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L'immunoistochimica (IHC) consente il rilevamento sensibile e specifico, spazialmente preciso di antigeni bersaglio in sezioni di tessuto fissate in formalina, incorporate in paraffina (FFPE). Tuttavia, i risultati della colorazione IHC possono essere influenzati da più variabili, tra cui il tempo di ischemia calda e fredda, la fissazione dei tessuti, il pretrattamento dei tessuti, la reattività e la concentrazione degli anticorpi, la chimica di rilevamento del saggio e i tempi di reazione1. Di conseguenza, le prestazioni riproducibili e l'interpretazione delle reazioni IHC richiedono un controllo rigoroso di queste variabili e l'uso di campioni di controllo positivi e negativi ben caratterizzati. I controlli frequentemente utilizzati includono tessuti incorporati in paraffina o linee cellulari in coltura conosciute da analisi indipendenti per esprimere l'antigene di interesse, ma tali campioni non sono sempre disponibili1. Inoltre, i livelli di espressione degli antigeni bersaglio nei tessuti e nei controlli delle linee cellulari sono generalmente compresi solo qualitativamente e possono essere variabili. I controlli contenenti concentrazioni riproducibili e note con precisione dell'antigene bersaglio possono aiutare nell'ottimizzazione delle condizioni di reazione IHC. Un metodo generale, adattabile a una varietà di tipi di antigene in un intervallo fisiologicamente rilevante di concentrazioni per creare campioni sintetici di controllo IHC, è stato descritto dagli autori2. Un protocollo dettagliato è fornito qui per la creazione e l'uso di questo tipo di standard.
Controlli appropriati sono essenziali per la valida interpretazione dei saggi IHC 1,3,4. Tessuti, cellule coltivate e substrati rivestiti di peptidi sono stati impiegati come controlli IHC in base alle esigenze specifiche dei ricercatori. I vantaggi e le limitazioni inerenti all'uso dei tessuti come controlli IHC sono stati ampiamente discussi 1,4. Per molti anticorpi, è possibile scegliere controlli appropriati tra tessuti normali selezionati contenenti popolazioni cellulari che esprimono l'antigene bersaglio in un ampio intervallo dinamico. I controlli tissutali sono meno adatti quando l'antigene bersaglio non è ben caratterizzato per quanto riguarda il sito di espressione o l'abbondanza, o quando gli antigeni potenzialmente a reazione incrociata sono co-espressi nelle stesse cellule o siti tissutali. In questi contesti, blocchi di linee cellulari in coltura che esprimono l'antigene di interesse possono essere utili. Per fornire ulteriori prove della specificità del bersaglio, le linee cellulari possono essere progettate per sovra-o sotto-esprimere antigeni bersaglio. Ad esempio, tale approccio è stato recentemente utilizzato per valutare una varietà di saggi anti-PD-L1 utilizzando un microarray tissutale di linee cellulari isogeniche che esprimono una gamma di antigene PD-L15. Le limitazioni pratiche all'uso di routine dei blocchi di linee cellulari includono il costo e il tempo necessari per produrre un numero di cellule sufficiente e il fatto che l'espressione di alcuni antigeni potrebbe non essere coerente in modo affidabile, anche all'interno delle linee cellulari clonali6. I peptidi sintetici sono una terza opzione per i controlli IHC per gli anticorpi che riconoscono gli epitopi lineari corti. Steven Bogen e colleghi hanno pubblicato ampiamente sull'uso di peptidi accoppiati alla superficie di vetrini 7,8 e perle di vetro9. Uno studio di questo gruppo ha dimostrato che l'analisi quantitativa dei controlli IHC basati su peptidi potrebbe rilevare la variazione del processo di colorazione mancata dalla valutazione qualitativa dei controlli tissutali analizzati in parallelo10. Mentre gli standard che utilizzano antigeni basati su perline potrebbero essere ampiamente applicabili, molti dettagli sono proprietari degli autori, limitando l'adozione diffusa.
Un altro approccio agli standard IHC incorpora antigeni bersaglio in gel proteici creati artificialmente. Questo concetto è stato dimostrato per la prima volta da Per Brandtzaeg nel 1972 in uno studio in cui il normale siero di coniglio è stato polimerizzato usando glutaraldeide11. Piccoli blocchi del gel risultante sono stati poi immersi per 1-4 settimane in soluzioni contenenti gli antigeni immunoglobuline di interesse a varie concentrazioni. Dopo la fissazione dell'alcol e l'incorporazione della paraffina, è stato dimostrato che sezioni dei controlli risultanti si coloravano con intensità corrispondenti al logaritmo delle soluzioni antigeniche in cui erano state immerse. Successivamente, i ricercatori hanno preparato coniugati di glutaraldeide di aminoacidi specifici in BSA diluito o soluzioni omogenee cerebrali come controlli positivi negli studi di microscopia immuno-elettronica12,13. Lavori più recenti hanno studiato l'uso di gel a base di soluzioni proteiche fissate alla formaldeide come surrogati del tessuto FFPE nell'analisi di spettrometria di massa14. Un altro lavoro recente ha studiato la struttura e le proprietà dei gel formati riscaldando soluzioni di albumina sierica umana o bovina a varie concentrazioni e pH15. Questi autori hanno scoperto che l'albumina sierica forma tre tipi di gel che differiscono per elasticità meccanica, conservazione della struttura secondaria e capacità di legame con gli acidi grassi a seconda delle condizioni sperimentali. Insieme, questi documenti dimostrano la fattibilità generale dell'approccio qui impiegato. Le soluzioni proteiche di composizione definita creano gel simili a tessuti che possono essere ulteriormente elaborati, sezionati e colorati utilizzando metodi istologici di routine.
Questo protocollo descrive la formazione di un controllo IHC sintetico a base di albumina sierica bovina (BSA) polimerizzata con calore e formaldeide. I gel possono incorporare un'ampia varietà di antigeni, tra cui proteine a lunghezza intera, domini proteici e peptidi lineari, nonché antigeni non proteici tra cui oligonucleotidi2. Questa dimostrazione utilizza un antigene di esempio un peptide lineare che codifica per gli amminoacidi C-terminal 16 della proteina umana ERBB2 (HER2/neu) TPTAENPEYLGLDVPV-COOH (vedi Tabella dei materiali). Questa sequenza include gli epitopi riconosciuti da tre anticorpi diagnosticamente rilevanti disponibili in commercio, tra cui il reagente policlonale Herceptest (ENPEYLGLDVP) e gli anticorpi monoclonali CB11 (AENPEYL) e 4B5 (TAENPEYLGL) (vedi Tabella dei materiali)16.
Il metodo qui dimostrato impiega reagenti prontamente disponibili utilizzando processi e tecniche familiari a qualsiasi laboratorio di istologia praticante. La limitazione più significativa è la necessità di identificare e acquistare gli antigeni bersaglio, che può essere realizzato in molti casi a un costo relativamente modesto. Poiché questi controlli sintetici sono di composizione completamente definita e realizzati con metodi semplici, possono essere implementati in molti laboratori con risultati riproducibili. Il loro uso può facilitare la valutazione oggettiva e quantificabile dei risultati della colorazione IHC e consentire una maggiore riproducibilità intra e interlaboratorio.