Method Article

Quantification simultanée de kynurenines sélectionnées analysées par chromatographie liquide-spectrométrie de masse dans le milieu recueilli à partir des cultures de cellules cancéreuses

DOI:

10.3791/61031

⸱

May 9th, 2020

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1Laboratory of Separation and Spectroscopic Method Applications, Centre for Interdisciplinary Research, The John Paul II Catholic University of Lublin

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Décrit ici est un protocole pour la détermination de quatre métabolites différents de tryptophane produits dans la voie de kynurenine (kynurenine, 3-hydroxykynurenine, acide xanthurenic, acide 3-hydroxyanthranilic) dans le milieu recueilli des cultures de cellules cancéreuses analysées par chromatographie liquide couplée à une spectrométrie de masse quadrupole simple.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La voie kynurenine et les catabolites de tryptophane appelées kynurenines ont reçu une attention accrue pour leur participation à la régulation immunitaire et à la biologie du cancer. Un test de culture cellulaire in vitro est souvent utilisé pour en apprendre davantage sur la contribution de différents catabolites tryptophane dans un mécanisme de la maladie et pour tester des stratégies thérapeutiques. Le milieu de culture cellulaire qui est riche en métabolites sécrétés et molécules de signalisation reflète l’état du métabolisme du tryptophane et d’autres événements cellulaires. De nouveaux protocoles pour la quantification fiable de kynurenines multiples dans le milieu complexe de culture cellulaire sont souhaités pour permettre une analyse fiable et rapide de plusieurs échantillons. Ceci peut être accompli avec la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse. Cette technique puissante est utilisée dans de nombreux laboratoires cliniques et de recherche pour la quantification des métabolites et peut être utilisée pour mesurer les kynurenines.

Présente ici est l’utilisation de la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse quadrupole unique (LC-SQ) pour la détermination simultanée de quatre kynurenines, c.-à-kynurenine, 3-hydroxykynurenine, 3-hydroxyanthranilic, et acide xanthurnique dans le milieu recueilli à partir de cellules cancéreuses en culture in vitro. Détecteur SQ est simple à utiliser et moins cher par rapport à d’autres spectromètres de masse. Dans l’analyse SQ-MS, plusieurs ions de l’échantillon sont générés et séparés en fonction de leur rapport masse-charge spécifique(m/z),suivi de la détection à l’aide d’un mode de surveillance ion unique (SIM).

Cet article attire l’attention sur les avantages de la méthode signalée et indique certains points faibles. Il est axé sur des éléments critiques de l’analyse LC-SQ, y compris la préparation de l’échantillon ainsi que la chromatographie et l’analyse de spectrométrie de masse. Le contrôle de la qualité, les conditions d’étalonnage des méthodes et les problèmes d’effet matriciel sont également discutés. Nous avons décrit une application simple de 3-nitrotyrosine comme norme analogique pour tous les analytes cibles. Comme le confirment les expériences menées auprès d’ovaires humains et de cellules cancéreuses du sein, la méthode LC-SQ proposée génère des résultats fiables et peut être appliquée à d’autres modèles cellulaires in vitro.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kynurenine pathway (KP) est la voie principale du catabolisme tryptophane (Trp) dans les cellules humaines. L’indoleamine-2,3-dioxygénase (IDO-1) dans les cellules extrahépatiques est la première enzyme limitative de KP et convertit Trp en N-formylkynurenine1. D’autres étapes au sein de KP génèrent d’autres métabolites secondaires, à savoir les kynurenines qui présentent diverses propriétés biologiques. Kynurenine (Kyn) est la première catabolite Trp stable montrant des propriétés toxiques et régulant les événements cellulaires après s’être liant au récepteur des hydrocarbures aryl (AhR)2. Par la suite, Kyn est transformé en plusieurs molécules spontanément ou dans les processus à base d’enzymes, générant de tels métabolites comme la 3-hydroxykynurenine (3HKyn), l’acide anthranilique (AA), l’acide 3-hydroxyanthranilic (3-HAA), l’acide kynurnique (Kyna), et l’acide xanthurnique (XA). Un autre métabolite en aval, 2-amino-3-carboxymuconic acid-6-semialdehyde (ACMS), subit une cyclisation non enzymatique à l’acide quinolinique (QA) ou à l’acide picolinique (PA)1. Enfin, qa est encore transformé en nicotinamide-adénone dinucléotide (NAD+)3, le métabolite KP point final qui est un cofacteur enzyme important. Certaines kynurenines ont des propriétés neuroprotectrices telles que Kyna et PA, tandis que les autres, c’est-à-dire 3HAA et 3HKyn, sonttoxiques 4. L’acide xanthurétique, qui est formé à partir de 3HKyn, présente des propriétés antioxydantes et vasorelaxation5. XA s’accumule dans les lentilles vieillissantes et conduit à l’apoptose des cellules épithéliales6. KP, décrit au milieu du20ème siècle, a gagné plus d’attention quand son implication dans divers désordres a été démontrée. L’activité accrue de cette voie métabolique et l’accumulation de certaines kynurènes modulent la réponse immunitaire et sont associées à différentes conditions pathologiques telles que la dépression, la schizophrénie, l’encéphalopathie, le VIH, la démence, la sclérose latérale amyotrophique, le paludisme, la maladie d’Alzheimer, la maladie de Huntington et le cancer4,7. Quelques changements dans le métabolisme de Trp sont observés dans les microenvironnements de tumeur et les cellulescancéreuses 2,8. En outre, les kynurenines sont considérées comme des marqueurs prometteursde la maladie 9. Dans la recherche sur le cancer, les modèles de culture cellulaire in vitro sont bien établis et largement utilisés pour l’évaluation préclinique des réponses aux médicaments anticancéreux10. Les métabolites de Trp sont sécrètes par les cellules dans le milieu de culture et peuvent être mesurés pour évaluer l’état de la voie kynurenine. Par conséquent, il est nécessaire de développer des méthodes appropriées pour la détection simultanée du plus grand nombre possible de métabolites KP dans une variété de spécimens biologiques avec un protocole facile, flexible et fiable.

