Name: a simple cell-based immunofluorescence assay to detect autoantibody against the n-methyl-d-aspartate (nmda) receptor in blood
Uploaded: 2018-01-09T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple Cell-based Immunofluorescence Assay to Detect Autoantibody Against the N-Methyl-D-Aspartate NMDA Receptor in Blood at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par la Fondation médicale de Chang Gung (numéro de licence CMRPG3C1771, CMRPG3C1772, CMRPG3E0631, CMRPG3E0632 et CMRPG3E0633).

L’étude a été approuvée par les institutionnels Review Board de Chang Gung Memorial Hospital à Linkuo, Taoyuan, Taïwan (102-2577A3).
1. préparation du plasmide NR1-GFP Expression
<ol><li>Mix 10 ng de plasmide NR1-GFP 100 µl de la souche de cellules compétentes d’Escherichia coli DH5α dans un stérile de 1,5 mL centrifuger tube, pipette le mélange doucement jusqu'à et bas 4 à 6 fois et incuber le tube sur la glace pendant 20 min.</li>
	<li>Incuber les tubes à 42 ° ...

<ol>
	<li>Linnoila, J. J., Rosenfeld, M. R., Dalmau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+surface+antibody-mediated+autoimmune+encephalitis.">Neuronal surface antibody-mediated autoimmune encephalitis.</a> Semin Neurol. 34 (4), 458-466 (2014).</li><li>Lancaster, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+diagnosis+and+treatment+of+autoimmune+Encephalitis.">The diagnosis and treatment of autoimmune Encephalitis.</a> J Clin Neurol. 12 (1), 1-13 (2016).</li><li>Pruss, H., 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=Retrospective+analysis+of+NMDA+receptor+antibodies+in+encephalitis+of+unknown+origin.">Retrospective analysis of NMDA receptor antibodies in encephalitis of unknown origin.</a> Neurology. 75 (19), 1735-1739 (2010).</li><li>Leypoldt, F., Armangue, T., Dalmau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autoimmune+encephalopathies.">Autoimmune encephalopathies.</a> Ann N Y Acad Sci. 1338, 94-114 (2015).</li><li>Dalmau, 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=Anti-NMDA-receptor+encephalitis:+case+series+and+analysis+of+the+effects+of+antibodies.">Anti-NMDA-receptor encephalitis: case series and analysis of the effects of antibodies.</a> Lancet Neurol. 7 (12), 1091-1098 (2008).</li><li>Titulaer, M. 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=Treatment+and+prognostic+factors+for+long-term+outcome+in+patients+with+anti-NMDA+receptor+encephalitis:+an+observational+cohort+study.">Treatment and prognostic factors for long-term outcome in patients with anti-NMDA receptor encephalitis: an observational cohort study.</a> Lancet Neurol. 12 (2), 157-165 (2013).</li><li>Chapman, M. R., Vause, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-NMDA+receptor+encephalitis:+diagnosis,+psychiatric+presentation,+and+treatment.">Anti-NMDA receptor encephalitis: diagnosis, psychiatric presentation, and treatment.</a> Am J Psychiatry. 168 (3), 245-251 (2011).</li><li>Gable, M., Glaser, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-n-methyl-d-aspartate+receptor+encephalitis+appearing+as+a+new-onset+psychosis:+disease+course+in+children+and+adolescents+within+the+california+encephalitis+project.">Anti-n-methyl-d-aspartate receptor encephalitis appearing as a new-onset psychosis: disease course in children and adolescents within the california encephalitis project.</a> Pediatr Neurol. 72, 25-30 (2017).</li><li>Dalmau, J., Lancaster, E., Martinez-Hernandez, E., Rosenfeld, M. R., Balice-Gordon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+experience+and+laboratory+investigations+in+patients+with+anti-NMDAR+encephalitis.">Clinical experience and laboratory investigations in patients with anti-NMDAR encephalitis.</a> Lancet Neurol. 10 (1), 63-74 (2011).</li><li>Dalmau, 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=Paraneoplastic+anti-N-methyl-D-aspartate+receptor+encephalitis+associated+with+ovarian+teratoma.">Paraneoplastic anti-N-methyl-D-aspartate receptor encephalitis associated with ovarian teratoma.</a> Ann Neurol. 61 (1), 25-36 (2007).</li><li>Irani, S. R., 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=N-methyl-D-aspartate+antibody+encephalitis:+temporal+progression+of+clinical+and+paraclinical+observations+in+a+predominantly+non-paraneoplastic+disorder+of+both+sexes.">N-methyl-D-aspartate antibody encephalitis: temporal progression of clinical and paraclinical observations in a predominantly non-paraneoplastic disorder of both sexes.</a> Brain. 133 (Pt 6), 1655-1667 (2010).</li><li>Suh-Lailam, B. B., Haven, T. R., Copple, S. S., Knapp, D., Jaskowski, T. D., Tebo, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-NMDA-receptor+antibody+encephalitis:+performance+evaluation+and+laboratory+experience+with+the+anti-NMDA-receptor+IgG+assay.">Anti-NMDA-receptor antibody encephalitis: performance evaluation and laboratory experience with the anti-NMDA-receptor IgG assay.</a> Clin Chim Acta. 421, 1-6 (2013).</li><li>Mayer, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+biology+of+glutamate+receptor+ion+channel+complexes.">Structural biology of glutamate receptor ion channel complexes.</a> Curr Opin Struct Biol. 41, 119-127 (2016).</li><li>Ramberger, M., 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=Comparison+of+diagnostic+accuracy+of+microscopy+and+flow+cytometry+in+evaluating+n-methyl-d-aspartate+receptor+antibodies+in+serum+using+a+live+cell-based+assay.">Comparison of diagnostic accuracy of microscopy and flow cytometry in evaluating n-methyl-d-aspartate receptor antibodies in serum using a live cell-based assay.</a> PLoS One. 10 (3), e0122037 (2015).</li><li>Wandinger, K. P., Saschenbrecker, S., Stoecker, W., Dalmau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-NMDA-receptor+encephalitis:+a+severe,+multistage,+treatable+disorder+presenting+with+psychosis.">Anti-NMDA-receptor encephalitis: a severe, multistage, treatable disorder presenting with psychosis.</a> J Neuroimmunol. 231 (1-2), 86-91 (2011).</li><li>Dahm, 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=Seroprevalence+of+autoantibodies+against+brain+antigens+in+health+and+disease.">Seroprevalence of autoantibodies against brain antigens in health and disease.</a> Ann Neurol. 76 (1), 82-94 (2014).</li><li>J&#233;z&#233;quel, 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=Cell-+and+single+molecule-based+methods+to+detect+anti-n-methyl-d-aspartate+receptor+autoantibodies+in+patients+with+first-episode+psychosis+from+the+OPTiMiSE+project.">Cell- and single molecule-based methods to detect anti-n-methyl-d-aspartate receptor autoantibodies in patients with first-episode psychosis from the OPTiMiSE project.</a> Biol Psychiatry. , (2017).</li></ol>

