Name: an in vitro caseum binding assay that predicts drug penetration in tuberculosis lesions
Uploaded: 2017-05-08T15:00:00
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Desideriamo ringraziare Johnson &amp; Johnson, la TB Alliance, Astra Zeneca, Rib-X e Trius Therapeutics per la fornitura di bedaquiline, PA-824 (pretomanid), AZD5847, radezolid e tedizolid, rispettivamente. Brendan Prideaux, Matthew Zimmerman, Stephen Juzwin, Emma Rey-Jurado, Nancy Ruel, Leyan Li e Danielle Weiner fornito supporto con analisi MALDI, metodi bioanalitici, preparazione del surrogato caseum, sintesi chimica, e l&#39;isolamento di coniglio caseum. Questo lavoro è stato condotto con il finanziamento del Fondazione Bill e Melinda, premio # OPP1044966 e OPP1024050 a V. Dartois, NIH Shared Strumentazione di Grant S10OD018072, così come il finanziamento congiunto da parte della Fondazione Bill e Melinda Gates e Wellcome Trust per un centro di eccellenza per l&#39;ottimizzazione di piombo per malattie del mondo in via di sviluppo di P. Wyatt.

Tutti gli studi sugli animali sono stati eseguiti in conformità alla Guida per la cura e l&#39;uso degli animali da laboratorio degli Istituti Nazionali di Salute con l&#39;approvazione del Comitato istituzionale per la cura e l&#39;uso degli animali della NIAID (NIH) di Bethesda, MD. Tutti gli studi riguardanti la M. tuberculosis sono stati eseguiti in un laboratorio con livello di contenimento della biosicurezza 3 (BSL-3). 1. Modello di infezione del coniglio e collezione di Caseum...

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	<li>Sacchettini, J. C., Rubin, E. J., Freundlich, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drugs+versus+bugs:+in+pursuit+of+the+persistent+predator+Mycobacterium+tuberculosis.">Drugs versus bugs: in pursuit of the persistent predator Mycobacterium tuberculosis.</a> Nat Rev Microbiol. 6 (1), 41-52 (2008).</li><li>Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persistent+and+dormant+tubercle+bacilli+and+latent+tuberculosis.">Persistent and dormant tubercle bacilli and latent tuberculosis.</a> Front Biosci. 1 (9), 1136-1156 (2004).</li><li>Aber, V. R., Nunn, A. 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L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Receptor+localization,+native+tissue+binding+and+ex+vivo+occupancy+for+centrally+penetrant+P2X7+antagonists+in+the+rat.">Receptor localization, native tissue binding and ex vivo occupancy for centrally penetrant P2X7 antagonists in the rat.</a> Br J Pharmacol. 162 (2), 405-414 (2011).</li><li>Subbian, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+pulmonary+cavitary+tuberculosis+in+rabbits:+a+failed+host+immune+response.">Chronic pulmonary cavitary tuberculosis in rabbits: a failed host immune response.</a> Open Biol. 1 (4), 1-14 (2011).</li><li>Via, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuberculous+Granulomas+are+Hypoxic+in+Guinea+pigs,+Rabbits,+and+Non-Human+Primates.">Tuberculous Granulomas are Hypoxic in Guinea pigs, Rabbits, and Non-Human Primates.</a> Infect Immun. 76 (6), 2333-2340 (2008).</li><li>Kalvass, J. C., Maurer, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+nonspecific+brain+and+plasma+binding+on+CNS+exposure:+implications+for+rational+drug+discovery.">Influence of nonspecific brain and plasma binding on CNS exposure: implications for rational drug discovery.</a> Biopharm Drug Dispos. 23 (8), 327-338 (2002).</li><li>Di, L., Umland, J. P., Trapa, P. E., Maurer, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+recovery+on+fraction+unbound+using+equilibrium+dialysis.">Impact of recovery on fraction unbound using equilibrium dialysis.</a> J Pharm Sci. 101 (3), 1327-1335 (2012).</li><li>Lenaerts, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Location+of+persisting+mycobacteria+in+a+Guinea+pig+model+of+tuberculosis+revealed+by+r207910.">Location of persisting mycobacteria in a Guinea pig model of tuberculosis revealed by r207910.</a> Antimicrob Agents Chemother. 51 (9), 3338-3345 (2007).</li><li>Prideaux, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-sensitivity+MALDI-MRM-MS+imaging+of+moxifloxacin+distribution+in+tuberculosis-infected+rabbit+lungs+and+granulomatous+lesions.">High-sensitivity MALDI-MRM-MS imaging of moxifloxacin distribution in tuberculosis-infected rabbit lungs and granulomatous lesions.</a> Anal Chem. 83 (6), 2112-2118 (2011).</li></ol>

lesioni necrotiche polmonari e cavità in pazienti infettati tuberculosis contengono sottopopolazioni di batteri che sono recalcitranti al trattamento farmacologico. I nuclei caseosi di queste strutture sono particolarmente responsabili per ospitare queste persistenti in un ambiente extracellulare. 16 la distribuzione favorevole di agenti anti-batterici in questi luoghi remoti si crede di essere un importante determinante di efficacia della tubercolosi farmaco. Prima della convalida di questo pro...

