, esse método multiplex reduz potencialmente os custos e aumenta o rendimento, uma vez que metade das reações são necessárias em comparação com o ensaio singleplex19.
Dadas as vantagens da medição de LT MMqPCR, este método é adequado para estudos populacionais de associações de LT com exposições, resultados de saúde e processos biológicos. No entanto, iniciar o método pode ser um desafio. Para enfrentar esses desafios, descrevemos, em detalhes, o protocolo de medição MMqPCR TL utilizado em nosso laboratório, destacando as principais etapas implementadas para aumentar a precisão do ensaio, diminuir o risco de contaminação e melhorar a repetibilidade.
Além disso, esse protocolo descreve etapas para limpeza de dados e cálculo do coeficiente de correlação intraclasse (CCI), uma importante medida estatística da reprodutibilidade das medidas de LT2. Com nossos resultados representativos, demonstramos a capacidade de gerar altos ICCs usando este protocolo. Além disso, identificamos o controle de qualidade (CQ) e as etapas de solução de problemas que devem diminuir a variação nas medições de TL e aumentar o ICC resultante. Devido à alta repetibilidade, eficiência e custo-benefício deste método, a medição de TL MMqPCR é ideal para pesquisas epidemiológicas de LT. A Figura 1 fornece uma visão geral do método MMqPCR conforme descrito neste protocolo.
Figura 1: Visão geral do método. Uma ampla visão geral do método de reação em cadeia da polimerase quantitativa multiplex monocromática para medir o comprimento dos telômeros. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Esta pesquisa foi realizada em conformidade com as diretrizes institucionais. Este protocolo descreve o ensaio MMqPCR conduzido a uma profundidade de medição de triplicatas duplicadas, ou seja, medições triplicadas de cada amostra repetidas em placas duplicadas, implementadas usando dois termocicladores simultaneamente para aumentar o rendimento. O uso de placas duplicadas é uma consideração primordial feita na implementação deste protocolo para alcançar alta reprodutibilidade, conforme indicado por altos ICCs. Embora seja possível usar menos repetições, o impacto no ICC e, subsequentemente, o poder e o tamanho da amostra necessários, precisam ser cuidadosamente considerados e medidos com cada coorte por cada laboratório 20,21. Se apenas um termociclador estiver disponível, sugerimos manter a profundidade de medição (ou seja, triplicados duplicados) e executar 2 placas sequencialmente.
1. Condições de preparação e armazenamento de estoque
Tabela 1: Volumes finais e concentrações de reagentes. Volumes e concentrações de reagentes em alíquotas individuais, master mix e em alvéolos de PCR. Clique aqui para baixar esta tabela.
Tabela 2: Sequências de primers de oligonucleotídeos de telômeros e genes de cópia única. Lista das sequências de primers do gene de cópia única dos telômeros e da albumina usadas na metodologia. Clique aqui para baixar esta tabela.
2. Extração de DNA genômico e preparação de amostras
Tabela 3: Organização das amostras e padrão de controle em placa. Localização de todas as amostras e padrões em uma placa de PCR de 96 poços. Clique aqui para baixar esta tabela.
