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Methodenartikel

Eine in vitro Methode zur Bestimmung der anti-apoptotischen Aktivität von Antikörpern gegen TNFα

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8. Juli 2025

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Quelle: Tierrablanca-Sánchez, L., et al. Bestimmung der relativen Wirksamkeit eines monoklonalen Anti-TNF-Antikörpers (mAb) durch Neutralisierung von TNF mit einer bioanalytischen In-vitro-Methode. J. Vis. Exp. (2017)

Dieses Video demonstriert eine Technik zur Bewertung der Wirksamkeit von Antikörpern gegen Tumornekrosefaktor-alpha (TNFα), ein inflammatorisches Zytokin, durch einen in vitro bioanalytischen Ansatz. Wenn TNFα in gestresste Zellen eingeführt wird, löst es die Apoptose aus. Die Bindung an die Antikörper schränkt TNFα jedoch ein und verhindert so die Apoptose. Der Grad der Apoptose wird mit Hilfe eines Biolumineszenz-Assays quantifiziert.

Protokoll

>1. Vorbereitung der Medien und Lösungen

  1. Bereiten Sie das Nährmedium vor: RPMI-1640 mit 10 % fötalem Rinderserum (FBS), pH 7,4.
  2. Präparation des Assay-Kulturmediums: RPMI-1640 ohne Phenolrot, aber mit 1 % FBS, pH 7,4.
  3. Aufbereitung der Zellwaschlösung: Mg- und Ca-freie Lösung mit phosphatgepufferter Kochsalzlösung (DPBS) von Dulbecco mit 0,02 % EDTA, pH 7,4.
  4. Bereiten Sie die Zellablösungslösung vor: 0,125 % Trypsin mit 1 mM Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA).
    1. 100 ml einer 0,25%igen Trypsin-EDTA-Lösung auftauen und in einen sterilen 500-ml-Kolben überführen.
    2. Mischen Sie es mit 100 mL Zellwaschlösung und geben Sie 15 mL Aliquots in sterile 15 mL Röhrchen. Bis zur Verwendung bei -70 bis -80 °C lagern.
    3. Diese Lösungen werden durch eine 0,22-μm-Membran filtriert und vor der Verwendung mindestens 30 Minuten lang auf 37 °C erwärmt.
  5. Bereiten Sie Apoptose-Induktions-Stammlösung TNFα-Lösung mit 3,3 μg/ml vor.
    1. 20 μg TNFα mit 500 μl filtersterilisiertem Wasser in seinem Primärbehälter auflösen und bis zur vollständigen Auflösung mischen.
    2. In ein steriles 15-ml-Röhrchen umfüllen und 5,5 mL DPBS Mg- und Ca-freie Lösung in dieses Röhrchen geben. Vorsichtig mit einem Vortex-Mixer mischen.
    3. Aliquotieren Sie die Lösung in 70-μl-Portionen. Jedes Aliquot in 0,5 mL Mikroröhrchen geben und bei -80 °C lagern.
  6. Apoptose-Induktionslösung herstellen: TNFα-Lösung bei 40 ng/ml.
    1. Tauen Sie ein Aliquot der Apoptose-Induktions-Stammlösung auf und inkubieren Sie es 10 Minuten lang in einem Wasserbad bei 25 °C.
    2. Verdünnen Sie die Apoptose-Induktions-Stammlösung auf 40 ng/ml, indem Sie 61 μl 3,3 μg/ml TNFα-Lösung zu 4,939 ml Assay-Kulturmedium in einem sterilen 15-ml-Röhrchen hinzufügen.
    3. Mit einem Wirbelmischer 10 Sekunden lang mischen; diese Lösung muss vor der Verwendung frisch zubereitet werden.
    4. Erwärmen Sie die Lösung mindestens 30 Minuten lang auf 37 °C, bevor Sie sie im Neutralisationsassay verwenden.
  7. Bereiten Sie die Substratlösung vor: Caspase 3/7 Glo Lösung.
    1. Tauen Sie die Caspase-Pufferlösung (Caspase 3/7 Glo-Puffer) vor Gebrauch 12 Stunden lang auf.
    2. Lassen Sie die Caspase-Pufferlösung und das Substrat (Caspase 3/7 Glo-Substrat) vor dem Mischen 30 Minuten lang getrennt bei 25 ± 5 °C ruhen.
    3. 10 ml der Caspase-Pufferlösung in das Substratfläschchen überführen und durch Inversion mischen.
    4. Bis zur Verwendung bei 25 ± 5 °C lichtgeschützt aufbewahren.
      Anmerkung: Die Lösung ist bei Raumtemperatur 6 h haltbar.

