Name: an in vitro caseum binding assay that predicts drug penetration in tuberculosis lesions
Uploaded: 2017-05-08T15:00:00
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Desejamos agradecer à Johnson &amp; Johnson, à TB Alliance, à Astra Zeneca, à Rib-X e à Trius Therapeutics pela prestação de bedaquilina, PA-824 (pré-tonsanida), AZD5847, radezolid e tedizolid, respectivamente. Brendan Prideaux, Matthew Zimmerman, Stephen Juzwin, Emma Rey-Jurado, Nancy Ruel, Leyan Li e Danielle Weiner forneceram suporte com análise MALDI, métodos bioanalíticos, preparação do substituto caseu, síntese química e isolamento de caseum de coelho. Este trabalho foi realizado com financiamento da Fundação Bill e Melinda Gates, o prêmio # OPP1044966 e OPP1024050 para V. Dartois, NIH Shared Instrumentation Grant S10OD018072, bem como o financiamento conjunto da Fundação Bill e Melinda Gates e Wellcome Trust para um Centro de Excelência Para Lead Optimization para Doenças do Mundo em Desenvolvimento a P. Wyatt.

Todos os estudos com animais foram realizados de acordo com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório dos Institutos Nacionais de Saúde com a aprovação do Comitê Institucional animal Cuidado e Uso do NIAID (NIH), Bethesda, MD. Todos os estudos envolvendo o M. tuberculosis foram realizados num laboratório com nível de segurança biológica de contenção 3 (BSL-3). Modelo Infecção 1. Coelho e Coleção caseum <ol><li> Infect de coelhos Nova Zelândia brancos co...

<ol>
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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>

Lesões necróticas pulmonares e cavidades em pacientes infectados com tuberculose contêm subpopulações de bactérias que são recalcitrantes ao tratamento medicamentoso. Os núcleos caseosos destas estruturas são particularmente responsáveis ​​por abrigar estes persisters em um ambiente extracelular. Acredita-se que uma distribuição favorável de agentes anti-bacterianos nestes locais remotos seja um determinante importante da eficácia do fármaco contra a tuberculose. Antes da validação deste protocolo, ...

O tratamento da doença pulmonar tuberculosa requer distribuição eficaz de fármacos em diferentes tipos de lesões. As lesões necróticas e as cavidades contêm centros caseosos que abrigam subpopulações de bactérias tolerantes a drogas ou &quot;persistentes&quot;. 1 , 2 A doença cavitária está associada a taxas de cura inferiores e mau prognóstico. 3 , 4 Estudos anteriores mostraram, usando técnicas quantitativas e de imagem, que a capacidade de penetrar o caseu varia significativamente de uma classe de droga para outra. 5 , 6 Estes métodos, no entanto, exigem o uso de modelos de infecção animal que são lentos e tediosos. Foi concebido um ensaio in vitro que mede a ligação do fármaco ao caseu ex vivo . Verificou-se que esta ligação estava inversamente correlacionada com a penetração do fármaco em granulomas caseosos e, por conseguinte, éusado como uma ferramenta de previsão. 7 Diálise de equilíbrio é considerado como o método padrão de ouro para estudos de ligação de proteína de plasma. O dispositivo rápido equilíbrio de diálise (VERMELHO) proporciona um sistema rápido, fácil de usar e fiáveis ​​para a realização de tais ensaios. 8 O dispositivo é constituído por dois componentes: de utilização única, descartáveis que consistem inserções de 2 câmaras separadas por um cilindro vertical de membrana semi-permeável; e placas de base reutilizáveis ​​que pode armazenar até 48 inserções de cada vez. A membrana de diise tem um 8 kDa de peso molecular de corte (MWCO) que é ideal para estudos de ligação a drogas macromolécula. A razão de área para volume elevada superfície do compartimento da membrana de diálise permite uma rápida e equilibração. Ambos os insertos e a placa de base foram validados para o mínimo de ligação não específica. A combinação do dispositivo VERMELHO com técnicas bioanalíticas fornece estimativas precisas sobre as fracções não ligadas de medicamentos em pLasma 8 , 9 Embora originalmente concebido para medir a ligação às proteínas plasmáticas, o dispositivo RED foi utilizado em vários estudos de ligação de tecidos utilizando homogeneizados. 10 , 11 Neste protocolo, medimos a ligação do fármaco ao caseu, os detritos necróticos excisados ​​das lesões necróticas e cavidades de coelhos infectados com tuberculose. A natureza acelular e não vascular do material caseoso facilita a homogeneização numa suspensão homogénea que é compatível com o ensaio. Dado que o caseu é tedioso para produzir e difícil de encontrar, o protocolo também foi validado para uso com uma matriz substituta que é preparada a partir de macrófagos espumosos. Os macrófagos derivados de monócitos THP-1 são induzidos com ácido oleico para acumular múltiplos corpos lipídicos que lhes conferem a sua aparência &quot;espumosa&quot;. Estas células carregadas de lípidos são colhidas eProcessado para produzir uma matriz que usamos como um substituto de caseu. Este estudo mostrou que a ligação do fármaco a esta matriz substituta se correlaciona bem com a ligação ao caseu, imitando eficazmente o processo in vivo que impede a penetração do fármaco no núcleo caseoso de granulomas e cavidades.