3. Preparação da mistura mestra de MMqPCR
4. Preparação de placa de 96 poços
Figura 2: Processo de enchimento de placas. (A) Se optar por preencher colunas ímpares primeiro, esta é a ordem em que os poços são preenchidos. (B) Se optar por preencher colunas pares primeiro, esta é a ordem em que os poços são preenchidos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Layout da placa. A tira de PCR A, a tira B, a tira C e a tira de curva padrão (SC) devem ser usadas para preencher três colunas em cada placa para produzir triplicados duplicados de cada amostra e diluição padrão. Este diagrama mostra qual das colunas deve ser preenchida com cada faixa. A placa dois é virada 180° (observe que os cabeçalhos das colunas e linhas estão de cabeça para baixo) antes do carregamento, mas a placa é preenchida de forma idêntica à placa um, eliminando possíveis erros de pipetagem e ainda controlando os efeitos de posição nas placas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
5. Termociclagem MMqPCR
Figura 4: Perfil de termociclagem do ensaio MMqPCR. Protocolo MMqPCR criado no software de acordo com o protocolo original de termociclagem19. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
6. Análise de dados de MMqPCR
Figura 5: Configuração de placa baseada em software. (A) Configuração de placa baseada em software para uma placa P1 após concluir as etapas 6.2-6.4. (B) Configuração de chapa baseada em software para uma chapa P2 após concluir as etapas 6.2 a 6.4. Os IDs de amostra e padrão não estão alinhados entre as duas placas CFX devido à maneira como o software atribui IDs de amostra com base na posição do poço (ou seja, a amostra CFX 1 em P1 é a amostra CFX 24 em P2). O modelo do Excel fornecido no Arquivo Suplementar 1 leva isso em consideração, garantindo que as medições entre placas feitas na mesma amostra biológica estejam devidamente alinhadas umas com as outras Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6: Curvas padrão para amplicons deelômeros t e albumina. (A) Esta curva padrão é do amplicon de telômeros P1 do conjunto de dados de resultados representativos. Um padrão foi removido porque não atendia aos critérios de CQ. (B) Esta curva padrão é do amplicon de albumina P2 do conjunto de dados de resultados representativos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7: Telômeros e amplificadores de genes de cópia única. (A) Amplificação dos telômeros e (B) amplificação do gene da albumina de amostras relatadas em resultados representativos exibidos no software. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
7. Relatório de dados MMqPCR
Os resultados apresentados na Tabela 4 e na Tabela 5 oferecem um exemplo de medições de TL altamente repetíveis obtidas seguindo o protocolo. Para esses resultados, o DNA foi extraído de 24 amostras de células mononucleares do sangue periférico (PBMC) usando um kit comercial de acordo com as diretrizes dos fabricantes. Essas 24 amostras foram executadas em duas placas de 96 poços. Todas as amostras de DNA foram verificadas quanto à qualidade por meio de espectrofotômetro e fluorômetro, usando a proporção média de 260/280, proporção média de 260/230 e concentração de dsDNA para determinar a elegibilidade do ensaio e o fator de diluição da amostra (Tabela 6). A Tabela 6 também destaca a importância de quantificar a concentração de dsDNA, que pode diferir da concentração de DNA medida usando um espectrofotômetro. Essa variabilidade é resultado de diferentes abordagens de quantificação. Especificamente, o espectrofotômetro deriva a concentração de DNA com base na absorção a 280 nm e é suscetível a flutuações devido a contaminantes (por exemplo, proteína, sal, etc.) que afetam as leituras de absorbância. Por outro lado, as concentrações de dsDNA medidas usando um fluorômetro são determinadas pela fluorescência de um corante que se liga especificamente ao dsDNA e, como tal, presume-se que seja um reflexo mais preciso do conteúdo de DNA. As amostras de DNA experimentaram até três ciclos de congelamento e descongelamento antes da análise de TL MMqPCR. O DNA de controle foi criado a partir de extrações de DNA agrupadas de PBMCs de um indivíduo, que foi usado para criar uma diluição serial de sete pontos de 2 ng / μL a 0,0313 ng / μL de DNA. As curvas padrão independentes criadas para a Etapa 9 da PCR (amplicon dos telômeros) e Etapa 12 (amplicon do gene de cópia única, albumina neste protocolo) são apresentadas na Figura 6A,B. Os ensaios foram executados em um sistema comercial de detecção de PCR em tempo real, que gerou uma curva de fusão que mostra os produtos individuais do amplicon sendo produzidos em temperaturas distintas, conforme visto na Figura 8.
