L’objectif global de ceI tel que décrit ici est de fournir un protocole mis à jour en sens inverse de l’analyse des protéines cibles dans les plaquettes humaines. L’affectation d’une molécule de signature à base de sang est l’une des tâches les plus importantes dans le domaine du développement de biomarqueurs dans les maladies neurodégénératives humaines, telles que la maladie d’Alzheimer (MA), la sclérose latérale amyotrophique (SLA), lobar frontotemporal dégénérescence (FTLD), la maladie de Parkinson (PD), la myosite de corps d’inclusion (IBM), et d’autres conditions pathologiques pertinentes de protéine-agrégation. La détection de quantités infimes de ces protéines de signature dans de grands volumes de sang avec de nombreux agents interférants est un défi. Par conséquent, la spécificité, la sensibilité, la capacité de traiter un grand nombre d’échantillons, et la reproductibilité de la méthode sélectionnée sont cruciales.
Les plaquettes humaines peuvent servir de milieu pour identifier et attribuer des protéines biomarqueurs potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les plaquettes offrent la possibilité de servir de modèle de cellules primaires de substitution, qui reflètent certaines caractéristiques des cellules neuronales1,2,3. Il y a certaines caractéristiques qui font des plaquettes l’un des moyens privilégiés d’analyser les protéines candidates aux biomarqueurs et leurs dérivés chimiques. Tout d’abord, les plaquettes peuvent être facilement acquises en utilisant une approche moins invasive en recueillant du sang auprès des donneurs (c.-à-d. la venipuncture) ou en grand nombre auprès des banques de sang communautaires. Deuxièmement, les plaquettes peuvent être facilement isolées du sang entier avec un minimum de travail préparatoire dans les laboratoires mini-équipés4,5. Troisièmement, les plaquettes n’ont pas de noyaux; par conséquent, ils sont une bonne cellule modèle pour étudier les altérations du métabolisme sans régulation transcriptionnelle. Quatrièmement, la teneur en biomolécule des plaquettes est encapsulée; par conséquent, le microenvironnement plaquettaire protège son contenu contre les substances interférantes au sérum (c.-à-d. les protéases). Cinquièmement, le plasma enrichi en plaquette peut être stocké à température ambiante pendant 7 à 8 jours sans perdre d’activité métabolique. Par conséquent, les plaquettes fournissent un modèle de travail dans lequel les facteurs externes sont réduits au minimum et contrôlés.
Les techniques traditionnelles d’immuno-analyse telles que l’immunoblotting (p. ex., le ballonnement occidental) et l’analyse immunosorbent liée aux enzymes (ELISA) sont plus largement utilisées dans l’analyse spécifique des protéines. Cependant, ces deux méthodes présentent plusieurs inconvénients, y compris plusieurs étapes d’essai, l’exigence de produits chimiques dangereux et de réactifs, la grande taille de l’échantillon, les problèmes de reproductibilité des analyses et les variations de données inter-run. Celles-ci ont incité à l’élaboration d’une méthode plus simple avec moins d’étapes et réalisable dans une période relativement courte. Bien que la technique classique de la tache occidentale demeure une méthode de laboratoire populaire, sa procédure en plusieurs étapes, ses approvisionnements, ses déchets toxiques (c.-à-d. acrylamide, méthanol, etc.) et le temps d’analyse deviennent moins souhaitables lorsqu’il s’agit d’effectuer des mesures quantitatives à haut débit. l’analyse des protéines.
Une approche automatisée de l’ICe devient progressivement une méthode de choix pour les laboratoires qui effectuent des analyses de protéines à haut débit6. CEI élimine le besoin de gels, appareils d’électrophorèse gel, membranes, électrophorèse et dispositifs d’électro-transfert, et plus d’implications de manipulation physique. S’il est bien conçu, un test de l’IEI devrait être effectué dans un délai d’environ 3,5 h, y compris l’analyse quantitative des données, l’électrophétoyographie de qualité de publication et les graphiques avec analyse statistique. Une autre supériorité du système CEI est son exigence de 10x -20x moins de concentration de protéines, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans les échantillons humains utilisés dans les essais cliniques7,8.
La partie la plus critique de ceI est d’optimiser les conditions d’analyse pour chaque anticorps acheté auprès de différents fournisseurs, le type d’anticorps (monoclonal vs polyclonal), les concentrations optimales de protéines, la préparation de l’échantillon, la température de dénaturation de l’échantillon, et la tension d’électrophorèse appliquée sur les capillaires. Nous avons développé une méthode d’optimisation du format à simple analyse pour la CEI qui devrait être mise en œuvre avant tout nouvel essais, ce qui permettra d’économiser du temps et des ressources. Cette étape d’optimisation est suivie d’une évaluation quantitative automatisée du dérivé total et phosphorylé de la protéine de liaison de réponse de transactivation (TARDP). En raison de sa taille (43 kDa), l’acronyme TDP-43 sera utilisé tout au long de ce document. Ici, la protéine TDP-43 dans le lysate humain de plaquette obtenu des patients de SAL sont évaluées pour aider à développer la valeur prédictive de phosphorylation (PPV) comme biomarqueur pronostique potentiel.
TDP-43 est un nouveau candidat potentiel de biomarqueur de la maladie pour la SLA. TDP-43 est une protéine omniprésente dans toutes les cellules nucléées; par conséquent, les fonctions de TDP-43 pendant divers événements cellulaires normaux et dans la maladie neurodegenerative ont été étudiées9,10,11,12,13,14. Bien que TDP-43 est une protéine nucléaire15, il a la capacité de navette entre le noyau et le cytoplasme en raison de la présence de localisation nucléaire et des séquences d’exportation nucléaire16,17,18,19. Cytoplasmique TDP-43 est impliqué dans divers événements cellulaires, tels que la stabilité de l’ARNm et le transport, la réponse au stress, la fonction mitochondriale, autophagosome20. Cependant, on ne sait pas grand-chose sur le rôle des dérivés phosphorylés de TDP-43 autres que leur implication dans la pathogénie de la maladie neurodégénérative21.
Ce protocole illustre comment optimiser les conditions d’analyse pour analyser le contenu du TDP-43 et de son dérivé phosphorylé dans les plaquettes à l’aide de l’approche CEI. Étant donné que le TDP-43 phosphorylé n’est pas disponible dans le commerce, il est proposé d’utiliser une valeur prédictive de phosphorylation (VPP) pour évaluer les profils TDP-43 chez les patients atteints de SLA. Ce système CEI utilise un petit volume de mélange d’échantillons (2,5 à 3,0 L par capillaire). La configuration totale du volume d’assay est de 8,0 L par capillaire selon le protocole du fabricant; par conséquent, les chercheurs peuvent utiliser une préparation de mélange d’échantillon pour deux courses séparées. Le fabricant a conçu le protocole d’asthèse de sorte que toutes les erreurs de tuyauterie soient réduites au minimum, sinon entièrement éliminées. Les 24 mélanges individuels de lysate de plaquettes humaines sont divisés en demi-volumes (c.-à-d. 2,5 à 3,0 L par échantillon) et analysés consécutivement par deux anticorps différents dans un délai de 7 h. Le système CEI décrit ici fournit une modalité souhaitable d’assay à haut débit. Les utilisateurs doivent tester les anticorps de différents fournisseurs et échantillonner les modalités de préparation de la protéine cible avant d’effectuer un dépistage à grande échelle.