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NOTA: Prima di iniziare l'esperimento, indossare dispositivi di protezione individuale, tra cui camici da laboratorio, guanti e occhiali protettivi. Vedere la tabella dei materiali per informazioni dettagliate su materiali, reagenti, apparecchiature e software utilizzati in questo protocollo.
1. Tamponi necessari per il test
- Preparare i tamponi necessari per questo esperimento - il tampone SELEX necessario per il ripiegamento dell'aptamero, il tampone bloccante (BB), il tampone di lavaggio (WB) e il tampone di legame (BiB) (tabella 1) - il giorno dell'esperimento e tenerli sul ghiaccio o a 4 °C.
NOTA: Ogni aptamero richiede una condizione di piegatura unica. Ciò include il tampone SELEX e le condizioni di temperatura di piegatura. Si deve prestare attenzione a replicare completamente i metodi dell'articolo originale che descrive l'aptamero10. In questo esperimento, tutti i tamponi sono preparati nella soluzione salina tamponata fosfato di Dulbecco (DPBS). Il volume tampone richiesto in ogni esperimento dipende dal numero di linee cellulari, dal numero di repliche e dal numero di concentrazioni di aptameri testate.
| Ingredienti | Volume richiesto |
| Articolo | Concentrazione |
| Tampone SELEX | MgCl2 | 5 mM | 50 μL per campione + 10% di errore di pipettaggio |
| Blocco del buffer | MgCl2 | 5 mM | 500 μL per linea cellulare |
| BSA a | 1 mg/ml |
| tRNA b | 0,1 mg/ml |
| FBS c | 10% (v/v) |
| Tampone di lavaggio | MgCl2 | 5 mM | 1 mL per il primo lavaggio + 100 μL per campione di prova + 10% di errore di pipettaggio |
| Buffer di associazione | MgCl2 | 5 mM | 50 μL per campione + 10% di errore di pipettaggio |
| BSA | 2 mg/ml |
| Trna | 0,2 mg/ml |
| FBS | 20% (v/v) |
Tabella 1: Buffer necessari per il test di legame. un Albumina sierica bovina, bTransfer Acido Ribonucleico, cSiero Bovino Fetale.
2. Preparazione di aptameri
NOTA: Gli aptameri utilizzati nel test sono etichettati con una molecola reporter di fluorescenza e pertanto è necessario prestare attenzione per proteggerli dalla luce.
- Prima dell'esperimento, preparare uno stock di 100 μM (stock A) di aptameri di prova e controllo utilizzando acqua ultrapura priva di pirogeni e RNasi (Figura 1).
NOTA: Per una conservazione a lungo termine, la scorta A deve essere conservata in congelatore a -20 °C.
- Preparare lo stock B come concentrazione operativa di aptameri diluendo il materiale A utilizzando il tampone SELEX (Tabella 1). Per seguire questo protocollo, diluire lo stock A in uno stock da 1.000 nM per preparare lo stock B (Figura 1).
- Per preparare l'aptamero alla formazione della struttura tridimensionale (3D), in un tubo da 250 μL, diluire il brodo B con tampone SELEX per preparare il volume e la concentrazione richiesti dell'aptamero per il folding.
NOTA: Gli aptameri piegati saranno esposti a un volume uguale di cellule. Pertanto, la concentrazione dell'aptamero impostata per il ripiegamento dovrebbe essere 2 volte più concentrata della concentrazione finale desiderata. Utilizzare l'equazione (1) per calcolare i volumi e le concentrazioni richiesti. Ricordarsi di considerare un volume aggiuntivo del 10% per l'errore di pipettaggio.
Scorta di concentrazione A ×Scorta di volume A = scorta di concentrazione B × scorta di volumeB (1)

Figura 1: Un diagramma che mostra le fasi della preparazione degli aptameri. 1 Lo stock 1viene conservato a -20 °C per la conservazione a lungo termine. numero arabo Le concentrazioni di lavoro sono preparate nel tampone SELEX e non vengono immagazzinate. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
3. Mantenimento delle cellule tumorali
NOTA: Prima di iniziare lo studio, assicurarsi che le cellule siano al loro numero di passaggio precoce, mostrino le loro caratteristiche morfologiche tipiche e siano prive di micoplasma. Per testare la selettività e la specificità dell'aptamero, sono idealmente necessarie linee cellulari che siano espressivi alti, moderati e bassi/negativi della proteina di interesse.
