RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
قياس المؤشرات الحيوية في العينات البيولوجية المعقدة يوجه بشكل متزايد عملية صنع القرار السريري. نصف طريقة حساسة للغاية لقياس البروتين المرتبط بالميوسين القلبي في وقت واحد ، والكرياتين كيناز MB ، والتروبونين القلبي I في عينات المصل من الأشخاص الذين يعانون من احتشاء عضلة القلب والأشخاص الأصحاء للتحكم في نفس الوقت.
أصبحت المؤشرات الحيوية أكثر أهمية في صنع القرار السريري ، وكذلك العلوم الأساسية. إن تشخيص احتشاء عضلة القلب (MI) مدفوع إلى حد كبير باكتشاف البروتينات الخاصة بالقلب في مصل الدم أو البلازما للمرضى كمؤشر على إصابة عضلة القلب. بعد أن أظهرنا مؤخرا أن بروتين ربط الميوسين القلبي-C (cMyBP-C) يمكن اكتشافه في المصل بعد MI ، فقد اقترحناه كمؤشر حيوي محتمل ل MI. عادة ما يتم اكتشاف المؤشرات الحيوية عن طريق فحوصات الممتز المناعي التقليدية المرتبطة بإنزيم الساندويتش. ومع ذلك ، تتطلب هذه التقنية حجم عينة كبير ، ولها نطاق ديناميكي صغير ، ويمكنها قياس بروتين واحد فقط في كل مرة.
< p class = "jove_content">هنا نعرض مقايسة مناعية متعددة الإرسال يمكن من خلالها قياس ثلاثة بروتينات قلبية في وقت واحد بحساسية عالية. قياس cMyBP-C في أحادي أو مع الكرياتين كيناز MB والتروبونين القلبي أظهرت حساسية مماثلة. تستخدم هذه التقنية طريقة Meso Scale Discovery (MSD) لتعدد الإرسال في صفيحة مكونة من 96 بئرا جنبا إلى جنب مع التلألؤ الكيميائي الكهربائي للكشف. في حين أن أحجام العينات الصغيرة فقط مطلوبة ، يتم تحقيق حساسية عالية ونطاق ديناميكي كبير. باستخدام هذه التقنية ، قمنا بقياس مستويات cMyBP-C والكرياتين كيناز MB والتروبونين القلبي I في عينات مصل من 16 شخصا مصابا ب MI وقارنا النتائج مع 16 شخصا تحكميا. تمكنا من اكتشاف جميع العلامات الثلاث في هذه العينات ووجدنا أن جميع المؤشرات الحيوية الثلاثة تزداد بعد MI. لذلك ، فإن هذه التقنية مناسبة للكشف الحساس عن المؤشرات الحيوية للقلب في عينات المصل.قياس الكميات المنخفضة من البروتين في العينات البيولوجية المعقدة ، مثل المصل ، له أهمية سريرية متزايدة لإدارة المرضى ، وكذلك العلوم الأساسية. على سبيل المثال ، تتوافق الزيادة في مستويات مصل المؤشرات الحيوية للقلب ، مثل التروبونين I ، في بيئة سريرية مع احتشاء عضلة القلب الحاد (MI) 1. للكشف عن البروتينات في عينات المصل ، فإن مقايسة الممتز المناعي القياسية المرتبطة بالإنزيم (ELISA) هي التقنية الأكثر استخداما لأنها تتمتع بحساسية عالية وتسمح بالقياس الكمي المطلق للمادة التحليلية. ومع ذلك ، تتطلب ELISAs التقليدية كمية كبيرة نسبيا من العينة (عادة 100 ميكرولتر) ، ولها إشارة خلفية عالية في بعض السوائل البيولوجية ، وتقتصر على قياس مادة تحليلية واحدة فقط لكل ELISA2.