>2. Zellkultivierung und -zählung

  1. Auftauen der Zellen und die erste Subkultur.
    1. Nehmen Sie ein Fläschchen mit WEHI 164-Zellen bei -80 °C aus dem Gefrierschrank und stellen Sie sie in ein Eisbad.
    2. Pipettieren Sie mit 1 ml vorgewärmtem Kulturmedium auf und ab, bis die gefrorenen Zellen vollständig aufgetaut sind.
    3. Geben Sie 9 ml vorgewärmtes Nährmedium auf ein steriles 15-ml-Röhrchen.
    4. Die Zellsuspension wird in das sterile 15-ml-Röhrchen überführt und fünfmal durch Inversion vorsichtig gemischt.
    5. Die Zellsuspension bei 125 x g für 3 min zentrifugieren. Den Überstand verwerfen und das Zellpellet disaggregieren.
    6. Geben Sie 5 ml Nährmedium in das Röhrchen. Mischen, bis die Zellen vollständig resuspendiert sind.
    7. Für die Zellzählung 50 μl der Zellsuspension in ein 500 μl Mikroröhrchen überführen und mit 50 μl 0,4 % Trypanblau mischen. Zählen Sie die Zellen und stellen Sie sie auf 0,5 x 106 Zellen/ml ein. Siehe Schritt 2.2 unten.
    8. 13 ml vorgewärmtes Kulturmedium werden in einen 75-ml-Zellkulturkolben gegeben.
    9. Geben Sie genügend Zellsuspensionsvolumen aus Schritt 2.1.6 ab, um 0,5 x 106 Zellen/ml im Zellkulturkolben zu erreichen, und inkubieren Sie bei 37 °C und 5 % CO2 über Nacht.
  2. Zellzählung.
    1. Unter Verwendung der Lösung aus Schritt 2.1.6 werden 0,05 ml auf ein Hämozytometer übertragen und die Zelldichte unter dem Mikroskop unter Verwendung des Trypanblau-Ausschlusses bestimmt.
    2. Quantifizieren Sie die Gesamtzahl der Zellen und lebensfähigen Zellen.
    3. Stellen Sie die Zellsuspensionen auf 0,5 x 106 Zellen/ml.
      VKulturmedium (ml) = figure-protocol-1
      V-Kulturmedium (ml) = (5 ml -V-Zellsuspension)
      V-Kulturmedium (ml) = Angepasstes Volumen der WEHI 164-Zellsuspension
      NVC = Anzahl lebensfähiger WEHI 164 Zellen/ml
      V-Kulturmedium (ml) = Assay-Kulturmediumvolumen, das der Zellsuspension zugesetzt wird, um 0,5 x 106 Zellen/ml
      zu erreichen 0,5 x 106 = Ziel-Zelldichte
  3. Die Zellablösung und die zweite und dritte Subkultur.
    Anmerkung: Ein Vakuumsystem kann verwendet werden, um die Lösungen aus den Kolben zu entfernen. Es können Einweg- oder sterile Glaspipetten verwendet werden. Wenn die Pipette oben eine Wattestopfung hat, muss diese vor dem Gebrauch entfernt werden.
    1. Entfernen Sie das Nährmedium mit einer sterilen 1-ml-Pipette und einem Vakuum aus dem Zellkultur-T-Kolben.
    2. Geben Sie 5 ml Zellwaschlösung in den Kultur-T-Kolben, mischen Sie vorsichtig und verwerfen Sie die Lösung. Wiederholen Sie diesen Schritt zweimal.
      Anmerkung: Die vollständige Entfernung des Kulturmediums ist entscheidend für eine effiziente Zellablösung.
    3. 15 ml Zellablösungslösung in den T-Kolben geben und 3 min in einem Inkubator bei 37 °C und 5 % CO2 stehen lassen.
    4. Unter dem Mikroskop ist zu überprüfen, ob in der Innenwand des Kolbens keine Zellen vorhanden sind. Entnehmen Sie die Zellen mit einer sterilen 20-ml-Pipette aus dem Kultur-T-Kolben und geben Sie sie in ein steriles 50-ml-Röhrchen ab.
    5. Die Zellsuspension wird 3 Minuten lang bei 125 x g zentrifugiert. Der Überstand wird verworfen und das Pellet mit weiteren 5 ml Nährmedium resuspendiert.
    6. Zählen Sie die Zellen und fügen Sie genügend Kulturmedium hinzu, um die gewünschte Zellkonzentration gemäß Gleichung 1 zu erreichen.
    7. Diese Suspension wird in einen 72 cm2 T-Kolben gegeben und über Nacht bei 37 °C und 5 % CO2 inkubiert.
    8. Subkulturieren Sie die Zellen mindestens zweimal, bevor Sie sie im Neutralisationsassay verwenden. Wiederholen Sie die Schritte 2.3.1 bis 2.3.8 für die nächsten zwei Tage.
  4. Assay-Zellsuspension.
    1. Wählen Sie eine WEHI 164-Subkultur aus, die über mindestens drei Durchgänge verfügt. Siehe Schritt 2.1.
    2. Trennen und zählen Sie die Zellen gemäß den Schritten 2.2 und 2.3 dieses Protokolls.
    3. Verdünnen Sie die Zellsuspension gemäß Gleichung 1 auf 0,5 x 106 Zellen/ml.
    4. Verwenden Sie diese zelluläre Suspension für den Neutralisationsassay. Mischen Sie alle Zellsuspensionen vor der Verwendung mit einem Vortex-Mischer.