Dans cet article, nous décrivons un protocole pour la détermination simultanée de quatre métabolites de voie de kynurenine : Kyn, 3HKyn, 3HAA, et XA par LC-SQ dans un milieu post-culture rassemblé des cellules cancéreuses. Dans une approche analytique moderne, la chromatographie liquide13,14,15,16 est préférée pour la détection et la quantification simultanées des catabolites tryptophanes individuels, contrairement aux analyses biochimiques non spécifiques utilisant le reagent Ehrlich11,12. À l’heure actuelle, il existe de nombreuses méthodes disponibles pour la détermination des kynurenines chez les spécimens humains, principalement à base de chromatographie liquide avec des détecteurs d’ultraviolets ou de fluorescence13,17,18,19. La chromatographie liquide couplée à un détecteur de spectrométrie de masse (LC-MS) semble plus adaptée à ce type d’analyse, en raison de leur sensibilité plus élevée (limites inférieures de détection), de sélectivité et de répétabilité.

Les métabolites de Trp ont déjà été déterminés dans le sérum humain, le plasma etl’urine 13,20,21,22,23,cependant, les méthodes pour d’autres spécimens biologiques, comme le milieu de culture cellulaire sont également désirées. Précédemment, LC-MS a été employé pour des composés Trp-dérivés dans un milieu rassemblé après culturisation des cellules humaines de gliome, des monocytes, des cellules dendritiques ou des astrocytes traités avec le gamma d’interféron (IFN-γ)24,25,26. Actuellement, il est nécessaire de nouveaux protocoles validés qui peuvent permettre une évaluation de plusieurs métabolites dans différents médias culturels, cellules et traitements utilisés dans les modèles de cancer.

Le but de la méthode développée est de quantifier (en une seule course analytique) quatre kynurenines majeures qui peuvent indiquer des anomalies dans KP. Présentés ici sont des étapes critiques de notre protocole récemment publié pour l’analyse quantitative LC-SQ de certaines kynurenines significatives en utilisant une norme interne (3-nitrotyrosine, 3NT) dans le milieu recueilli à partir de cellules cancéreuses humaines in vitro cultivés 27. À notre connaissance, c’est le premier protocole LC-SQ pour la quantification simultanée de 3HKyn, 3HAA, Kyn et XA dans un milieu de culture obtenu à partir des cellules cultivées in vitro. Sur certaines modifications, la méthode pourrait être appliquée davantage pour étudier les changements dans le métabolisme de Trp dans un plus large éventail de modèles de culture cellulaire.