Il trattamento della malattia della tubercolosi polmonare richiede una distribuzione efficace di farmaci in diversi tipi di lesioni. Le lesioni e le cavità nocrotiche contengono centri caseosi che ospitano sottopopolazioni di batteri tolleranti o &quot;persistenti&quot;. 1 , 2 La malattia cavitaria è associata a tassi di cura inferiori e prognosi scarsa. 3 , 4 Precedenti studi hanno mostrato, utilizzando tecniche quantitative e di imaging, che la capacità di penetrare nel caso è significativamente diversa da una classe di medicinali all&#39;altra. 5 , 6 Questi metodi richiedono tuttavia l&#39;uso di modelli di infezione animale che sono lenti e noiosi. È stato progettato un dosaggio in vitro che misura il legame di farmaci al caso caso ex vivo . Questo legame è stato trovato a correlare inversamente con la penetrazione di farmaci nei granulomi casiosi e, di conseguenza, èUtilizzato come strumento predittivo. 7 La dialisi di equilibrio è considerata come l&#39;approccio standard gold standard per studi di legame proteico plasmatico. Il dispositivo rapido di dialisi di equilibrio (RED) fornisce un sistema veloce, facile da usare e affidabile per eseguire tali analisi. 8 Il dispositivo è costituito da due componenti: inserti monouso, monouso composti da due camere separate da un cilindro verticale di membrana semipermeabile; E piastre base riutilizzabili che possono contenere fino a 48 inserti alla volta. La membrana di dialisi ha un cut-off di peso molecolare di 8 kDa (MWCO) che è l&#39;ideale per studi di legame con farmaci e macromolecole. L&#39;elevato rapporto superficie / volume del compartimento della membrana consente una rapida dialisi e un equilibratura. Sia gli inserti che la piastra di base sono stati convalidati per un minimo legame non specifico. La combinazione del dispositivo RED con tecniche bioanalitiche fornisce accurate stime delle frazioni non legate di farmaci in pLasma. 8, 9 Sebbene originariamente progettato per misurare proteine ​​plasmatiche, il dispositivo RED è stato utilizzato in vari tessuti studi di binding utilizzando omogenati. 10, 11 In questo protocollo, si misurano farmaco legame caseum, i detriti necrotici asportato dalle lesioni necrotiche e cavità di conigli tubercolosi infettati. La natura acellulare e non vascolare di materiale caseoso è facilissimo omogeneizzare in una sospensione omogenea che è compatibile con il saggio. Dato che caseum è noioso da produrre e difficili da trovare, il protocollo è anche stato convalidato per l&#39;uso con una matrice surrogata che viene preparato da macrofagi schiumosi. THP-1 derivate da monociti macrofagi vengono indotte con acido oleico di accumulare più corpi lipidiche che conferiscono loro aspetto &#39;schiumosa&#39;. Queste cellule lipidiche-caricati vengono raccolte eelaborati per produrre una matrice che usiamo come surrogato caseum. Questo studio ha dimostrato che farmaci legame a questa matrice surrogata correla bene con legame caseum, mimando efficacemente il processo in vivo che ostacola la penetrazione farmaco nel nucleo caseosa di granulomi e cavità.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="960">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">New Zealand White Rabbits</td>
			<td style="width:203px;">Covance</td>
			<td style="width:147px;">-</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">HN878 Mycobacterium tuberculosis</td>
			<td style="width:203px;">BEI Resources</td>
			<td style="width:147px;">NR-13647&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Ketathesia (Ketamine) 100mg/mL C3N</td>
			<td style="width:203px;">Henry Schein Animal Health</td>
			<td style="width:147px;">56344</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Anased (Xylazine) 100mg/mL</td>
			<td style="width:203px;">Henry Schein Animal Health</td>
			<td style="width:147px;">33198</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Euthasol (pentobarbital sodium and phenytoin sodium) Solution&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Virbac</td>
			<td style="width:147px;">710101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">THP-1 monocytic cell line</td>
			<td style="width:203px;">ATCC</td>
			<td style="width:147px;">ATCC TIB-202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">175cm&#178; TC-Treated Flask (T175)</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>T-3400-175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">RPMI 1640 media w/o glutamine</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>MT-15-040-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hyclone Fetal Bovine Serum, Gamma irradiated&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>SH3091003IR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hyclone L-glutamine, 200mM</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>SH3003401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Cellstar TC dish, 145x20mm, vented</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>T-2881-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Phorbol 12-myristate13-acetate (PMA)&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>BP685-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ethylenediaminetetraacetic acid</td>
			<td style="width:203px;">Sigma</td>
			<td>E6758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Oleic acid&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>ICN15178101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pierce RED Device Reusable Base Plate</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>PI-89811</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pierce RED Device Inserts, 50/box&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>PI-89809</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pierce RED insert removal tool&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>89812</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Adhesive plate seal</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>08-408-240</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PBS, pH7.4, 10 X 500 mL (Gibco)&#160;</td>
			<td style="width:203px;">Life Technologies&#160;</td>
			<td>10010-049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">DMSO</td>
			<td style="width:203px;">Sigma</td>
			<td>472301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:203px;">Sigma</td>
			<td>34998</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Methanol</td>
			<td style="width:203px;">Sigma</td>
			<td>34860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Verapamil hydrochloride</td>
			<td style="width:203px;">Sigma</td>
			<td>V4629</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Diclofenac sodium salt</td>
			<td style="width:203px;">Sigma</td>
			<td>93484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Trypan Blue Solution, 0.4%</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>15-250-061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Ethanol, 200 proof</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>04-355-451</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">2010 Geno/Grinder</td>
			<td style="width:203px;">SPEX SamplePrep</td>
			<td style="width:147px;">2010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Bead Mill Homogenizer Accessory, Metal Bulk Beads</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td>15-340-158</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">484R Cobalt 60 Irradiator</td>
			<td style="width:203px;">JL Shepard</td>
			<td style="width:147px;">7810-484-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">INCYTO&#160;C-Chip Disposable Hemacytometers</td>
			<td style="width:203px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:147px;">22-600-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Upright Light Microscope</td>
			<td style="width:203px;">Leica</td>
			<td style="width:147px;">DM1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Binary Liquid Chromatography system</td>
			<td style="width:203px;">Agilent</td>
			<td style="width:147px;">1260</td>
			<td>Multi-compenent</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:443px;">Mass spectrometer</td>
			<td style="width:203px;">AB Sciex</td>
			<td>4000</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an in vitro caseum binding assay that predicts drug penetration in tuberculosis lesions