>3. Antikörpervorbereitung und Verdünnungen

  1. Quantifizierung der mAbs.
    1. Bestimmen Sie die Konzentration der Referenzsubstanz, der Kontrollprobe und der analytischen Probe durch UV-Absorption bei 280 nm unter Verwendung ihres Massenauslöschungskoeffizienten (1,39).
      Anmerkung: Die ursprünglichen Konzentrationen könnten den Etiketten von Arzneimitteln entnommen werden. Dies muss jedoch durch UV-Absorption nachgewiesen werden.
  2. mAb-Verdünnungen.
    1. Verdünnen Sie alle Proben unabhängig voneinander in dreifacher Ausfertigung mit DPBS Mg- und Ca-freier Lösung in 2-ml-Mikroröhrchen bis zu 2 mg/ml. Diese Konzentration wird durch UV-Absorption in dreifacher Ausfertigung mit DPBS Mg- und Ca-freier Lösung als Blindwert bestätigt.
    2. Mischen Sie die Stammproteinlösungen 5 Sekunden lang mit einem Vortex-Mixer.
    3. Verdünnen Sie 100 μl jeder 2 mg/ml mAb-Lösung mit 0,9 ml des Assay-Kulturmediums.
    4. 5 s lang mit einem Vortex-Mixer mixen.
      Anmerkung: Diese Lösungen haben eine Konzentration von 200 μg/ml. Verdünnungen müssen für jedes Dreifachpräparat durchgeführt werden.
    5. Verdünnen Sie 10 μl jeder 200 μg/ml-mAb-Lösung mit 0,99 mL des Assay-Kulturmediums. Mit einem Vortex-Mixer 5 s lang mixen. Diese Lösungen haben eine Konzentration von 2 μg/ml. Führen Sie für jedes Dreifachpräparat serielle Verdünnungen durch, bevor Sie sie im Neutralisationsassay verwenden.
    6. Führen Sie Anti-TNFα-mAb-Verdünnungen in drei unabhängigen Mikrotiterplatten durch. Machen Sie von jedem unabhängigen Triplakat ein Duplikat und geben Sie es in eine Mikrotiterplatte, wie in Tabelle 1 gezeigt. Referenzsubstanz
    7. Führen
    8. Sie mAb-Verdünnungen jeder Referenz, Probe oder Kontrolle durch, wie in Tabelle 2.
      gezeigt Anmerkung: Die in dieser Tabelle beschriebenen Anti-TNFα-mAb-Konzentrationen sind nicht die Endkonzentrationen im Neutralisationsassay.
    9. Bewahren Sie die Platten bis zur Verwendung bei 25 ± 5 °C auf.