Tabela 4: Dados de saída da medição de MMqPCR para resultados representativos ideais. Razões T/S médias, DPs, CVs e TL com pontuação Z para 24 amostras. Clique aqui para baixar esta tabela.
Tabela 5: Saída de dados do comprimento dos telômeros. Os dados brutos do ensaio MMqPCR são analisados no software e, em seguida, adicionados ao modelo de planilha anexado como Arquivo Suplementar 1 para análise posterior e controle de qualidade. Esta planilha de saída do modelo TL apresenta um resumo dos dados, exibindo IDs de amostra, TLs médios, SDs e CVs para cada amostra em ambas as placas. Clique aqui para baixar esta tabela.
Tabela 6: Métricas de qualidade de DNA de espectrofotômetro e fluorômetro para resultados de amostra. Dados de controle de qualidade da análise do espectrofotômetro duplicado e medição do fluorômetro singular do dsDNA e de quaisquer contaminantes por amostra. Clique aqui para baixar esta tabela.
Figura 8: Exemplo de curva de fusão. Curva de fusão para dados de amostra conforme gerados no software. O pico anterior ~ 80 ° C representa o amplicon dos telômeros e o pico secundário a ~ 89 ° C representa o amplicon de albumina. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Para este projeto, a eficiência média dos telômeros foi de 98,6% com um intervalo de 90,7 a 102,1 e a eficiência média da albumina foi de 102,3% com um intervalo de 93,6 a 108,2 em todas as execuções. Houve uma média de 0,97 repetições removidas das curvas padrão, o que atende aos critérios de CQ deste protocolo. A média da VC interplacas foi de 1,83% com um DP de 0,00616 e a média da VC intraplaca foi de 3,78% com um DP de 0,00658. As TLs médias para essas amostras representativas são apresentadas na Tabela 4 e na Tabela 5. A média de TL foi de 1,37 com DP de 0,24 e variação de 0,84 a 2,32. A relação T/S, DP, CV e TL com escore Z por amostra estão listadas na Tabela 4. Como a saída da relação T/S do ensaio MMqPCR é uma medida relativa de TL, as proporções foram transformadas neste escore Z para permitir a comparação entre os estudos. O ICC para este projeto foi calculado usando o script R, conforme descrito pelas diretrizes TRN encontradas no Arquivo Suplementar 2, contabilizando os efeitos de lote e execução20. Para calcular o ICC intra-projeto, executamos novamente 10% das amostras aprovadas, certificando-nos de preencher as placas ICC com pelo menos uma amostra de cada placa da coorte. O ICC geral do projeto de 0,801 [IC: 0,703, 0,86] indica a alta reprodutibilidade dos resultados da LT.
Nem todos os resultados serão ótimos. Os resultados na Figura 9 e na Tabela 7 mostram resultados abaixo do ideal do ensaio MMqPCR. A Figura 9 exibe uma curva padrão com uma eficiência de telômero abaixo de 90%, que está abaixo dos padrões de CQ, exigindo que toda a placa seja repetida. Problemas com eficiências de primer geralmente são devidos a um problema com reagentes, por isso é importante rastrear as datas em que os reagentes são aliquotados e quando eles expiram como um primeiro passo para determinar qual reagente é responsável pela baixa eficiência. Os reagentes vencidos devem ser substituídos antes que a placa seja executada novamente. A Tabela 7 exibe uma placa que passou nos critérios iniciais de CQ em nível de amostra, mas tem um alto nível de variabilidade entre as placas, levando à falha de CQ em nível de placa. A variação entre as placas geralmente se deve a erros nas técnicas de pipetagem e enchimento de placas. Nesse caso, o técnico deve avaliar quaisquer problemas ocorridos durante a configuração da placa e garantir que as pipetas estejam calibradas.
Figura 9: Resultados abaixo do ideal. Essa curva padrão exibida no software não passou no controle de qualidade, uma vez que a eficiência de amplificação para o primer telômero, foi inferior a 90%. A imagem é de P1, mas P2 teve eficiências igualmente baixas. Os dados dessa execução não puderam ser usados e todas as amostras precisaram ser executadas novamente após a substituição do reagente causal que estava vencido. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Tabela 7: Resultados abaixo do ideal. A tabela exibe o modelo de dados de telômero para uma execução em que muitas das amostras não atenderam aos padrões de CQ. As amostras que precisavam ser executadas novamente foram determinadas com base nos valores CV e, em seguida, o nome da amostra foi alterado para uma fonte vermelha para facilitar a identificação. Clique aqui para baixar esta tabela.
Arquivo suplementar 1: Modelo de planilha de dados de telômero. Clique aqui para baixar este arquivo.
Arquivo Suplementar 2: Cálculo do ICC. Este protocolo foi criado pela Telomere Research Network (TRN). Este arquivo foi modificado de20. Clique aqui para baixar este arquivo.
Arquivo Suplementar 3: Diretrizes de relatórios TRN. Clique aqui para baixar este arquivo.
O método de medição de LT mais comumente usado em estudos populacionais maiores, antes de 2002, foi a análise de Southern blot de comprimentos de fragmentos de restrição terminal (TRF)24,25. O TRF, apesar de fornecer excelente precisão e reprodutibilidade em laboratórios especializados, é limitado em aplicabilidade devido à quantidade e qualidade do DNA necessário e ao rendimento limitado, fornecendo assim o pano de fundo para o aumento da utilização de ensaios TL baseados em qPCR e, posteriormente, o ensaio MMqPCR. O método MMqPCR TL fornece medição de TL repetível quando configurado, otimizado e mantido com atenção cuidadosa a cada critério de CQ. O cálculo e o relatório do ICC específico para cada coorte analisada são necessários para garantir a confiabilidade do ensaio. Embora sujeito à qualidade do DNA e ao conhecimento técnico, o método MMqPCR é adequado para grandes estudos populacionais que investigam a LT porque requer pequenas quantidades de DNA, é mais confiável do que a PCR singleplex e é mais eficiente nos custos de reagentes e no tempo do técnico do que outros métodos. A capacidade de gerar altos ICCs fornece dados adicionais em apoio ao uso de MMqPCR para grandes estudos populacionais de LT. A medição de TL por MMqPCR pode ser aplicada a uma ampla gama de estudos que buscam definir o papel da LT como um biomarcador de mortalidade por todas as causas, envelhecimento, estresse ao longo da vida, exposições ambientais e resultados de saúde física, como doenças cardiovasculares e câncer 4,7,8,10,11,12,13,26,27,28, 29,30,31.
Uma limitação do método MMqPCR é que ele relata TL como uma relação T/S, uma estimativa relativa de comprimento que varia dependendo da seleção do gene de cópia única, composição da mistura principal e parâmetros de ciclo de PCR32. A relação T/S não tem unidade. Assim, sem combinar com outras metodologias de medição de TL, este método é incapaz de relatar estimativas em valores de pares de bases 18,33,34. Como resultado, a relação T/S deve ser transformada em um escore Z para ter relevância entre os estudos35. Deve-se tomar cuidado substancial ao fazer isso em laboratórios, métodos e ensaios. Além disso, este método, como nos ensaios de hibridização baseados em gel, pode incluir a quantificação de telômeros intersticiais. No entanto, essas sequências compreendem uma proporção muito pequena do conteúdo total de DNA dos telômeros por genoma. Além disso, as sequências teloméricas intersticiais são mais propensas a conter sequências de pares de bases incompatíveis que se desviam das repetições canônicas dos telômeros, diminuindo a probabilidade de ligação e amplificação do primer. Além disso, embora a quantidade mínima de DNA necessária para o ensaio MMqPCR seja vantajosa, é importante observar que as medições baseadas em qPCR de TL são influenciadas por fatores pré-analíticos que afetam a qualidade e a integridade do DNA, incluindo condições de armazenamento de amostras, metodologia de extração de DNA e tecido biológico36,37. Foi demonstrado que o controle analítico desses fatores pode aumentar a validade externa das medições de LT geradas usando qPCR38. Mesmo assim, o impacto das diferenças na qualidade do DNA na LT gerada pelo ensaio MMqPCR precisa ser avaliado sistematicamente, pois não existe nenhuma orientação atual informada por dados para determinar se uma amostra é de qualidade suficiente para gerar uma estimativa precisa de TL usando essa abordagem. Apesar dessas limitações, as aplicações deste ensaio para estudos sobre resultados de saúde em nível populacional são consideráveis.
Ao utilizar o ensaio MMqPCR, é necessária uma avaliação contínua da precisão e do rendimento. Conforme projetado atualmente, os técnicos executam triplicatas de amostras simultaneamente em placas duplicadas usando dois termocicladores. Na ausência de vários termocicladores, recomendamos manter medições triplicadas duplicadas e placas de execução sequencialmente para maior precisão, mesmo ao custo de menor rendimento. Qualquer decisão de priorizar o rendimento em vez da precisão, por exemplo, empregando medições de triplicado único, deve ser acompanhada de testes e avaliações completos dos ICCs resultantes antes de prosseguir com a análise de amostras analíticas. Ao tomar decisões sobre rendimento e precisão, deve-se levar em consideração o tamanho da amostra e a qualidade do DNA da amostra. Um tamanho de amostra menor ou amostras de DNA de baixa qualidade exigem priorização de maior precisão23. Isso é ainda mais importante quando se trabalha com amostras de grupos relacionados (por exemplo, membros da família, sujeitos com vários pontos no tempo). Nesses casos, um planejamento cuidadoso, por exemplo, atribuir amostras relacionadas à mesma placa antes de iniciar o experimento, é uma maneira de evitar a perda de poder estatístico por meio de confusão inadvertida de grupo por placa.
Para este ensaio, um espectrofotômetro foi usado para avaliar a qualidade da amostra de DNA: amostras dentro da faixa de 1,6-2,0 para proporções 260/280 e 2,0-2,2 para proporções 260/230 foram consideradas aceitáveis. Essa avaliação de qualidade e a avaliação precisa do DNA de fita dupla via fluorômetro são etapas críticas neste protocolo para obter dados TL repetíveis. Outras medidas mais descritivas da integridade do DNA, como tamanho do fragmento e/ou medidas resumidas da qualidade do DNA determinada via gel de agarose (por exemplo, número de integridade do DNA) também podem ser utilizadas na determinação da qualidade da amostra38. Recomendamos também que a diluição das amostras ocorra apenas no momento do preparo da amostra para a execução do ensaio MMqPCR. Isso garante que as alíquotas de DNA sofram a menor quantidade possível de manipulação após a extração, diminuindo a variabilidade no manuseio pré-ensaio. Caso seja necessário transportar amostras de DNA, elas devem ser enviadas em gelo seco na concentração mais alta possível para mitigar a degradação que ocorre em amostras de DNA em concentrações mais baixas 39,40. Devido à degradação do DNA que ocorre com os ciclos de congelamento e descongelamento, o número de congelamentos e descongelamentos para estocar DNA deve ser minimizado41. Alíquotas do ADN de controlo agrupado devem ser criadas antes da execução da coorte e alíquotas de amostras individuais de ADN analítico devem ser criadas antes da execução do ensaio.
As principais métricas de desempenho do ensaio e CQ incluem sinal NTC, CVs interplaca e intraplaca e curva padrão R2. O não cumprimento dos critérios de CQ pode ser mitigado de várias maneiras. A troca regular dos estoques de PCR grau H2O e a alíquota dos subestoques de PCR grau H2O para cada par de placas executadas minimizarão as fontes de contaminação, bem como a amplificação do NTC. As etapas adicionais para reduzir a contaminação incluem o seguinte: designar um capuz de PCR específico dedicado apenas ao ensaio MMqPCR; limpar o capô e o equipamento de PCR com uma solução descontaminante de DNA; irradiando a sala com luz ultravioleta; e praticar técnica estéril quando no capuz de PCR. Para aumentar a repetibilidade do ensaio e diminuir os CVs, recomenda-se vortex amostras, diluições e tiras de PCR vigorosamente em suas respectivas etapas de vórtice e ressuspender completamente ao pipetar amostras de DNA. Uma curva R2 padrão abaixo do limite (<0,995) é provavelmente atribuível a erros de pipetagem durante o carregamento da placa. Para evitar isso, preste muita atenção à pipetagem precisa e calibre as pipetas anualmente, misture vigorosamente as tiras de PCR padrão antes de carregar e organize cuidadosamente os suprimentos para promover um fluxo de trabalho eficiente. Se for observado que o uso de duas máquinas e uma chapa produz CVs consistentemente mais altos, a máquina deve ser reparada como uma maneira potencial de melhorar o problema. As placas de controle de qualidade do fabricante devem ser executadas nas placas regularmente para avaliar o desempenho do termociclador.
Se os problemas persistirem mesmo após a aplicação das etapas recomendadas acima, as etapas a seguir poderão ser usadas para solucionar problemas do protocolo. Manter um registro de quando todos os reagentes foram aliquotados e quaisquer datas de validade pertinentes pode ajudar a agilizar o processo de solução de problemas quando inevitavelmente surgirem dificuldades. Uma parte importante de qualquer processo de solução de problemas é ajustar apenas um reagente por vez para determinar a causa específica das placas que não passam nos critérios de CQ, começando com o reagente mais barato em questão. Por exemplo, se o telômero e o gene de cópia única tiverem baixa eficiência, reagentes compartilhados, como DTT, dNTPs ou alíquota SYBR, são mais prováveis de causar do que primers específicos para amplicon. Ao preço listado, novas alíquotas devem ser testadas na ordem de TDT, depois dNTPs e, finalmente, se o problema persistir, novas alíquotas SYBR. Por outro lado, se apenas um dos amplicons (telômero ou gene de cópia única) tiver baixa eficiência, a causa da dificuldade é mais provável que seja um dos primers. A interpretação dos picos da curva de fusão apresentados na Figura 8 pode servir como uma fonte de informações importantes para a solução de problemas. A visualização dos dois picos da curva de fusão pode ser usada para identificar possíveis problemas com uma amostra específica, pois uma amostra de problema individual se destacará da tendência geral de picos exibidos por padrões ou amostras analíticas restantes. A curva de fusão também pode ser usada para diagnosticar problemas com um primer específico se os picos de um determinado amplicon forem sistematicamente menos nítidos do que o outro.
Este manuscrito detalha como configurar com sucesso o ensaio MMqPCR para medir TL com ampla aplicabilidade à pesquisa em saúde pública e apresenta as principais recomendações para CQ e solução de problemas com o objetivo de aumentar a acessibilidade e a confiabilidade desse método eficiente e econômico.
Os autores não têm nada a divulgar.
Os autores gostariam de agradecer ao Comitê Consultivo da Rede de Pesquisa de Telômeros e ao financiamento do Instituto Nacional de Envelhecimento / Instituto Nacional de Ciências da Saúde Ambiental (U24 AG066528 e U24 AG066528-S1) que tornaram este trabalho possível.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.5mL Tubes | USA Scientific | 1605-0099 | Seal-Rite 0.5mL Microcentrifuge Tubes, Sterile Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
1.5mL Tubes | USA Scientific | 1615-5599 | Seal-Rite 1.5mL Microcentrifuge Tubes, Sterile Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
100mM DTT | In House | Not Applicable | Made with stock DTT, diluted sodium acetate, and PCR Grade H2O Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C |
15mL Tubes | Thermo Fisher | 14-959-53A | Corning 352196 Falcon 15mL Conical Centrifuge Tubes Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
1M MgCl2 | Thermo Fisher | 50152107 | Biotang Inc 1M MgCl2 1M Magnesium Chloride Solution, Prepared in 18.2 Megohms Water and Filtered through 0.22 Micron Filter Storage Temperature and Conditions: 4 °C |
1x Gold Buffer | In House | Not Applicable | 10X Gold Buffer diluted with PCR Grade H2O Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C |
25mM dNTPs | New England BioLabs | N0446S | Deoxynucleotide Solution Set Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C |
5mL Tubes | Thermo Fisher | 3391276 | Argos Technologies Microcentrifuge Tubes – 5mL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
96 Well Plate | Bio-Rad | HSP9601 | Hard-Shell 96-Well PCR Plates, Low Profile, Thin Wall, Skirted, White / Clear Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Aluminum Foil | Office Depot | 3489072 | Reynolds Wrap Stanard Aluminum Foil Roll, 12" x 75', Silver Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
AmpliTaq Gold Kit – Polymerase and Buffer | Thermo Fisher | 4311806 | AmpliTaq Gold DNA Polymerase with Gold Buffer and MgCl2 (MgCl2 in this kit is not used), 10X Gold Buffer, 2.5U AmpliTaq Gold Polymerase Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C |
Betaine | Thermo Fisher | AAJ77507AB | Betaine, 5M Solution, Molecular Biology Grade, Ultrapure, 10mL Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C |
Big Tube Rack | Thermo Fisher | 344817 | Fisherbrand 4-Way Tube Rack Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
CFX Maestro Software | Bio-Rad | 12004110 | Software for real-time PCR plate setup, data collection, statistics, and graphiing of results Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
CFX96 Optical Reaction Module for Real-Time PCR Systems with Starter Package | Bio-Rad | 1845096 | 96-well optical module for real-time PCR Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
DTT | Fisher Scientific | AAJ1539706 | Dithiothreitol, >99.5+ Molecular Biology Grade, 5 g Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C |
ELIMINase | Fisher Scientific | 04-355-32 | ELIMINase Laboratory Decontaminant Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
HEPA Filter | USA Scientific | Replacement Filters | High-Efficiency Particulate Air Filter for AirClean Workstations Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Kimwipes | Thermo Fisher | 06666A | Kimberly-Clark Professional Kimtech Science Kimwipes Delicate Task Wipers, 1-Ply Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Loading Trough | Thermo Fisher | 14387069 | Thermo Scientific Matrix Reagent Reservoirs Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Microsoft Excel | Microsoft | Not Applicable | Microsoft 365 package, Excel software application Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Mini Centrifuge | Genesee Scientific | 31-500B | Poseidon 31-500B Mini Centrifuge, Blue Lid Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
PCR Grade H2O | Thermo Fisher | AM9937 | Nuclease-Free Water (not DEPC-Treated) Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
PCR Hood | USA Scientific | 4263-2588 | Nucleic Acid Workstation with HEPA Filtration, AirClean Systems Combination PCR Workstation Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
PCR Strips | Thermo Fisher | AB0776 | Low Profile Tubes and Flat Caps, Strips of 8 Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