Il existe plusieurs tests immunologiques à base de cellules pour dépister la présence d’auto-anticorps dirigés contre le récepteur NMDA rapportées dans la littérature, y compris direct sur les cellules immunofluorescence essai11, fixé le test d’immunofluorescence sur les cellules9 , et axée sur la cytométrie de flux test14. Le test d’immunofluorescence direct de base de cellules doit être effectué peu de temps après la préparation...

L’encéphalite auto-immune récepteur anti-NMDA est une entité nouvellement reconnue de la maladie qui peut survenir chez des patients de tous âges et affecte principalement les patientes1,2. Il est l’un de l’encéphalite diagnostiqué plus fréquemment chez les patients présentant la première étiologie inconnue d’encéphalite3. Patients atteints d’encéphalite récepteur anti-NMDA habituellement ont des symptômes avant-coureurs d’un mal de tête ou fièvre, suivie par le développement rapide de changement de niveau de conscience et une variété de symptômes neuropsychiatriques aigus, notamment l’agitation, irritabilité , anxiété, insomnie, hallucinations, délire, agressivité, comportements bizarres, des anomalies de mouvement, dérèglement du système nerveux autonome et saisie attaque4,5. La reconnaissance précoce de cette condition et le traitement à l’immunothérapie sont importants pour un meilleur résultat et même pleine reprise de patients affectés de6. Par conséquent, il est suggéré que l’encéphalite auto-immune d’anti-NMDA récepteur soit considérée comme un diagnostic différentiel important de patients qui présentent des caractéristiques psychotiques aigus ou d’apparition récente7,8.
Outre les caractéristiques cliniques, détection d’auto-anticorps contre le récepteur NMDA dans le sang ou le LCR est essentielle pour le diagnostic précis de l’anti-NMDA récepteur encéphalite auto-immune9. La plupart des tests immunologiques pour détecter l’auto-anticorps de récepteurs anti-NMDA sont disponibles dans quelques recherches laboratoires10,11, et il n’y a qu’un seul dosage immunofluorescence de base de cellules disponibles dans le commerce pour le dépistage de la anti-NMDA récepteur autoanticorps12. L’objectif de cette étude est de développer un test par immunofluorescence sur les cellules interne simple qui peut être idéalement utilisé en laboratoire pour dépister la présence d’autoanticorps anti-NMDA récepteur faciliter la recherche clinique du récepteur anti-NMDA encéphalite auto-immune. Le récepteur NMDA est une hétérotétramère ion channel protéine complexe est spécifiquement exprimée dans le cerveau. Il est fait de deux sous-unités de NR1 obligatoires et la combinaison d’un ou deux sous-unités NR2A, NR2B, NR2C ou NR2D13. Une précédente étude rapporte que l’épitope principaux ciblé par les anticorps est au niveau du domaine N-terminal extracellulaire des sous-unités NR15. Par conséquent, dans ce protocole, nous exprimer la protéine recombinante humaine de sous-unité NR1 de récepteur NMDA estampillé de la protéine fluorescente verte (GFP) dans la lignée de cellules épithéliales de rein embryonnaire humain (HEK293) et développer un test d’immunofluorescence sur les cellules pour détecter la classe des IgG des autoanticorps récepteur anti-NMDA dans le sang.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>GRIN1 (GFP-tagged) - Human glutamate receptor, ionotropic, N-methyl D-aspartate 1 (GRIN1), transcript variant NR1-1</td>
			<td>Origene (Rockville, MD, USA)</td>
			<td>RG219368</td>
			<td>NR1-cDNA clone tagged with C-terminal tGFP sequences</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pCMV6-AC-GFP</td>
			<td>Origene (Rockville, MD, USA)</td>
			<td>PS100010</td>