>4. Neutralisationsassay mit WEHI 164 Zellen

  1. Mischen Sie durch Vortexen aller Zellsuspensionen (0,5 x 106 Zellen/ml) vor der Abgabe in einem beliebigen Schritt dieses Protokolls.
    Anmerkung: In diesem Abschnitt erwärmen Sie jede Lösung vor der Verwendung 30 Minuten lang auf 37 °C.
  2. Übertragen Sie 50 μl der Zellsuspension in jede der 60 Vertiefungen der Mikrotiterplatten, indem Sie von Spalte 2 bis 11 und von Linie B nach G wechseln.
  3. Übertragen Sie 50 μl mAb-Referenz-, Proben- und Kontrollverdünnungen in Mikrotiterplatten. Befolgen Sie das in Abbildung 1 dargestellte Muster.
  4. Geben Sie 50 μl der Apoptose-Induktionslösung in jede Vertiefung
  5. .
  6. Verwenden Sie zelluläre Kontrollen von 50 μl WEHI 164-Zellen, die in drei Vertiefungen abgegeben werden. Bringen Sie jede Vertiefung mit einem Assay-Kulturmedium auf ein Endvolumen von 150 μl.
  7. Verwenden Sie eine Zytotoxizitätskontrolle aus einer Mischung aus 50 μl WEHI 164-Zellen und 50 μl Apoptose-Induktionslösung. Bringen Sie jede Vertiefung mit einem Assay-Kulturmedium auf ein Endvolumen von 150 μl.
  8. Für die TNFα-Kontrolle verwenden Sie 50 μl der Apoptose-Induktionslösung und bringen Sie sie mit dem Assay-Kulturmedium auf 150 μl.
  9. Verwenden Sie für den Blindwert allein 150 μl des Assay-Kulturmediums.
  10. Füllen Sie die verbleibenden Vertiefungen mit 150 μl Kulturmedium, um Verdampfungseffekte auf der Platte zu vermeiden.
  11. Wiederholen Sie die Schritte 4.1.1 bis 4.1.9 zweimal in zwei weiteren Mikroplatten.
    Anmerkung: Die mAb-Endkonzentrationen in der Mikroplatte betragen: 0,666, 0,333, 0,167, 0,111, 0,083, 0,056, 0,042, 0,028, 0,014 und 0,004 μg/ml.
  12. Laden Sie die Proben in Mikrotiterplatten, wie in Abbildung 1 gezeigt
  13. Die drei Platten bei 37 °C und 5 % CO2 16 ± 2 h inkubieren.
  14. Lassen Sie das Caspase 3/7 Glo Reagenz vor der Verwendung 30 Minuten lang bei 25 ± 5 °C stehen.
  15. Geben Sie 100 μl dieses Reagenzes in alle Vertiefungen, einschließlich der Proben und Kontrollen.
  16. Schütteln Sie die Platten mit einem Mikrotiterplatten-Vortex-Mischer 3 Minuten lang bei 25 ± 5 °C unmittelbar nach der Abgabe in die Vertiefungen.
  17. Die Platten 2,5 ± 0,5 h bei 25 ± 5 °C lichtgeschützt inkubieren.
  18. Setzen Sie die Mikrotiterplatten in das Luminometer ein und schließen Sie den nächsten Abschnitt ab.

>5. Analyse der Ergebnisse

  1. Wählen Sie mithilfe der Software für die Lumineszenzerkennung den Lumineszenzmodus und die Endpunktfunktion aus.
  2. Wählen Sie eine 96-Well-Platte mit klarem Boden und ihre 80 internen Wells, mit Ausnahme der Spalten 1 und 12.
  3. Wählen Sie eine Integrationszeit von 1.250 ms und 10 s für das Mischen der Mikroplatte vor dem Ablesen.
  4. Wählen Sie die Vertiefungen aus, in denen die Referenzsubstanz, die Analysesubstanz und die Kontrollprobe platziert werden sollen, und identifizieren Sie sie mit den entsprechenden Konzentrationen.
  5. Lesen Sie die Proben, die in den Mikrotiterplatten platziert sind, mit dem Luminometer ab.
  6. Verwenden Sie eine vierte Parametergleichung für die Analyse der Ergebnisse. Darstellung einer Dosis-Wirkungs-Kurve, wie in Abbildung 2.
    dargestellt HINWEIS:
    In der vierten Parametergleichung ist C die effektive Konzentration 50 (EC50). Dieser Wert wird verwendet, um die Referenzsubstanz, die Analysenprobe und die Kontrollprobe mit Hilfe der Effektorfunktion zu vergleichen.
  7. Für die Berechnung der relativen Potenzen ist die Referenzsubstanz auf 100 % zu fixieren, die Potenzen der Probe zu berechnen und entsprechend zu kontrollieren.
    Anmerkung: Diese Werte sind in Abbildung 3 dargestellt.

Tabelle 1: Mikroplatten-Probenarrays. Ein vollständiger Neutralisationsassay muss in drei Mikrotiterplatten innerhalb der Koordinaten B2 bis G11 durchgeführt werden. Die zufällige Abgabe von Referenz-, Analyse- und Kontrollproben ermöglicht es den Forschern, jegliche Verzerrung im Assay zu überprüfen.