PCR Tube Rack | Thermo Fisher | 344820 | Fisherbrand 96-Well PCR Tube Rack Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipette Tips (Multichannel) | Ranin | 17005860 | Pipette Tips SR LTS 20µL F 960A/5, 20µL Maximum Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipette Tips (Single Channel) | USA Scientific | 1181-3850 | 10µL Graduated TipOne RPT Filter Tips Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipette Tips (Single Channel) | USA Scientific | 1180-1850 | 20µL Beveled TipOne RPT Filter Tips Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipette Tips (Single Channel) | USA Scientific | 1111-0880 | 200µL Natural TipOne Pipette Tips in Racks Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipette Tips (Single Channel) | USA Scientific | 1111-2890 | 1000µL Natural Graduated TipOne Pipette Tips in Racks Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipettors (Multichannel) | Ranin | 17013802 | Pipet-Lite Multi Pipette L8-10XLS, 0.5 to 10µL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipettors (Multichannel) | Ranin | 17013803 | Pipet-Lite Multi Pipette L8-20LS+, 2 to 20µL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipettors (Single Channel) | Thermo Fisher | F144802G | Gilson Pipetman Classic Pipets, 1 to 10µL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipettors (Single Channel) | Thermo Fisher | F123600 | Gilson Pipetman Classic Pipets, 2 to 20µL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipettors (Single Channel) | Thermo Fisher | F123601 | Gilson Pipetman Classic Pipets, 20 to 200µL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pipettors (Single Channel) | Thermo Fisher | F123602 | Gilson Pipetman Classic Pipets, 200 to 1000µL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Plate Sealing Film | Bio-Rad | MSB1001 | Microseal “B” PCR Plate Sealing Film, Adhesive, Optical Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Plate Spinner | Thermo Fisher | 14-100-141 | Fisherbrand Mini Plate Spinner Centrifuge, 230 V Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Pre-Hood Filter | USA Scientific | 4235-3724 | Prefilter for AirClean Systems Workstations Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
R Software | The R Project for Statistical Computing | Not Applicable | R version 4.2.2 Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Scale | Thermo Fisher | 01-922-329 | OHAUS 30430060 PR Series Analytical Balance, 62g Capacity Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Scissors | Office Depot | 458612 | Office Depot Brand Scissors, 8”, Straight, Black, Pack of 2 Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Sharpies | Sharpie | 2151734 | Brush Twin Permanent Markers, Black Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Single Copy Gene Forward Primer | Integrated DNA Technologies | Custom | See separate table Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C when rehydrated |
Single Copy Gene Reverse Primer | Integrated DNA Technologies | Custom | See separate table Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C when rehydrated |
Small Tube Rack | Thermo Fisher | 21-402-17 | Thermo Fisher 8601 Reversible Microtube Racks with Lid Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Sodium Acetate | Thermo Fisher | J63560.EQE | 3M NaOAc pH 5.2 Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Stainless Steel Spatula | Thermo Fisher | 3990240 | Bel-Art SP Scienceware Stainless-Steel Sampling Spoon and Spatula Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
SYBR Green | Thermo Fisher | S7563 | SYBR Green I Nucleic Acid Gel Stain – 10,000X Concentrate in DMSO Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C when rehydrated |
Syringe Filters | Fisher Scientific | 09-927-55A | GD/X 25 mm Sterile Syringe Filter, cellulose acetate filtration medium, 0.2 μm Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Syringes | Thermo Fisher | 148232A | BD Luer-Lok Disposable Syringes without Needles, 10mL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
TE Buffer | Fisher Scientific | BP2474100 | TE Buffer, Tris-EDTA, 1X Solution, pH 7.6, Molecular Biology, Fisher BioReagents Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Telomere Forward Primer | Integrated DNA Technologies | Custom | See separate table Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C when rehydrated |
Telomere Reverse Primer | Integrated DNA Technologies | Custom | See separate table Storage Temperature and Conditions: minus 20 °C when rehydrated |
UV Light | USA Scientific | 4288-2540 | UV Light Bulb for Workstations Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Vortex | Thermo Fisher | 14-955-151 | Fisherbrand Mini Vortex Mixer, 115 V, 50/60 Hz Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
Weigh Boat | Thermo Fisher | 01-549-752 | Fisherbrand Sterile Hexagonal Weighing Boat, 10mL Storage Temperature and Conditions: Room temperature |
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