<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

A erradicação da tuberculose requer regimes medicamentosos que possam penetrar as múltiplas camadas de lesões pulmonares complexas. A distribuição de fármacos nos núcleos caseosos de cavidades e lesões é especialmente crucial porque abrigam subpopulações de bactérias tolerantes a fármacos também vulgarmente referidas como persisters. Os métodos existentes para a medição da penetração de fármaco em lesões de tuberculose envolvem costosos e demorados estudos farmacocinéticos in vivo acoplados a técnicas bioanalíticas ou de imagem. A medida in vitro da ligação do fármaco às macromoléculas de caseu foi proposta como uma alternativa a essas técnicas, uma vez que esta ligação dificulta a difusão passiva de moléculas de fármaco através do caseu. A diálise de equilíbrio rápido é um sistema rápido e confiável para realizar estudos de ligação a proteínas plasmáticas e tecidos. Neste protocolo, usamos um dispositivo de diálise de equilíbrio rápido (RED) para medir a ligação do fármaco a homogenatos de caseu que é excised das lesões e as cavidades de coelhos infectados com tuberculose. O protocolo também descreve como gerar uma matriz de substituição de lípido carregado THP-1 macrófagos para usar em lugar de caseum. Este ensaio de ligação caseum / substituto é uma ferramenta importante na descoberta de drogas tuberculose e pode ser adaptado para ajudar o estudo da distribuição de drogas em lesões ou abcessos causados ​​por outras doenças.

Usando este protocolo, testámos centenas de compostos de desenvolvimento de tuberculose para a sua eficiência previsto no penetrante caseum. A Figura 1 visualiza os conceitos básicos do ensaio VERMELHO. A membrana de diálise das inserções VERMELHOS permite para pequenas moléculas não ligadas a difundir a partir do dador bem ao receptor bem como, finalmente, atingir um equilíbrio entre os dois compartimentos. As pequenas moléculas que são ligadas a macromolécu...

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Aqui descrevemos um método de diálise de equilíbrio rápido (RED) para medir a ligação do fármaco ao caseu de lesões e cavidades de tuberculose pulmonar. O protocolo também é usado com uma matriz espumosa derivada de macrófagos que é um substituto efetivo do caseu.

A<em&gt; In Vitro</em&gt; Caseum Ensaio de Ligação ao que prevê a penetração da droga na tuberculose Lesões

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Establishment of a High-throughput Setup for Screening Small Molecules That Modulate c-di-GMP Signaling in Pseudomonas aeruginosa (Video) | JoVE

Estabelecimento de um programa de configuração de alta capacidade para a triagem de pequenas moléculas que modulam c-di-GMP Sinalização<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em

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

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

A High-throughput Compatible Assay to Evaluate Drug Efficacy against Macrophage Passaged Mycobacterium tuberculosis (Video) | JoVE

Um ensaio Compatível de alta capacidade para avaliar droga Eficácia contra macrófagos passadas<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 ...

In Vitro Methods for Comparing Target Binding and CDC Induction Between Therapeutic Antibodies: Applications in Biosimilarity Analysis

In Vitro Methods for Comparing Target Binding and CDC Induction Between Therapeutic Antibodies: Applications in Biosimilarity Analysis (Video) | JoVE

Os métodos in vitro para Comparando meta vinculativa e CDC indução Entre anticorpos terapêuticos: Aplicações em Análise Biosimilarity

Therapeutic monoclonal antibodies (mAbs) are relevant to the treatment of different pathologies, including cancers. The development of biosimilar mAbs by ...