Tafel 1Tafel 2Tafel 3
BrunnenProbeBrunnenProbeBrunnenProbe
B2:B11ReferenzsubstanzB2:B11KontrollbeispielB2:B11Analytische Probe
C2:C11C2:C11C2:C11
D2:D11Analytische ProbeD2:D11ReferenzsubstanzD2:D11Kontrollbeispiel
E2:E11E2:E11E2:E11
F2:F11KontrollbeispielF2:F11Analytische ProbeF2:F11Referenzsubstanz
G2:G11G2:G11G2:G11

Tabelle 2: Anti-TNFα mAb-Verdünnungen. Die seriellen Verdünnungen von anti-TNFα-mAbs sind in dieser Tabelle dargestellt. Die in dieser Tabelle beschriebenen Endkonzentrationen entsprechen nicht den Konzentrationen im Assay, bei denen die Anti-TNFα-mAbs um den Faktor 3 verdünnt wurden (mAb-Verdünnung + Kulturmedium + Zellsuspension). Fett gedruckte Linien stellen Verdünnungen dar, die von den Zeilen 3, 5, 7, 9 und 10 kommen; Nicht fett gedruckte Linien stellen die Verdünnung aus den Zeilen 3, 4 und 6 dar. Diese seriellen Verdünnungen werden kurz vor der Durchführung des Neutralisationsassays durchgeführt. Es muss darauf geachtet werden, dass vor dem Abgeben der Verdünnungen dreimal auf und ab pipettiert wird.

kg
Platten-SäuleVolumen des Assay-Kulturmediums (μL)Volumen der Referenzsubstanz, der analytischen Probe oder der Kontrollprobe (uL)Konzentration in der Testplatte (ng/ml)
arabische Ziffer0Nr. 230Das Jahr 2000
3150150 von Linie 21000
47575 von Zeile 3500
510050 von Zeile 3333
67575 ab Zeile 4250
77575 von Zeile 5Nr. 166
87575 ab Zeile 6125
97575 ab Zeile 7Nr. 83
107575 ab Zeile 9Nr. 41
1115075 ab Zeile 1013

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Ergebnisse

figure-results-1
Abbildung 1: Anordnung der Proben in den Assay-Platten. B1 bis G11 sind Well-Koordinaten in den Mikrotiterplatten und beschreiben die Positionen, an denen die Probenverdünnungen platziert werden. Fehlende Koordinaten sind Vertiefungen, die mit Kontrollen und Assay-Kulturmedium (A1-A12 und H1-H12) gefüllt sind. Diese zufällige Verteilung der Proben (Vorwärts- und Rückverdünnungen in den Mikrotiterp...

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Offenlegungen

Es wurden keine Interessenkonflikte angegeben.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
WEHI 164ATCCCRL-1751Fibrosarkomzellen aus Mus musculus
RPMI-1640 MittelATCC30-2001Medium bei 2 °C bis 8 °C lagern
RPMI 1640 Medium, kein PhenolrotGIBCOTel.: 11835-030Medium bei 2 °C bis 8 °C lagern
Trypsin-EDTA (0,25 %), PhenolrotGIBCOArtikel-Nr.: 25200-056Medium bei -10 °C bis -20 °C lagern
DPBS, kein Kalzium, kein MagnesiumGIBCONr. 14190-136Medium bei 2 °C bis 8 °C lagern
Rekombinantes humanes TNF-alpha-ProteinF&E-SystemeArtikel-Nr.: 210-TA-020Bei -20 °C bis -70 °C lagern
Fötales Rinderserum (USA), super niedriges IgGHyCloneSH3089803Bei -10 °C bis -20 °C lagern
Fötales Rinderserum (USA), charakterisiertHyCloneSH3007103Bei -10 °C bis -20 °C lagern
Caspase-Glo 3/7 Assay-KitPromegaNr. G8093Lagern Sie das Caspase-Glo. 3/7 Substrat und den Caspase-Glo. 3/7 Puffer bei –20 ºC geschützt vor Licht
EDTA, Dinatriumsalz, Dihydrat, Kristall, A.C.S. ReagenzJ.T.BäckerNr. 8993-01--
Probe mAb AdalimumabProbiomedNaDie Endkonzentrationen in der Mikroplatte betragen: 0,666, 0,333, 0,167, 0,111, 0,083, 0,056, 0,042, 0,028, 0,014 und 0,004 μg/ml
Referenz und Kontrolle mAb AdalimumabAbbvieNaDie Endkonzentrationen in der Mikroplatte betragen: 0,666, 0,333, 0,167, 0,111, 0,083, 0,056, 0,042, 0,028, 0,014 und 0,004 μg/ml
Mikroplatten-ReaderMolekulare BauelementeTel.: 89429-536SpectraMax M3 Multi-Modus
Mikroplatten-Reader SoftwareMolekulare Bauelemente--SoftMax Pro 6.3 GxP
BrutkastenRevcoArtikel-Nr.: 30482Revco RNW3000TABB Forced-Air CO2
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