في الآونة الأخيرة ، تم تقديم تقنية جديدة للمقايسة المناعية تتحايل على العديد من هذه العيوب. يستخدم هذا الاختبار المعدل ، الذي طورته MSD ، التلألؤ الكيميائي الكهربائي (ECL) للكشف عن الإشارة ، مما يسمح بخلفية منخفضة جدا وحساسية متزايدة ، مما يتيح استخدام أحجام عينات صغيرة. يعتمد التلألؤ الكيميائي الكهربائي على جزيء المراسل الروثينيوم (II) trisbipyridal ، والذي يرتبط بالأجسام المضادة للكشف. ينبعث جزيء المراسل هذا من الضوء عند 620 نانومتر عند التحفيز الكهربائي لقاع اللوحة المكونة من 96 بئرا والتي تحتوي على أقطاب كهربائية كربونية مدمجةفيها 3. أيضا ، باستخدام الطلاء الموضعي ، يمكن طلاء الأجسام المضادة المتعددة في بئر واحد (حتى 10 على لوح مكون من 96 بئرا) ، مما يسمح بالقياس الكمي المتزامن للبروتينات المختلفة في عينةواحدة 4. تم استخدام هذه التقنية مؤخرا لقياس ملامح السيتوكين المسببة للالتهابات في المصل5،6. تقارن لوحات تعدد الإرسال من MSD بشكل إيجابي مع منصات الفحص المتعدد الأخرى7.
< p class = "jove_content">باستخدام MSD كمنصة اختبار أساسية ، قمنا بتطوير لوحة 3-plex مخصصة يمكنها تحديد مستوى بروتين ربط الميوسين القلبي C (cMyBP-C) ، والكرياتين كيناز MB (CK-MB) ، والتروبونين القلبي I (cTnI) ، وتمت مقارنة النتائج بالكشف الأحادي عن cMyBP-C. CK-MB و cTnI هي مؤشرات حيوية راسخة ل MI. ومع ذلك ، يمكن أن تحدث الزيادات في هذه المؤشرات الحيوية بسبب أمراض أخرى غير MI ، مثل التهاب عضلة القلب أو الفشل الكلوي8. هذا يجادل في إضافة مؤشرات حيوية إضافية لزيادة خصوصية تشخيص MI. لقد أظهرنا مؤخرا أن cMyBP-C هو أيضا مؤشر حيوي محتمل ل MI9. cMyBP-C هو بروتين مرتبط بخيوط سميكة يتم التعبير عنه في القلب ، 10-12 ولكن ليس في العضلات الهيكلية أو الملساء. وبالتالي ، فإن زيادة مستوى cMyBP-C في الدورة الدموية هو مؤشر محدد لتلف القلب13.في هذه الدراسة ، قارنا الكشف أحادي الإرسال ل cMyBP-C باستخدام اختبار 3-plex مخصص لقياس مستويات مصل cMyBP-C و CK-MB و cTnI في مصل المرضى الذين يعانون من MI. في المستقبل ، يمكن استخدام تقنية التوقيع هذه لتشخيص عضلة القلب في المرضى الذين يعانون من ألم في الصدر في غرفة الطوارئ.
وافق مجلس مراجعة المؤسسة (IRB) التابع لجامعة لويولا في شيكاغو على الدراسة لاستخدام عينات بشرية مجهولة الهوية واستخدام المقايسة المناعية (LU # 20392).
1. فحص Uniplex cMyBP-C
يتم عرض المبادئ الأساسية وسير عمل المقايسة 3-plex في الشكل 1، ويتم وصف سير العمل الكلي في الجدول 1. تعمل فحوصات Uniplex وفقا لنفس المبدأ باستثناء أن البئر السفلي بأكمله مغطى بجسم مضاد واحد للالتقاط. يتم الكشف عن الإشارة عن طريق ECL حيث يتم تطبيق إشارة كهربائية على قاع البئر. وهذا بدوره يبدأ الإنتاج المحلي للضوء من خلال تفاعل كيميائي للمخزن المؤقت للقراءة باستخدام ملصق SULFO-TAG على الجسم المضاد للكشف. هذا يؤدي إلى الخلفية المنخفضة والحساسية العالية للمقايسة. في الشكل 2 ، تتم مقارنة المنحنى القياسي ل cMyBP-C في مقايسة أحادية الإرسال بمنحنى cMyBP-C في مقايسة 3-plex. يظهر كلا المقياسين حساسية عالية جدا ونطاقا ديناميكيا عاليا. يتم عرض مستويات الكشف ومستويات القياس الكمي في الجدول 2 وهي قابلة للمقارنة في كل من المقايسات أحادية الإرسال و 3-plex. يتم أيضا عرض مستويات الكشف عن cTnI و CK-MB في الشكل 3 والجدول 2. تم تحديد التباين بين المشغلين عن طريق قياس عينات متطابقة (ن = 2 ، 3 مكررات تقنية) بواسطة مشغلين مختلفين ووجد أن التباين منخفض (السيرة الذاتية 8.5٪). تمت دراسة التفاعل المتبادل للأجسام المضادة للكشف مع المعايرين الآخرين عن طريق احتضان المنحنيات القياسية الفردية لجميع أجهزة المعايرة الثلاثة مع الأجسام المضادة للكشف الفردي (الشكل 4). شوهدت كمية منخفضة فقط من التفاعل المتبادل بين معاير CK-MB والأجسام المضادة للكشف عن cTnI و cMyBP-C بينما لم يلاحظ أي تفاعل متبادل بين أجهزة المعايرة الأخرى والأجسام المضادة للكشف.