			<td>mammalian vector with C-terminal tGFP tag</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EndoFree Plasmid Maxi Kit</td>
			<td>Qiagen (Hilden Germany)</td>
			<td>12362</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipofectamine 2000 Transfection Reagent</td>
			<td>Invitrogen (Carlsbad, CA, USA)</td>
			<td>11668-019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Opti-MEM I Reduced Serum Medium</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>31985-070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, High Glucose, Pyruvate</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>11995-065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Characterized Fetal Bovine Serum, US Origin</td>
			<td>GE Healthcare Life Sciences</td>
			<td>SH30071.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-Human IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor 594 conjugate</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>A-11014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive control: anti-glutamate receptor (type NMDA)</td>
			<td>Euroimmun AG, L&#252;beck, Germany</td>
			<td>CA 112d-0101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Euroimmun Assay Kit</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple cell-based immunofluorescence assay to detect autoantibody against the n-methyl-d-aspartate (nmda) receptor in blood

La présence d’auto-anticorps récepteur anti-NMDA peut causer divers symptômes neuropsychiatriques chez les patients touchés, appelées encéphalite auto-immune d’anti-NMDA récepteur. Détection de l’auto-anticorps spécifiques contre le récepteur NMDA dans le sang ou le liquide céphalo-rachidien (LCR) est essentielle pour le diagnostic exact de cette condition. Le récepteur NMDA est une protéine de canal ionique complexe qui contient quatre sous-unités, dont deux sous-unité obligatoire du récepteur NMDA 1 (NR1) et un ou deux récepteurs de NMDA sous-unité 2 a (NR2A), 2 b sous-unité de récepteurs NMDA (NR2B), sous-unité de récepteur NMDA 2C (NR2C), ou récepteur NMDA sous-unité 2D (NR2D). L’épitope d’auto-anticorps récepteur anti-NMDA a été signalé à être présents sur le domaine extracellulaire de N-terminale de la sous-unité NR1 du récepteur NMDA. L’objectif de cette étude est de développer un test simple immunofluorescence sur les cellules qui peut être utilisé comme un test de dépistage pour détecter la présence d’autoanticorps dirigés contre une sous-unité NR1 du récepteur NMDA dans le sang pour faciliter la recherche clinique et fondamentale de encéphalite auto-immune du récepteur anti-NMDA.

En moyenne, nous pourrions obtenir 200-300 µg expression exempte d’endotoxine plasmide NR1-GFP et GFP de culture bactérienne 250 mL suivant la procédure décrite à l’article 1 du protocole. Un montant de 100 ng/puits du plasmide expression a été utilisé pour la transfection des cellules HEK293 cultivées dans la plaque 48 puits comme décrit dans l’article 2 du protocole. 30-24 h après la transfection, les cellules expriment le NR1-GFP et protéines recombinantes GFP a peuve...

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A Simple Cell-based Immunofluorescence Assay to Detect Autoantibody Against the N-Methyl-D-Aspartate NMDA Receptor in Blood

Nous avons exprimé façon ectopique sous-unité NR1 de récepteur NMDA estampillé de la protéine fluorescente verte dans les cellules embryonnaires humaines (HEK293) comme antigène pour détecter des auto-anticorps dirigés contre le récepteur NMDA dans le sang des patients soupçonnés d’être atteinte d’encéphalite auto-immune. Cette méthode simple peut être appropriée pour le dépistage en milieu clinique.

Un test Simple Immunofluorescence sur les cellules pour détecter des auto-anticorps contre le récepteur N-méthyl-D-Aspartate (NMDA) dans le sang

The presence of anti-NMDA receptor autoantibody can cause various neuropsychiatric symptoms in the affected patients, termed anti-NMDA receptor autoimmune ...

The overall goal of this assay is to detect autoantibodies against the NMDA receptor in the blood of patients with suspected autoimmune encephalitis. The measure help answer the key questions in differential diagnosis of patients with acute neuro-psychiatric symptoms. The main advantage of this technique is that it is a simple and reliable screening measure.Begin this procedure by preparing gelatin-coated culture plates. Aliquot 200 microliters of a 2%gelatin solution to each well of a 48-well culture plate and incubate the plate at 37 degrees Celsius for at least 30 minutes. After 30 minutes, aspirate the gelatin solution from the wells.Seed in each well 5 times 10 to the 4th HEK293 cells in 200 microliters of cell culture medium, containing 10%FBS. Incubate the plate overnight at 37 degrees Celsius in a humidified incubator supplied with 5%carbon dioxide. On the following day, replace the spent culture medium in each well with 200 microliters of fresh culture medium, containing 10%FBS.Scaling up according to the total number of wells in the experiment, Prepare solution A by mixing the NR1-GFP plasmid with culture medium. Prepare solution B by mixing the transfection reagent with culture medium. Prepare solution C by mixing solution A and solution B and incubating the mixture at room temperature for 20 to 30 minutes.Next, aliquot 40 microliters of solution C to each well containing the HEK293 cells. Swirl the plate gently and incubate the plate at 37 degrees Celsius in a humidified incubator supplied with 5%carbon dioxide overnight. Check the expression of the NR1-GFP recombinant protein in the host cells under a fluorescent microscope with 40 times to 200 times magnification, before proceeding to the cell-based immunofluorescence assay.To begin this assay, first aspirate the spent medium from the wells of the culture plate and then wash each well with 200 microliters of PBS three times. Add 200 microliters of 4%paraformaldehyde solution to each well and incubate the plate at room temperature for 15 minutes. Aspirate the paraformaldehyde solution from the wells and wash each well with 200 microliters of PBS three times.Next, add 200 microliters of 10%skim milk in PBST solution to each well and incubate the plate at room temperature with gentle shaking for one hour. Aspirate the 10%skim milk in PBST solution from the wells and wash the wells with 200 microliters of PBST once. Incubate the wells with plasma diluted one to 100 in PBST as the primary antibody with gentle shaking at room temperature for one hour.After one hour, aspirate the diluted plasma from the wells and wash each well with 200 microliters of PBST three times. To each well, add 200 microliters of goat anti-human IgG, conjugated with Alexa Fluor 594 and incubate the culture plate at room temperature with gentle shaking for one hour. Next, aspirate the goat anti-human IgG conjugated with Alexa Fluor 594 solution and wash each well with 200 microliters of PBST three times.After the third PBST wash, add 100 microliters of glycerol solution, containing DAPI, to each well. Observe and image the cells under a fluorescent microscope using the correct filter for each dye and a 10 times eye piece with four times, 10 times and 20 times objectives. These representative images taken 24 to 30 hours after transfection, show HEK293 cells that express NR1-GFP.Approximately 30%of the cells had the green signal under the fluorescent microscope. In the corresponding Alexa Fluor 594 images, the red signal in panel B indicates the binding of the anti-NMDA receptor autoantibodies to the NR1 expressed in the HEK293 cells. The weak red signal in panel E indicates the background noise of the Alexa Fluor 594 images.The cells expressing NR1-GFP were used for screening the presence of anti-NMDA receptor autoantibodies in a human plasma sample. In these merged images, the yellow color indicates colocalization of the NR1-GFP and anti-NMDA receptor autoantibodies. The arrows indicate examples of cells with prominent colocalization.A plasma sample that shows a greater than 30%overlap of green and red signals will be interpreted as positive in this case. In the merged image of the negative control, there is little overlap of green and red signals, which confirms the specific binding of the anti-NMDA receptor autoantibodies to the NR1-GFP in the assay. Once mastered, the technique can be done in four hours if it is performed properly.While attempting this technique, it is important to remember it is just a screening measure. Following these procedures, other measures such as western blot analysis, and tissue-based analysis can be performed to answer additional questions like specificity of positive cases. After development, the technique pave the way for researchers in the field of psychiatry to explore differential diagnosis of patients with acute mental health emergency.After watching this video, you should have a good understanding of how to perform the assay to screen for autoantibodies against NMDA receptor in the blood.

Research

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