L&#39;eradicazione della malattia di tubercolosi richiede regimi farmacologici che possono penetrare negli strati multipli di lesioni polmonari complesse. La distribuzione dei farmaci nei corpi caseosi delle cavità e delle lesioni è particolarmente cruciale perché ospitano sottopopolazioni di batteri tolleranti ai farmaci comunemente indicati come persistenti. I metodi esistenti per la misura della penetrazione di farmaci nelle lesioni della tubercolosi comportano costi costosi e che richiedono molto tempo gli studi farmacocinetici in vivo accoppiati a tecniche bioanalitiche o di imaging. La misura in vitro della legame di farmaci a macromolecole di caso è stata proposta come un&#39;alternativa a tali tecniche in quanto tale legame ostacola la diffusione passiva delle molecole di farmaco attraverso il caso. La dialisi di equilibrio rapido è un sistema veloce e affidabile per eseguire studi di legame tra proteine ​​plasmatiche e tessuti. In questo protocollo abbiamo usato un dispositivo rapido di dialisi di equilibrio (RED) per misurare il legame dei farmaci a homogenati del casoDalle lesioni e dalle cavità dei conigli infetti da tubercolosi. Il protocollo descrive anche come generare una matrice surrogata da macrofagi THP-1 caricati da lipidi da utilizzare in sostituzione del caso. Questo test di associazione di caso / surrogato è uno strumento importante nella scoperta di droga della tubercolosi e può essere adattato per aiutare a studiare la distribuzione dei farmaci nelle lesioni o negli ascessi causati da altre malattie.

Usando questo protocollo, abbiamo testato centinaia di composti di sviluppo della droga della tubercolosi per la loro efficacia prevista a penetrare nel caso. La figura 1 mostra i concetti base del test RED. La membrana di dialisi degli inserti RED permette alle piccole molecole non legate di diffondere dal pozzo del donatore al pozzo del ricevitore, raggiungendo infine un equilibrio tra i due compartimenti. Piccole molecole che sono legate a macromolecole come proteine ...

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An In Vitro Caseum Binding Assay that Predicts Drug Penetration in Tuberculosis Lesions

Qui si descrive un metodo rapido equilibrio di dialisi (RED) per misurare farmaco legame caseum da lesioni tubercolosi polmonare e cavità. Il protocollo viene utilizzato anche con una matrice macrofagi derivato schiumosa che è un surrogato efficace caseum.

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Creazione di una configurazione high-throughput screening per piccole molecole che modulano c-di-GMP Segnalazione di<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em

Bacterial resistance to traditional antibiotics has driven research attempts to identify new drug targets in recently discovered regulatory pathways. ...

Measuring Influenza Neuraminidase Inhibition Antibody Titers by Enzyme-linked Lectin Assay

Misurare Influenza neuraminidasi Inibizione anticorpo I titoli da Enzyme-linked lectina Assay

Antibodies to neuraminidase (NA), the second most abundant surface protein on influenza virus, contribute toward protection against influenza. Traditional ...

A High-throughput Compatible Assay to Evaluate Drug Efficacy against Macrophage Passaged Mycobacterium tuberculosis

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Un test compatibile high-throughput per valutare Drug efficacia contro macrofagi diversi passaggi<em&gt; Mycobacterium tuberculosis</em

The early drug development process for anti-tuberculosis drugs is hindered by the inefficient translation of compounds with in vitro activity to ...