הפרוטוקול המוצע כולל הנחיות כיצד להימנע מזיהום באנדוטוקסין במהלך בידוד שלפוחיות חוץ-תאיות מסופרנאטנטים של תרביות תאים, וכיצד להעריך אותן כראוי.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הפרוטוקול המוצע כולל הנחיות כיצד להימנע מזיהום באנדוטוקסין במהלך בידוד שלפוחיות חוץ-תאיות מסופרנאטנטים של תרביות תאים, וכיצד להעריך אותן כראוי.
שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs) הן אוכלוסייה הטרוגנית של שלפוחיות ממברנות המשוחררות על ידי תאים במבחנה ו-in vivo. נוכחותם בכל מקום ותפקידם המשמעותי כנשאים של מידע ביולוגי הופכים אותם למושאי מחקר מסקרנים, הדורשים פרוטוקולים אמינים וחוזרים על עצמם לבידודם. עם זאת, מימוש מלוא הפוטנציאל שלהם הוא קשה מכיוון שעדיין ישנם מכשולים טכניים רבים הקשורים למחקר שלהם (כמו רכישה נכונה). מחקר זה מציג פרוטוקול לבידוד כלי רכב חשמליים קטנים (על פי המינוח MISEV 2018) מהתרבית של קווי תאי הגידול המבוססת על צנטריפוגה דיפרנציאלית. הפרוטוקול כולל הנחיות כיצד להימנע מזיהום באנדוטוקסינים במהלך בידוד של כלי רכב חשמליים וכיצד להעריך אותם כראוי. זיהום אנדוטוקסין של כלי רכב חשמליים יכול לעכב באופן משמעותי ניסויים עתידיים או אפילו להסוות את ההשפעות הביולוגיות האמיתיות שלהם. מצד שני, נוכחות התעלמות של אנדוטוקסינים עלולה להוביל למסקנות שגויות. יש לכך חשיבות מיוחדת כאשר מתייחסים לתאים של מערכת החיסון, כולל מונוציטים, מכיוון שמונוציטים מהווים אוכלוסייה רגישה במיוחד לשאריות אנדוטוקסין. לכן, מומלץ מאוד לסנן כלי רכב חשמליים לאיתור זיהום אנדוטוקסין, במיוחד כאשר עובדים עם תאים רגישים לאנדוטוקסין כגון מונוציטים, מקרופאגים, תאים מדכאים שמקורם במיאלואידים או תאים דנדריטיים.
שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs), על פי המינוח MISEV 2018, הן מונח קולקטיבי המתאר תת-סוגים שונים של שלפוחיות קרומיות המופרשות על ידי תאים הממלאות תפקידים מכריעים בתהליכים פיזיולוגיים ופתולוגיים רבים 1,2. יתר על כן, כלי רכב חשמליים נראים מבטיחים כסמנים ביולוגיים חדשניים למחלות שונות, כמו גם סוכנים טיפוליים וכלי רכב לאספקת תרופות. עם זאת, מימוש מלוא הפוטנציאל שלהם הוא קשה שכן ישנם עדיין מכשולים טכניים רבים הקשורים לרכישתם3. אתגר אחד כזה הוא הבידוד של כלי רכב חשמליים נטולי אנדוטוקסין, שהוזנח במקרים רבים. אחד האנדוטוקסינים הנפוצים ביותר הוא ליפופוליסכריד (LPS), שהוא מרכיב עיקרי בדפנות תאי חיידקים גראם-שליליים ויכול לגרום לתגובה דלקתית חריפה, עקב שחרור מספר רב של ציטוקינים דלקתיים על ידי תאים שונים 4,5. LPS משרה תגובה על ידי קשירה לחלבון קושר LPS, ואחריו אינטראקציה עם קומפלקס CD14/TLR4/MD2 על תאים מיאלואידים. אינטראקציה זו מובילה להפעלה של מסלולי איתות תלויי MyD88 ו- TRIF, אשר בתורו מפעיל את הגורם הגרעיני קאפה B (NFkB). טרנסלוקציה של NFkB לגרעין יוזמת ייצור ציטוקינים6. מונוציטים ומקרופאגים רגישים מאוד ל-LPS, וחשיפתם ל-LPS גורמת לשחרור ציטוקינים וכימוקינים דלקתיים (למשל, IL-6, IL-12, CXCL8 ו-TNF-α)7,8. מבנה CD14 מאפשר קשירה של מיני LPS שונים בעלי זיקה דומה ומשמש כקולטן משותף לקולטנים דמויי אגרה אחרים (TLRs) (TLR1, 2, 3, 4, 6, 7 ו-9)6. מספר המחקרים הנערכים על ההשפעות של כלי רכב חשמליים על מונוציטים/מקרופאגים עדיין גדל ב-9,10,11. במיוחד מנקודת המבט של חקר תפקודם של מונוציטים, תת-אוכלוסיות שלהם ותאים חיסוניים אחרים, נוכחותם של אנדוטוקסין ואפילו נוכחותם המוסווית ברכבים חשמליים היא בעלת חשיבות רבה12. הזיהום המתעלם של כלי רכב חשמליים באנדוטוקסינים עלול להוביל למסקנות מטעות ולהסתיר את פעילותם הביולוגית האמיתית. במילים אחרות, עבודה עם תאים מונוציטיים דורשת ביטחון בהיעדר זיהום אנדוטוקסין13. מקורות פוטנציאליים של אנדוטוקסינים יכולים להיות מים, מדיה מסחרית וסרה, רכיבי מדיה ותוספים, כלי זכוכית מעבדה וכלי פלסטיק 5,14,15.
