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Ensayos basados en quimioluminiscencia para la detección de óxido nítrico y sus derivados de la autoxidación y compuestos nitrosados

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DOI:

10.3791/63107

16 de febrero de 2022

En este artículo

Resumen

Aquí, presentamos protocolos para detectar el óxido nítrico y sus derivados biológicamente relevantes utilizando ensayos basados en quimioluminiscencia con alta sensibilidad.

Resumen

La actividad del óxido nítrico (NO) in vivo es el resultado combinado de sus efectos directos, la acción de sus derivados generados a partir de la autoxidación del NO y los efectos de los compuestos nitrosados. La medición de los metabolitos de NO es esencial para estudiar la actividad del NO tanto a nivel vascular como en otros tejidos, especialmente en los entornos experimentales donde se administra NO exógeno. Los ensayos de quimioluminiscencia a base de ozono permiten mediciones precisas de metabolitos de NO y NO tanto en fluidos (incluidos plasma, homogeneizados de tejidos, cultivos celulares) como en mezclas de gases (por ejemplo, aliento exhalado). El NO reacciona con el ozono para generar dióxido de nitrógeno en un estado excitado. La consiguiente emisión de luz permite la fotodetección y la generación de una señal eléctrica que refleje el contenido de NO de la muestra. Las alícuotas de la misma muestra se pueden usar para medir metabolitos específicos de NO, como nitrato, nitrito, S-nitrosotioles y complejos hierro-nitrosil. Además, el NO consumido por la hemoglobina libre de células también se cuantifica con el análisis de quimioluminiscencia. Se proporciona una ilustración de todas estas técnicas.

Introducción

Desde que Salvador Moncada y los premios Nobel Robert Furchgott, Louis Ignarro y Ferid Murad identificaron el óxido nítrico (NO) como el factor de relajación derivado del endotelial (EDRF) previamente conocido, el papel central del NO se ha establecido en varios mecanismos clave que abarcan toda la biología vascular, las neurociencias, el metabolismo y la respuesta del huésped 1,2,3,4,5,6,7 . La administración exógena de NO gas se ha con....

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Protocolo

Los procedimientos indicados en este protocolo están de acuerdo con la junta de revisión del Hospital General de Massachusetts. Las muestras de sangre que se utilizaron habían sido recogidas durante un estudio previo y fueron desidentificadas para el propósito actual18.

NOTA: Consulte las instrucciones del fabricante para obtener orientación específica sobre las conexiones óptimas entre los tubos y la cristalería que constituyen el recipiente de purga, el lavado y el mantenimiento general. Las conexiones deben ser firmes y cuidadosamente hechas para no dañar la cristalería. Identifique los componentes del recipiente ....

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Resultados

El consumo de NO por el ensayo de Hb libre de células se utilizó en muestras que contenían concentraciones conocidas de oxyHb libre de células (Figura 4). Como un hemo de oxyHb libera estequiométricamente una molécula de NO en el ensayo, se utiliza oxyHb libre de células purificadas para construir la curva de calibración para el ensayo (Figura suplementaria 3).

La relación dosis-respuesta entre la Hb libre de células (medida con un ensayo colorimé.......

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Discusión

Debido a la alta sensibilidad, los ensayos basados en quimioluminiscencia para la determinación de NO y compuestos relacionados tienen un alto riesgo de contaminación por NO2. Cada reactivo (especialmente la solución de bloqueo de NO2) y diluyente (incluido ddH2O) utilizado en el experimento debe probarse por su contenido de NO2- para corregir la señal de fondo. El nitrito es extremadamente reactivo con una vida media en sangre total alrededor d.......

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Divulgaciones

L.B. recibe apoyo salarial de K23 HL128882 / NHLBI NIH como investigador principal por su trabajo en hemólisis y óxido nítrico. LB recibe subvenciones de "Fast Grants for COVID-19 research" en el Mercatus Center de la Universidad George Mason y de iNO Therapeutics LLC. B.Y. cuenta con el apoyo de subvenciones de un NHLBI / #R21HL130956 y DOD / The Geneva Foundation (W81XWH-19-S-CCC1, Log DM190244). B.Y. recibió patentes en MGH sobre la generación eléctrica de óxido nítrico.

L.B. y B.Y. han presentado una solicitud de patente para la NO entrega en la enfermedad COVID-19 Número de solicitud PCT: PCT/US2021/036269 presentada el 7 de junio de 2021. RWC recibe apoyo salarial de Unitaid como investigador principal para el desarrollo de tecnología destinada al diagnóstico descentralizado de la tuberculosis en niños ubicados en entornos de bajos recursos.

Agradecimientos

Los protocolos reportados en este manuscrito fueron posibles gracias a las contribuciones acumuladas de becarios anteriores del laboratorio de Investigación de Anestesia en Cuidados Críticos del Dr. Warren Zapol, Departamento de Anestesia del Hospital General de Massachusetts. Reconocemos la contribución de los Dres. Akito Nakagawa, Francesco Zadek, Emanuele Vassena, Chong Lei, Yasuko Nagasaka, Ester Spagnolli y Emanuele Rezoagli.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Ácido AcéticoSigma45754500 mL - líquido
Emulsión Antiespumante B SigmaA5757250 mL - líquido
DETA NONOateCayman8212010 mg
Gibco DPBS (1x) sin calcio, sin magnesioThermoFisher14190144500 mL
Ácido Clorhídrico 37% (1 M)Sigma258148500 mL - líquido
YodoSAFC 207772100 g - sólido
KimwipesKimtech34155
Cloruro de mercurio (II) Reactivo ACS> 99,5%Sigma215465100 g - sólido (disuelto en agua)
Sistema de purificación de agua Mili-QMillipore
Modelo 705 RN 50 μ Jeringa LHamilton80530Jeringa de microlitros
Modelo 802 N 25 μ L JeringaHamilton84854Jeringa de microlitros
N-etilmaleimida Sigma426025 g - cristalino
Analizador de óxido nítrico + Bundle Software - Recipiente de purgaZysenseNOA 280iDetector de quimioluminiscencia
Nonidet p-40  (NP-40)ThermoFisher8512510% - 500 mL
de hexacianoferrato de potasio (III) reactivo ACS≥ 99%Sigma244023100 g - polvo
Reactivo ACS de yoduro de potasio> 99%Sigma221945100 g - sólido
Nitrito de potasio cryst. Para análisis EMSURE ACSSupelco105067 250 g - cristalino
PowerGen 125Fisher Scientific14-359-251Homogeneizador mecánico
RV3 Bomba de paletas rotativas de dos etapasBomba de vacío EdwardsA65201906Incluido con analizador
Heparina de sodio - BD Hemogard CloBD BiosciencesBD36787175 unidades USP
Hidróxido de sodio anhidro Reactivo ACS ≥ 97%Sigma7954291 kg - pellets
Nitrato de sodio ACS reactivo ≥ 99%Sigma221341500 g - polvo
Nitrito de sodio ≥ 99%SigmaS2252500 g - cristalino
Sulfanilamida ≥ 98%SigmaS9251100 g - sólido
Cloruro de vanadio (III)Sigma112393 25 g - sólido - Precaución (exotérmico)
Whatman 1 Papel de FiltroSigmaWHA10010155
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Referencias

  1. Palmer, R. M. J., Ferrige, A. G., Moncada, S. Nitric oxide release accounts for the biological activity of endothelium-derived relaxing factor. Nature. 327 (6122), 524-526 (1987).
  2. Furchgott, R. F.

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