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Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Préparation des solutions standard 3NT, Kyn, 3HKyn, 3HAA, XA standard stock

  1. Peser les réagenouillements dans un flacon avec la plus grande précision (0,3 mg chacun). Pour une meilleure précision, augmenter les reagents, en ajustant le volume du solvant en fonction de l’étape 1.2.
  2. Dissoudre les reagents dans 300 μL du solvant pour obtenir une solution de stock de 1 g/L. Dissoudre 3NT en acide formique (FA) de 1 % (v/v) dans l’eau; Kyn, 3HAA, et XA dans le sulfoxyde de diméthyle (DMSO); 3HKyn dans l’eau acidifiée au pH 2.5 avec de l’acide chlorhydrique (HCl).
    ATTENTION: 3HAA irrite les yeux, le nez, la gorge et les poumons. Il est nocif lorsqu’il est inhalé, en contact avec la peau, et s’il est avalé. Portez une protection appropriée, c’est-à-dire des gants et un masque.
  3. Fermez étroitement le flacon et placez-le dans un bain ultrasonique pendant 1 min pour accélérer la dissolution.
    REMARQUE : Stockez les solutions de stock à -20 °C et réduisez au minimum le gel/décongélation (3 cycles max) en raison de l’instabilité des solutions de stock.

2. Préparation du milieu de culture traité au charbon de bois

  1. Dans un tube, peser 280 mg de charbon actif et ajouter 5 mL du milieu liquide préparé pour la culture des cellules d’intérêt.
  2. Secouez le tube avec le milieu et le charbon de bois sur une scie à voir rocker pendant 2 h, à température ambiante (réglez la vitesse à 50 oscillations/min). Ensuite, centrifuger les tubes à 6000 x g pendant 15 min.
  3. Retirer le tube de la centrifugeuse et recueillir soigneusement le supernatant sans déranger les sédiments. Répétez la centrifugation si nécessaire, pour éliminer tous les résidus de charbon de bois.
  4. Filtrer le supernatant à l’aide d’un filtre seringue de 0,45 μm.
  5. Assurez-vous que le milieu de culture prétraité au charbon de bois est privé de traces de kynurenines en exécutant un échantillon pilote sur la LC-MS tel que décrit à l’étape 6.3.2. Sinon, répétez les étapes 2.1-2.4.
    REMARQUE : Si le milieu de culture complet ne contient pas initialement de kynurenines, l’étape de purification à l’aide de charbon de bois pourrait être omise. Dans ce cas, préparez des normes d’étalonnage et des échantillons de contrôle de la qualité à l’aide du milieu complet habituellement préparé pour la culture cellulaire.
  6. Conserver le milieu préparé à 4 °C jusqu’à l’analyse.

3. Faire les solutions d’étalonnage et les courbes d’étalonnage

  1. Piquer le milieu de culture prétraité au charbon de bois avec 0,75 μL de solution 0,1 g/L 3NT et ajouter quatre normes (3HKyn, 3HAA, Kyn, XA) au moins à six concentrations différentes pour couvrir les plages d’étalonnage. Gardez le volume final de chaque échantillon à 150 μL. Vortex bien. Utilisez des tubes de centrifugeuse de 1,5 mL pour la préparation de l’échantillon.
    NOTE: Points d’étalonnage suggérés pour 3HKyn: 0.018, 0.045, 0.22, 1.12, 2.23, 4.46 μmol/L; pour Kyn: 0.0096, 0.048, 0.24, 1.20, 2.40, 3.84 μmol/L; pour 3HAA: 0.033, 0.16, 0.65, 3.27, 6.53, 13.06 μmol/L; pour XA: 0.019, 0.13, 0.49, 1.22, 3.65, 4.87 μmol/L.
  2. Ajouter 150 μL de méthanol froid (conservé à -20 °C) contenant 1 % (v/v) d’acide formique dans chaque tube pour la déprotéinisation de l’échantillon. Fermez bien les tubes et le vortex.
  3. Incuber les échantillons à -20 °C pendant 40 min.
  4. Centrifuger les échantillons à 14 000 x g pendant 15 min à 4 °C. Retirer les tubes de la centrifugeuse. Recueillir des supernatants dans les nouveaux tubes. Ne pas déranger les sédiments.
  5. Transférer 270 μL du supernatant dans le flacon de verre à l’aide d’une pipette automatique. Mettre les flacons dans l’évaporateur et évaporer doucement jusqu’à ce qu’ils soient secs. Utilisez le programme approprié pour les fractions d’eau et de méthanol pour évaporer les composants volatils. N’appliquez pas une température supérieure à 40 °C et évitez le sursèchement.
    REMARQUE : Les flacons de verre à fond plat, c’est-à-dire les flacons chromatographiques facilitent une évaporation plus rapide et des récupérations plus élevées par rapport aux tubes coniques en plastique.
  6. Après 30 min, vérifiez l’état d’évaporation. Si nécessaire, poursuivre l’évaporation (p. ex., ajouter 10 min de plus). Évitez le sursèchement.
  7. Retirer les flacons de l’évaporateur. Reconstituer chaque échantillon dans 60 μL d’acide formique de 0,1 % (v/v) dans l’eau. Ajouter le solvant dans le flacon contenant le matériau résiduel. Fermez étroitement les flacons et vortex-bien.
  8. Transférer l’échantillon dans un tube de 1,5 mL et faire tourner à 14 000 x g pendant 15 min à 4 °C pour séparer la protéine précipitée.
  9. Sans perturber la pastille protéique, transférer les supernatants en flacons chromatographiques avec des inserts en verre conique avec une pipette automatique. Fermez bien les fioles.
  10. Vérifiez la présence de bulles d’air dans le flacon d’insertion et retirez-les si nécessaire (p. ex., par vortex).
  11. Transférez les flacons chromatographiques contenant des échantillons dans l’autosampler LC. Enregistrez la position des échantillons placés dans un bac d’autosampler.

4. Préparation d’échantillons de contrôle de la qualité (QC)

  1. Piquer le milieu de culture prétraité au charbon de bois (préparé dans un tube centrifuge de 1,5 ml) avec 0,75 μL de solution 0,1 g/L 3NT et les normes de quatre kynurenines (3HKyn, 3HAA, Kyn, XA) à une concentration sélectionnée à partir de la gamme linéaire des courbes d’étalonnage. Gardez le volume final de l’échantillon à 150 μL.
    REMARQUE : Le cas échéant, préparez plusieurs échantillons de QC à différentes concentrations tombant sous la plage linéaire de la courbe d’étalonnage.
  2. Suivez le protocole décrit à la section 3 (étapes 3.2-3.11).

5. Mise en place du système LC-MS

  1. Préparer les solvants de phase mobiles : Solvant A : format ammonium de 20 mmol/L dans de l’eau ultrapure (pH 4.3 ajusté à l’acide formique); Solvant B: 100% acétyltrile.
    REMARQUE : N’utilisez que des bouteilles en verre borosilicate. Rincer les bouteilles à l’eau ultrapure avant de la remplir. N’utilisez pas de bouteilles nettoyées avec des détergents.
    ATTENTION: L’acétyltrile provoque de graves effets sur la santé ou la mort. Il est facilement enflammé par la chaleur. Le liquide et la vapeur d’acétylisation peuvent irriter les yeux, le nez, la gorge et les poumons.
    1. Préparer une solution de bouillon de 5 mol/L de format ammonium en dissolvant un réapprovisionnement cristallin (15,77 g) dans 50 mL d’eau ultrapure dans une bouteille en verre. Remuer jusqu’à ce que tous les résidus se dissolvent. Filtrer à travers la membrane de 0,45 μm pour enlever les débris résiduels (p. ex., à l’aide d’un filtre à seringues en nylon). Conserver la solution de stock à 4 °C.
    2. Préparer le solvant A en ajoutant 4 mL de 5 mol/L ammonium formate dans l’eau à 980 mL d’eau ultrapure dans une bouteille en verre ambré et bien mélanger. Immerger une barre d’agitation et mettre la bouteille avec le solvant sur un agitateur magnétique. Immerger une électrode de pH dans la solution et contrôler le pH en remuant. Ajouter la solution de stock d’acide formique (98%-100%) dropwise à l’aide d’une pipette automatique avec pointe de 0,2 mL pour obtenir le pH 4.3, ajuster le volume jusqu’à 1 L avec de l’eau ultrapure et bien remuer.
      REMARQUE : Préparez les solvants au moins une fois par semaine pour éviter toute croissance microbienne.
      MISE EN GARDE : L’acide formique (FA) est toxique lorsqu’il est inhalé, provoque des brûlures de la peau et des lésions oculaires. Travailler sous le capot de fumée; porter des gants de protection et du manteau.
    3. Filtrer toutes les solutions à travers la membrane de 0,22 μm (p. ex., filtre à seringues en nylon) pour éliminer les débris résiduels. En option, utilisez les filtres d’entrée de solvants dédiés aux réservoirs de solvants LC pour protéger le système contre les particules entrantes.
  2. Démarrez un logiciel de contrôle et d’acquisition de données LC-MS.
  3. Purgez le système LC avec la phase mobile pour éliminer les bulles, et pour amorce tous les canaux solvants.
  4. Ensemble d’une colonne de garde pour protéger la colonne analytique de l’engorgement.
  5. Rincer le garde et la colonne analytique (C18, 2,1 x 100 mm, 1,8 μm) avec 100% d’acétyonitrile pendant environ 30 min, puis avec 100% de solvant A jusqu’à ce qu’une pression stable dans la colonne soit observée. Contrôlez les performances du système à l’aide du logiciel de contrôle.
  6. Définissez les paramètres LC appropriés dans le logiciel d’acquisition de données.
    1. Configurer le programme de gradient: 0-8 min solvant B 0%; 8-17 min solvant B 0-2%; 17-20 min solvant B 2%; 20-32 min solvant B 10-30%; 32-45 min solvant B 0%.
    2. Réglez le débit de phase mobile à 0,15 mL/min, le temps total d’analyse pendant 45 min, la température de la colonne à +40 °C et le volume d’injection à 10 μL.
  7. Définissez les paramètres d’acquisition du détecteur de spectrométrie de masse.
    1. Appliquer les paramètres d’ionisation : surveillance ionique unique (SIM), ionisation positive, pression nébuliseur de 50 psi, température de séchage du gaz de +350 °C, séchage du débit de gaz de 12 L/min et tension capillaire de 5 500 V.
    2. Sélectionnez les ions de surveillance analyte : pour 3HKyn m/z 225.0 (période de balayage : 2-6 min, tension fragmentaire : 100 V); pour Kyn m/z 209.0 (période de balayage : 6-12 min, tension fragmentaire : 80 V); pour 3HAA m/z 154.0 (période de balayage : 12-18 min, tension fragmentaire : 80 V); pour 3NT m/z 227.0 (période de balayage : 18-23 min, tension fragmentaire : 100 V); pour XA m/z 206.0 (période de balayage : 23-45 min, tension fragmentaire : 100 V).
  8. Construisez une liste de travail et exécutez des échantillons sur le système LC.
  9. Dans un premier temps, avant l’analyse des échantillons expérimentaux, exécuter un échantillon vierge (Solvant A) au moins dans les triplicates, suivie d’un échantillon qc.
  10. Ouvrez le logiciel d’analyse des données et chargez les résultats obtenus pour l’échantillon qc.
  11. Vérifiez la position des pics analytes sur le chromatogramme. Lorsque les signaux se déplacent au-delà de la position prévue, ajustez les portes de temps pour la collecte appropriée des signaux analyte. Consultez le manuel logiciel pour obtenir des instructions sur l’intégration du signal.