לכן, מחקר זה נועד לפתח פרוטוקול לבידוד של כלי רכב חשמליים בעלי אנדוטוקסין נמוך. הפרוטוקול מספק רמזים פשוטים כיצד להימנע מזיהום אנדוטוקסין במהלך בידוד כלי רכב חשמליים, במקום להסיר אנדוטוקסינים מכלי רכב חשמליים. בעבר, פרוטוקולים רבים הוצגו כיצד להסיר אנדוטוקסינים מננו-חלקיקים מהונדסים המשמשים בננו-רפואה; עם זאת, אף אחד מהם אינו שימושי עבור מבנים ביולוגיים כגון כלי רכב חשמליים. דפירוגנציה יעילה של ננו-חלקיקים יכולה להתבצע על ידי שטיפת אתנול או חומצה אצטית, חימום ב 175 ° C במשך 3 שעות, γ הקרנה, או טיפול טריטון X-100; עם זאת, נהלים אלה מובילים להשמדת כלי רכב חשמליים16,17.
הפרוטוקול המוצג הוא מחקר חלוצי המתמקד במניעת זיהומים אנדוטוקסינים ברכב חשמלי, בניגוד למחקרים קודמים על השפעת כלי רכב חשמליים על מונוציטים9. יישום העקרונות המוצעים לפרקטיקה במעבדה עשוי לסייע בהשגת תוצאות מחקר אמינות, אשר יכולות להיות חיוניות כאשר שוקלים את השימוש הפוטנציאלי של כלי רכב חשמליים כסוכנים טיפוליים במרפאה12.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת צינורות אולטרה-צנטריפוגות
2. הכנת סרום בקר עוברי דל אנדוטוקסין דל EV (EE-FBS)
3. תרבית תאים
4. בידוד כלי רכב חשמליים מסופרנאטנטים של תרביות תאים
5. זיהוי סמנים ספציפיים על ידי כתם מערבי
6. מדידת רמת אנדוטוקסין על ידי בדיקת לימולוס אמבוציטים ליזט (LAL)
7. איתור גן rRNA פרוקריוטי 16S בדגימות EV
8. קביעת ריכוז LPS יעיל לגירוי במודל מונוציטים אנושי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תנאי מוקדם או צעד חובה עבור פרוטוקול זה הוא אי הכללת זיהום אנדוטוקסין אפשרי מגיבים. כל הריאגנטים הנמצאים בשימוש, כגון FBS, DMEM, RPMI, PBS, ואפילו צינורות אולטרה-צנטריפוגה, חייבים להיות נטולי אנדוטוקסין (<0.005 האיחוד האירופי / מ"ל). שמירה על משטר ללא זיהום אנדוטוקסין אינה קלה, שכן לדוגמה, הסרום הרגיל/סטנדרטי לתרבית תאים יכול להיות המקור העשיר שלו (0.364 EU/mL; ראה טבלה 1).
למרות שפרוטוקול זה פותח כדי לבודד כלי רכב חשמליים עם תכולת אנדוטוקסין נמוכה, חשוב לאפיין את כלי הרכב ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בשנים האחרונות, שיטות לבידוד נכון של כלי רכב חשמליים הפכו חשובות יותר ויותר, ומאפשרות ניתוחים אמינים נוספים, למשל, בהקשר של קבלת אומיקה מהימנה ונתונים פונקציונליים24. בהתבסס על ניסיון מחקרי קודם, נראה כי לא רק סוג שיטת הבידוד, אלא גם תנאים אחרים במהלך הליך זה עשויים להיות חשובים. השימוש ב- FBS מדולדל EV מוכר באופן נרחב כהכרח25,26; עם זאת, ניטור זיהום אנדוטוקסין ברכב חשמלי מוזנח לעתים קרובות.