< p class = "jove_content" >كدليل على قابلية تطبيق الاختبار للكشف عن إصابة القلب ، تمت مقارنة مستويات المصل ل 16 شخصا مصابا ب MI مع مجموعة ضابطة (ن = 16). باستخدام لوحة 3-plex ، تم تحديد مستويات مصل cMyBP-C و CK-MB و cTnI. تمت زيادة جميع المؤشرات الحيوية الثلاثة في الأشخاص الذين يعانون من MI (انظر الشكل 5) من 3.7 ضعفا (cMyBP-C) إلى 12.2 ضعفا (CK-MB) ، على الرغم من أن التباين في مستويات المصل كان الأدنى في مجموعة cMyBP-C.




ولا يزال طلب البراءة الكامل معلقا (الطلب المسلسل رقم 13/464,466، العدد المنشور. الولايات المتحدة 2012/0282618 A1 والتاريخ: 05/04/12) لتحديد عوامل الخطر المرتبطة بتدهور cMyBP-C وإطلاقه في سوائل جسم الإنسان وتحديد مستوى cMyBP-C في سوائل جسم الإنسان.
قياس المؤشرات الحيوية في العينات البيولوجية المعقدة يوجه بشكل متزايد عملية صنع القرار السريري. نصف طريقة حساسة للغاية لقياس البروتين المرتبط بالميوسين القلبي في وقت واحد ، والكرياتين كيناز MB ، والتروبونين القلبي I في عينات المصل من الأشخاص الذين يعانون من احتشاء عضلة القلب والأشخاص الأصحاء للتحكم في نفس الوقت.
تم تمويل هذه الدراسة من قبل منح المعاهد الوطنية للصحة R01HL105826 و K02HL114749 (الدكتور سادايابان) ، وزمالات الغرب الأوسط لجمعية القلب الأمريكية ؛ 11PRE7240022 (السيد بارفيلد) و 13POST14720024 (دكتور جوفيندان). يقر المؤلفون بامتنان بمساعدة الدكتور جيمي بيج وجيل كلامبيت والدكتور جون هدسون ، MSD ، لدعمهم الفني والأدبي الممتاز في تطوير الفحص.
| Recodes< / strong> | |||
| MSD Read-Buffer T (4X) مع اكتشاف مقياس Meso الخافض للتوتر السطحي | R92TC-2 |   ؛ | |
| Tween-20 | Acros | 9005-64-5 | |
| MSD Blocker A | Meso Scale Discovery | R93BA-1 | & nbsp; |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات ، 10X | Fisher BioReagents | BP399-4 | مرشح قبل الاستخدام |
| الجسم المضاد لبروتين ربط الميوسين C ، فأر أحادي النسيلة (E7) ، خال من الجيلاتين | سانتا كروز | SC-137180L | للطلاء ، يجب أن يكون الجسم المضاد خاليا من |
| متعدد المصفوفات 96 جيدا لوحة | قياسية Meso Scale Discovery | L15XA-3 |  ؛ |
| نموذج أولي 3-plex ، أربعة نقاط ، 96 بئر لوحة مع cMyBP-C و cTnI و CK-MB | Meso Scale Discovery | N452A-1 |   ؛ |
| شركة ThermaSeal لختم فيلم | منتجات علوم | الحياةST-3098 | |
| MSD SECTOR Imager 2400A | Meso Scale Discovery | ||
| MTS 2/4 شاكر ميكروتيتر رقمي | IKA | 3208001 |