6. Construction de la courbe d’étalonnage

  1. Dans le logiciel d’acquisition de données, ajoutez des normes d’étalonnage dans la liste de travail et exécutez les normes dans les triplicates.
  2. Intégrer et mesurer la zone de pointe correspondant à 3HKyn, Kyn, 3HAA, 3NT et XA au temps de rétention d’environ 4,4 min, 10 min, 16 min, 21 min et 30 min, respectivement.
  3. Construisez des courbes d’étalonnage individuelles pour chaque métabolite à l’aide d’un programme de feuilles de calcul.
    1. Pour créer le graphique d’étalonnage, tracez la valeur d’un rapport entre la zone de pointe analyte et la zone de pointe 3NT par rapport à la concentration de l’analyte.
    2. Analyser l’échantillon vierge (milieu de culture prétraité au charbon de bois à pointes seulement avec 3NT) pour s’assurer qu’il n’y a aucune trace des analytes étudiés dans le milieu. Sinon, soustrayez la valeur obtenue de chaque point d’étalonnage.
    3. Vérifiez la linéarité de chaque courbe d’étalonnage.
      1. Individuellement, pour chaque analyte, créer une équation linéaire d’interception de pente (y = hache +b), où y correspond au rapport de la zone de pointe analyte par rapport à la zone de pointe 3NT, a est la pente, x est la concentration d’analyte (μmol/L), et b se réfère à l’interception de courbe. Tracer le graphique « y » par rapport à « x » générera la courbe d’étalonnage.
      2. Ajoutez une ligne de tendance linéaire au graphique, affichez l’équation de la courbe d’étalonnage et le coefficient de régression sur le graphique. Assurez-vous que le coefficient de régression est > 0,990. En cas d’étalonnage inégalé, préparez-les et/ou analysez-les une fois de plus. En option, modifiez la plage de concentration de la courbe d’étalonnage.
    4. Analyser les échantillons qc pour vérifier les performances du système avant d’analyser les échantillons expérimentaux. En cas d’incompatibilité (± écart de 20% par rapport à la valeur de référence), préparez les nouvelles courbes d’étalonnage.

7. Culture cellulaire in vitro et collecte d’échantillons aux fins d’analyse

  1. Plaquez les cellules cancéreuses étudiées (MDA-MB-231 ou SK-OV-3) dans DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium) contenant 4,5 g/L de ᴅ-glucose, 10% (v/v) sérum bovin fœtal (FBS), 2 mmol/L ʟ-glutamine et 1 U pénicilline/streptomycine et culture à 37 °C dans une atmosphère humidifiée de 5% de CO2 pour les étendre pour l’expérience. Passer les cellules à 80% de la confluence.
  2. Détachez les cellules du plat de culture à l’aide de trypsine, graines pour l’expérience sur des plaques de 12 puits à une densité de 0,3 × 106 cellules par puits et placer dans un incubateur pendant la nuit.
  3. Le lendemain, aspirez le milieu de la culture et ajoutez du DMEM frais avec ou sans l’ajout des composés étudiés, selon la conception expérimentale.
  4. Après 48 h, recueillir le milieu au-dessus des cellules (environ 500 μL) dans un tube de 1,5 mL. Centrifugeuse à 14 000 x g pendant 5 min pour enlever les débris cellulaires. Recueillir le surnatant et le conserver à -80 °C jusqu’à l’analyse.
  5. Économisez la pastille cellulaire de l’étape 7.4 pour l’estimation des protéines. Congeler les échantillons à -20 °C.
    REMARQUE : Les résultats obtenus pour un milieu provenant de différents puits devraient être normalisés pour tenir compte de la variabilité du nombre de cellules dans les puits individuels. La concentration en protéines peut être évaluée telle que décrite à l’étape 9.

8. Préparer des échantillons pour l’analyse LC-MS

  1. Décongeler l’échantillon congelé à température ambiante et bien mélanger. Transférer 149,25 μL du milieu de culture dans un tube de centrifugation (1,5 mL).
  2. Ajouter 0,75 μL de 0,1 g/L de solution 3NT (norme interne). Fermez bien les tubes et le vortex.
  3. Ajouter 150 μL de méthanol réfrigéré à -20 °C contenant 1 % (v/v) fa pour la déprotéination de l’échantillon. Fermez bien les tubes et le vortex.
  4. Poursuivre la préparation de l’échantillon tel que décrit à la section 3 (étapes 3.3-3.11).
    REMARQUE : Certaines cellules cancéreuses comme SK-OV-3 sécrètent de grandes quantités de Kyn dans un milieu de culture. Pour intégrer les données dans une plage linéaire de la courbe d’étalonnage, une dilution d’environ 100 fois de l’échantillon est nécessaire. Dans ce cas, diluer une partie de l’échantillon avec 0,1 % (v/v) FA dans l’eau et analyser en plus de l’échantillon non dilué. Les échantillons de référence des normes pour la courbe d’étalonnage devraient être préparés en milieu de culture complet 100 fois dilué. Sinon, ajoutez plus de points dans la courbe d’étalonnage (si une solubilité et une linéarité appropriées sont obtenues) pour l’ajuster au niveau de concentration de Kyn dans l’échantillon expérimental.
  5. Analyser les échantillons de LC-MS tels que décrits à la section 5. Construisez une liste de travail et exécutez chaque échantillon en triplicate.
  6. Une fois la liste de travail terminée, mesurez la zone maximale de l’analyte.
  7. Générer une feuille de calcul à l’aide du logiciel disponible et obtenir des données numériques.
  8. Dans une colonne de feuille de calcul calculer le rapport de la zone de pointe analyte sur la zone de pointe 3NT.
  9. Utilisez une équation d’étalonnage linéaire individuelle dédiée à chaque analyte (à partir de l’étape 6.3.) pour calculer les concentrations d’analytes présentes dans les échantillons expérimentaux.

9. Évaluation de la teneur en protéines et de la normalisation des données

  1. Resuspendez la pastille cellulaire de l’étape 7.5 avec 100 μL de solution saline tamponnée de phosphate (PBS) dans le tube de 1,5 mL.
    REMARQUE : Préparez la solution PBS en dissolvant 8 g de chlorure de sodium, 0,2 g de chlorure de potassium, 1,44 g de phosphate de sodium dibasic, phosphate de dihydrogène de potassium dans 950 mL d’eau ultrapure. Bien mélanger. Réglez le pH à 7,4 avec de l’acide chlorhydrique (dropwise). Ajustez le volume jusqu’à 1 L avec de l’eau ultrapure. Bien mélanger jusqu’à homogénéité.
    ATTENTION : L’acide chlorhydrique est très corrosif et doit être manipulé avec des précautions de sécurité appropriées. Le contact avec la peau humaine peut causer des rougeurs, des douleurs, des brûlures cutanées. Travailler sous le capot de fumée; porter des gants de protection et du manteau.
  2. Congeler les échantillons à -20 °C, puis décongeler sur la glace. Répétez cette étape 3x.
  3. Centrifugeuse les échantillons à 14 000 x g pendant 15 min à 4 °C. Recueillir les supernatants dans les nouveaux tubes. Ne pas déranger la pastille.
  4. Diluer les supernatants 10x avec PBS.
  5. Construire une courbe d’étalonnage de 0 à 2 μg de la protéine par plage de puits.
    1. Préparer la solution standard de sérum bovin albumine (BSA) pour l’étalonnage. Dissoudre 1,23 μg de BSA dans 1 mL d’eau ultrapure et de puits vortex.
    2. Sur une plaque de 96 puits, chargez différentes quantités de solution standard BSA (1,23 μg/mL) : 0 μL, 2 μL, 4 μL, 5 μL, 7 μL, 10 μL, 15 μL, 20 μL.
    3. Remplissez le puits de PBS jusqu’au volume final de 50 μL.
  6. Chargez 10 à 15 μL de cellule lysate de l’étape 9.4 sur la même plaque de 96 puits. Remplissez les puits de PBS pour atteindre le volume final de 50 μL.
    REMARQUE : Si nécessaire, ajustez le volume de la cellule lysate aliquot dans chaque puits pour tenir dans la plage linéaire de la courbe d’étalonnage. Gardez le volume final à 50 μL de l’échantillon par puits.
  7. Ajouter 200 μL d’un reagent Bradford (dilué 5 fois avec de l’eau ultrapure) à chaque puits.
  8. Incuber le pâté de 96 puits pendant au moins 5 min à température ambiante. Insérez la plaque dans un lecteur de microplaque. Mesurer l’absorption à ν = 595 nm.
  9. Construire une courbe d’étalonnage à l’aide d’un programme de feuille de calcul. Tracez la quantité de BSA (μg) par rapport à l’absorption. Ajoutez une ligne de tendance linéaire, affichez l’équation de la courbe d’étalonnage et le coefficient de régression sur le graphique.
  10. Utilisez l’équation linéaire (y = hache +b, où y correspond à l’absorption à ν = 595 nm, a est la pente, x est une teneur en protéines (μg), et b se réfère à l’interception courbe) pour calculer la quantité de protéines dans l’échantillon.
    REMARQUE : Considérez un facteur de dilution de l’échantillon dans les calculs.
  11. Utilisez la teneur en protéines estimée pour normaliser la quantité de kynurenine dans l’échantillon par 1 mg de protéines. Pour ce faire, divisez la concentration de kynurenines déterminées à l’étape 8.9 avec la teneur totale en protéines de l’étape 9.10.

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Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

LC-MS présente des avantages incontestables dans la quantification des molécules biologiquement actives, même si certaines composantes de spécimens complexes provoquent des effets matriciels et compromettent l’ionisation des analytes. Elle conduit à la suppression des ion ou à l’amélioration de l’ion, diminuant fortement la précision et affectant une limite de détection/quantification de la LC-MS, qui est considérée comme un point « faible » de la méthode. Dans notre protocole, les ions sont générés par l’ionisation d’él...

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Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cet article présente un protocole détaillé de LC-SQ pour la quantification simultanée de quatre métabolites principaux de Trp (3HKyn, Kyn, 3HAA, XA) qui sont mesurés dans un milieu des cellules cancéreuses humaines culturenées in vitro. Une attention particulière est accordée à la préparation de l’échantillon, à la procédure chromatographic/spectrométrie de masse et à l’interprétation des données, les points les plus importants de l’analyse.

En général, l’analyse LC-MS, en raison d’un...

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ces travaux ont été soutenus par l’Union européenne par le Fonds européen de développement régional dans le cadre du Programme opérationnel développement de la Pologne orientale 2007-2013 (POPW.01.03.00-06-003/09-00), par la Faculté des biotechnologies et des sciences de l’environnement de l’Université catholique Jean-Paul II de Lublin (subvention des jeunes scientifiques pour Ilona Sadok), Centre national polonais des sciences, OPUS13 (25/04/01198 2017/2017/25/B/NZ4/01198 pour Magdalena Staniszewska, chercheuse principale).  Les auteurs remercient le Professeur Agnieszka Ścibior du Laboratoire de Stress Oxydatif, Centre de Recherche Interdisciplinaire, JPII CUL pour le partage de l’équipement pour la culture cellulaire et la quantification des protéines.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3-hydroksy-DL-kynureninaSigma-AldrichH1771
Acide 3-hydroxyanthraniliqueSigma-Aldrich14877697%
3-nitro-L-tyrosineSigma-AldrichN7389
AcétonitrileSupelco1.00029hypergrade pour LC-MS LiChrosolv
Charbon actifSupelco05105
Balance analytiqueOhaus
Colonne analytiqueAgilent Technologies959764-902Zorbax Eclipse Plus C18 résolution rapide HT (2,1 x 100 mm, 1,8 & micro ; m)
au formate d’ammoniumSupelco7022pour LC-MS, LiChropur, &ge ; 99.0 %
Sérum bovin AlbumineSigma1001887398
Bouchons pour flacons chromatographiquesAgilent Technologies5185-5820bouchons à vis bleus, PTFE/sil sepa rouge
Plat de culture cellulaireNest704004polystyrène, apyrogène, stérile
Plaque de culture cellulaireBiologix07-601212 puits, non pyrogène, non cytotoxique, stérile
Incubateurde cellules Thermo Fisher ScientificHERAcell 150i
Cu CentrifugeuseEppendorfmodèle 5415R
CentrifugeuseEppendorfmodèle 5428
Tubes à centrifugerBionovoB-2278type Eppendorf, 1,5 mL
Tubes à centrifugerBionovoB-3693type Falcon, 50 mL, PP
Données chromatographiques logiciel d’acquisition et d’analyseAgilent TechnologiesLC/MSD ChemStation (B.04.03-S92)
Flacons chromatographiques à insertAgilent Technologies9301-1387100 µ ; L
Flacons chromatographiques AgilentTechnologies5182-07142 mL, verre transparent
DiméthylsulfoxydeSupelco1.02950Uvasol
Dubelcco' s Aigle modifié' s Medium (DMEM)PAN BiotechP04-41450
Double mètre pH/conductivitéMettler ToledoSevenMulti
EvaporatorGenevacmodel EZ-2.3 Elite
Fetal bovinsérum Sigma-AldrichF9665
Acide formiqueSupelco5.33002pour LC-MS LiChropur
Flacon en verre pour stockage desréactifsBionovoS-207050 mL, colonne de protection en verre transparent
Agilent Technologies959757-902Zorbax Eclipse Plus-C18 Colonne de protection à alésage étroit (2,1 x 12,5 mm, 5 & micro ; m)
Acide chlorhydriqueMerck1.00317.1000
L-kynurénineSigma-AldrichK8625&ge ; 98 % (HPLC)
Agitateur magnétiqueWigoES 21 H
MicrobalanceMettler Toledomodèle XP6
Système Milli-Q MilliporeZRQSVPO30Direct-Q 3 UV avec pompe
Spectromètre de masse quadripolaireAgilent TechnologiesG1948Bmodèle 6120
Pénicilline-StreptomycineSigma-Adrich048M4874V
Lecteur de plaquesBio TekSynergy 2 exploité par Gen5
Chlorure de potassiumMerck1.04936.1000
Dihydrogénophosphate de potassiumMerck1.05108.0500
Concentré de réactifs de colorant pour dosage de protéinesBioRad500-0006
Bascule à basculeStuartSSL4
Pipette sérologiqueNest3260015 mL, polystyrène, apyrogène, stérile
Chlorurede sodium Sigma-Aldrich7647-14-5
Phosphate de sodium dibasiqueMerck1.06346.1000
Filtre d’entrée de solvantAgilent Technologies5041-2168Filtre en verre, 20 &mu ; m taille des pores
Réservoir de solvant (pour LC-MS)Agilent Technologies9301-65241 L, verre transparent
Réservoir de solvant (pour LC-MS)Agilent Technologies9301-65261 L, verre ambré
TableurMicrosoft OfficeMicrosoft Office Excel
Barre d’agitationBionovo6-2003revêtus de téflon
pour la culture filtration moyenneBionovo7-8803cellulose régénérée, & Oslash ; 30 mm, 0,45 & micro ; m
Filtres à seringue pour la filtration des composants en phase mobileBionovo6-0018nylon, & Oslash ; 30 mm, 0,22 & micro ; m
Plaques de culture tissulaireVWR10062-90096 puits,
solution stérile de trypsine-EDTASigma-AldrihT4049-100 mL
Système de chromatographie liquide à ultra-haute performanceAgilent TechnologiesG1367D, G1379B, G1312B, G1316C1200 Système Infinity composé d’un échantillonneur automatique (G1367D), d’un dégazeur (G1379B), d’une pompe binaire (G1312B), d’un thermostat de colonne (G1316C)
Bain à ultrasonsPolsonic104533modèle 6D
VortexBiosanmodèle V-1 plus
acide xanthuréniqueSigma-AldrichD12080496 %
poudreAdditif éluant Filtres à seringue

References

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