עם זאת, כל השיטות המ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהיעדר קשרים מסחריים או פיננסיים שניתן לבנות כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
עבודה זו נתמכה על ידי המרכז הלאומי למדע, פולין, מענק מספר 2019/33/B/NZ5/00647. ברצוננו להודות לפרופ' תומאש גוסייבסקי ואגניישקה קרבצ'יק מהמחלקה למיקרוביולוגיה רפואית מולקולרית, המכללה הרפואית של האוניברסיטה היגלונית על עזרתם רבת הערך בזיהוי דנ"א חיידקי ברכבים חשמליים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Alix (3A9) עכבר mAb | טכנולוגיית איתות תאים | 2171 | |
| 1250ul מסנן קצות פיפטה אוניברסליים, שקוף, פוליפרופילן, לא פירוגני | GoogLab Scientific | GBFT1250-R-NS | |
| BD FACSCanto II Flow Cytometr | BD Biosciences | ||
| CBA Human Th1/Th2 ערכת ציטוקינים II | BD Biosciences | 551809 | |
| CD9 (D8O1A) ארנב mAb | טכנולוגיית איתות תאים | 13174 | |
| ChemiDoc Imaging System | Bio-Rad Laboratories, Inc. | ||
| DMEM (Dulbecco' s Modified Eagle' s בינוני) | קורנינג | 10-013-CV | |
| ELX800NB, קורא מיקרופלייט אוניברסלי | BIO-TEK INSTRUMENTS, INC | ||
| סרום בקר עוברי | Gibco | 16000044 | |
| סרום בקר עוברי דרום אמריקה אנדוטוקסין נמוך במיוחד | ביו-ווסט | S1860-500 | |
| גנטמיצין, 50 מ"ג/מ"ל | PAN – Biotech | P06-13100 | |
| עיזים נגד עכבר IgG- HRP | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | sc-2004 | |
| עיזים נגד ארנב IgG- HRP | סנטה קרוז ביוטכנולוגיה | sc-2005 | |
| Immun-Blot PVDF ממברנה | Bio-Rad Laboratories, Inc. | ||
| LPS מסלמונלה אבורטוס אקוואי בצורת S (TLRGRADE) | אנזו מדעי החיים בע"מ | ALX-581-009-L002 | |
| מיני טרנס-בלוט תא העברה אלקטרופורטי | Bio-Rad Laboratories, Inc. | ||
| ניתוח מעקב אחר ננו-חלקיקים | Malvern Instruments Ltd | ||
| NuPAGE LDS מאגר דגימה (4X) | Invitrogen | NP0007 | |
| NuPAGE חומר להפחתת דגימה (פי 10) | Invitrogen | NP0004 | |
| Parafilm | Sigma Aldrich | P7793 | סרט שקוף |
| מושלם 100-1000 bp סולם DNA | EURx | E3141-01 | |
| PierceTM Chromogenic Endotoxin Quant Kit | Thermo Scientific | A39552 | |
| PP Oak Ridge Tube עם מכסי איטום | Thermo Scientific | 3929, 03613 | |
| RPMI 1640 | RPMI-1640 (Gibco)11875093 | ||
| SimpliAmp Thermal Cycler | Applied Biosystem | A24811 | |
| Sorvall wX+ ULTRA SERIES צנטריפוגה עם רוטור | T-1270Thermo Scientific | 75000100 | |
| תת-תא GT מערכת אלקטרופורזה אופקית | Bio-Rad Laboratories, Inc. | ||
| SuperSignal West Pico PLUS Chemiluminescent Substrate | Thermo Scientific | 34577 | |
| SW480 קו תאים | אוסף תרביות מסוג אמריקאי (ATCC) | ||
| SW480 קו תאים | אוסף תרביות מסוג אמריקאי (ATCC) | ||
| מסנן מזרק 0.22 um | TPP | 99722 | |
| Trans-Blot SD תא העברה | חצי יבשמעבדות ביו-ראד בע"מ | 1703940 מכונת העברה | |
| פיפטת העברה, 3.5 מ"ל | SARSTEDT | 86.1171.001 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה