Zeitaufgelöste In vivo Messung der Neuropeptiddynamik mittels kapazitiver Immunsonde im Schweineherzen

Nicholas Kluge; Shyue-An Chan; Jeffrey L. Ardell; Corey Smith

doi:10.3791/63926

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Methodenartikel

Zeitaufgelöste In vivo Messung der Neuropeptiddynamik mittels kapazitiver Immunsonde im Schweineherzen

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DOI:

10.3791/63926

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19. Mai 2022

Nicholas Kluge¹ , Shyue-An Chan¹ , Jeffrey L. Ardell²^,³ , Corey Smith¹

¹Department of Physiology and Biophysics, Case Western Reserve University, ²University of California Los Angeles (UCLA) Cardiac Arrhythmia Center, David Geffen School of Medicine, ³UCLA Neurocardiology Research Program of Excellence, UCLA

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Etablierte immunchemische Methoden zur Messung von Peptidtransmittern in vivo beruhen auf Mikrodialyse oder Bulk-Fluid-Draw, um die Probe für die Offline-Analyse zu erhalten. Diese leiden jedoch unter raumzeitlichen Einschränkungen. Das vorliegende Protokoll beschreibt die Herstellung und Anwendung eines kapazitiven Immunsonden-Biosensors, der die Grenzen der bestehenden Techniken überwindet.

Zusammenfassung

Die Fähigkeit, Biomarker in vivo zu messen, die für die Beurteilung des Krankheitsverlaufs relevant sind, ist für die wissenschaftliche und medizinische Gemeinschaft von großem Interesse. Die Auflösung der Ergebnisse, die mit den derzeitigen Methoden zur Messung bestimmter Biomarker erzielt werden, kann mehrere Tage oder Wochen dauern, da sie sowohl räumlich als auch zeitlich in ihrer Auflösung begrenzt sein können (z. B. Flüssigkeitskompartimentmikrodialyse der interstitiellen Flüssigkeit, die durch enzymgebundenen Immunsorbensassay [ELISA], Hochleistungsflüssigkeitschromatographie [HPLC] oder Massenspektrometrie analysiert wird); Daher ist ihre Anleitung zur rechtzeitigen Diagnose und Behandlung gestört. In der vorliegenden Studie wird über eine einzigartige Technik zum Nachweis und zur Messung von Peptidtransmittern in vivo durch den Einsatz eines kapazitiven Immunsonden-Biosensors (CI-Sonde) berichtet. Das Herstellungsprotokoll und die In-vitro-Charakterisierung dieser Sonden werden beschrieben. Es werden Messungen der sympathischen Stimulations-evozierten Neuropeptid-Y-Freisetzung (NPY) in vivo durchgeführt. Die NPY-Freisetzung korreliert mit der sympathischen Freisetzung von Noradrenalin als Referenz. Die Daten zeigen einen Ansatz zur schnellen und lokalisierten Messung von Neuropeptiden in vivo. Zukünftige Anwendungen umfassen die intraoperative Echtzeitbewertung des Krankheitsverlaufs und den minimalinvasiven katheterbasierten Einsatz dieser Sonden.

Einleitung

Mehrere chemische Methoden zum Nachweis und zur Quantifizierung von Biomarkern werden routinemäßig sowohl in der Proteinchemie als auch in der klinischen Diagnostik eingesetzt, insbesondere bei der Krebsdiagnose und der Beurteilung des Fortschreitens von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Derzeit beruhen Methoden wie die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC), der enzymgebundene Immunsorbentien-Assay (ELISA) und die Massenspektrometrie auf der Probenentnahme aus dem Gefäßkompartiment ^1,2,3 durch Bulk-Flüssigkeitsentnahme oder dem interstitiellen Kompartiment durch Mikrodia....