- Seminare le cellule in un matraccio di coltura T75, utilizzando condizioni di coltura appropriate. Coltivarli in un incubatore umidificato al 5% di CO2 , a 37 °C.
NOTA: In questo studio, è stato utilizzato il Modified Eagle Medium (DMEM) di Dulbecco integrato con siero bovino fetale al 10% (terreno completo).
- Quando le cellule raggiungono ~ 80% di confluenza, passarle in un nuovo matraccio contenente terreno completo fresco.
NOTA: A seconda della proteina di interesse e della linea cellulare, la confluenza dell'80% potrebbe fornire una popolazione cellulare adatta per il test di legame. Per le linee cellulari in questo esperimento, MDA-MB-231 e HEK 293T, è adatta una confluenza dell'80%. In questa fase, procedere alla sezione 4, il test di legame. Controlla sempre l'espressione della proteina di interesse, utilizzando mAbs specifici per quella proteina.
4. Saggio vincolante
NOTA: la Figura 2 riassume i passaggi necessari nel test di legame nelle celle aderenti.
- In un armadio di biosicurezza di classe II, raccogliere le cellule di ciascun matraccio in provette come segue:
- Raccogliere e scartare il supporto nel pallone, aggiungere 2 ml di PBS, distribuirlo sulle cellule, quindi raccogliere e scartare il PBS. Ripetere questo passaggio altre due volte per rimuovere tutte le tracce di supporto che potrebbero inattivare la tripsina. Aggiungere 1 mL di 0,25% di tripsina/EDTA a ciascun matraccio e incubare per 5-10 minuti a 37 oC. Visualizzare il distacco delle cellule al microscopio.
- Aggiungere 1 mL di mezzo completo alle celle e pipettare le celle su e giù per creare una sospensione a cella singola. Pipettare le cellule in un tubo appropriato e centrifugare a 200 × g per 5 minuti.
NOTA: Per le celle non aderenti, raccogliere le cellule in una provetta, centrifugare (200 × g, 5 min) e procedere al punto 4.1.3.
- Eliminare il surnatante e risospendere le cellule in 1 ml di terreno fresco. Contare le cellule usando la colorazione blu tripano, diluendo un certo volume di sospensione cellulare con blu tripano. Distribuire ~ 15 μL della miscela tra un emocitometro e un vetro di copertura. Contare le celle come descritto in precedenza18, usando l'equazione (2):
(2)
NOTA: Utilizzare il volume minimo possibile di sospensione cellulare e prendere nota del fattore di diluizione. Ad esempio, mescolando volumi uguali di sospensione cellulare e 0,04% di blu di tripano si ottiene un fattore di diluizione di 2. Garantire un'elevata vitalità (cellule vive/cellule totali × 100) di ~ 90% per la maggior parte delle linee cellulari aderenti prima di procedere. Le cellule morte assorbono in modo non specifico gli aptameri e alterano i risultati19. È possibile utilizzare altre tecniche di conteggio delle cellule, come l'utilizzo di un contatore di celle.
- Raccogliere il numero richiesto di celle, assicurandosi di avere 10 × 104 cellule per campione di prova. Considerare un volume aggiuntivo del 10% per l'errore di pipettaggio.
NOTA: è importante mantenere sempre lo stesso numero di cellule tra esperimenti e repliche.
- Incubare le cellule a 37 °C per 2 ore per consentire la stabilizzazione della proteina di interesse sulla membrana cellulare dopo distacco enzimatico.
NOTA: Questo periodo di incubazione potrebbe differire a seconda della proteina di interesse.
- Durante questa incubazione di 2 ore:
- Impostare la temperatura della centrifuga su 4 °C. Lasciare il tRNA e le scorte di aptamero a temperatura ambiente o sul ghiaccio per scongelare. Per proteggere la molecola reporter di fluorescenza, proteggere i tubi aptameri dalla luce.
NOTA: Il ruolo del tRNA è quello di bloccare i siti di legame degli acidi nucleici.
- Preparare il tampone SELEX, BB, WB e BiB (vedere paragrafo 1), tenendoli tutti su ghiaccio o a 4 °C. Impostare la termociclatrice su un ciclo vuoto. Posizionare una piastra nera a 96 pozzetti e tubi di citometria a flusso sul ghiaccio.
NOTA: l'impostazione del termociclatore su un ciclo vuoto prepara il sistema di raffreddamento e riscaldamento e aiuta a generare risultati più riproducibili.
- Dopo l'incubazione di 2 ore, centrifugare le cellule a 500 × g per 5 minuti. Scartare il surnatante e risospendere le cellule in 500 μL di BB. Incubare le cellule a 4 °C per 30 minuti con miscelazione intermittente.
- Durante questa incubazione di 30 minuti, eseguire il piegamento dell'aptamero come segue:
- Portare le 2 concentrazioni di aptameri (vedere paragrafo 2), quindi mescolare e incubare gli aptameri nella macchina termociclatore, secondo le condizioni di piegatura richieste. Per questo aptamero EpCAM, utilizzare le seguenti condizioni di piegatura di 95 °C, 5 min, seguite da 22 °C, 10 min, e 37 °C, 15 min.
NOTA: Includere sempre un controllo negativo (cioè tampone SELEX senza aptameri).
- Dopo l'incubazione di 30 minuti, centrifugare le cellule (500 × g, 5 min, 4 °C), rimuovere il surnatante, aggiungere 1 mL di WB e centrifugare nuovamente le cellule (500 × g, 5 min, 4 °C). Rimuovere il surnatante e risospendere le cellule in un volume adeguato del BiB.
- Pipettare 50 μL delle celle risospese in ciascun pozzetto di una lastra nera ghiacciata a 96 pozzetti. Mantenere le cellule sul ghiaccio per inibire l'internalizzazione della proteina di interesse.
- Pipettare 50 μL degli aptameri su un volume di celle di 50 μL, mescolare e incubare al buio a 4 °C per 30 minuti. Centrifugare la piastra a 500 × g, 5 min, 4 °C e rimuovere con attenzione il surnatante.
- Risospendere con cautela il pellet in WB e centrifugare a 500 × g per 5 minuti. Ripetere la fase di lavaggio (4.7) 2x e risospendere in 100 μL di WB per l'analisi citometrica a flusso.
NOTA: Vedere la Figura 3 per un diagramma delle interazioni tra aptameri e cellule.

Figura 2: Un diagramma che illustra le fasi dell'esecuzione di un test di legame aptamero-proteina. Abbreviazioni: SELEX = Evoluzione sistematica dei ligandi mediante arricchimento esponenziale; BB = buffer di blocco; WB = tampone di lavaggio; BiB = buffer di associazione. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.

Figura 3: Un diagramma che mostra i diversi tipi di cellule e aptameri necessari per eseguire il test di legame dell'aptamero. Abbreviazione: EpCAM = molecola di adesione cellulare epiteliale. Questa figura è stata creata utilizzando Biorender.com. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
5. Citometria a flusso e analisi dei dati
NOTA: Prima di accendere il citometro a flusso, assicurarsi che non vi siano "bolle" nelle unità filtranti a membrana per la soluzione di arresto, la soluzione detergente e il liquido della guaina (0,9% NaCl). Bolle "sanguinare" se ci sono bolle nelle capsule. Assicurati che il contenitore dei rifiuti sia vuoto e che i contenitori di liquido della guaina, acqua e candeggina all'1% in acqua ultrapura siano pieni.
- Accendere il citometro a flusso e quindi il computer.
NOTA: I dettagli di funzionamento del citometro a flusso spiegati qui sono specifici per la macchina e il software dimostrati nel video (vedere la tabella dei materiali). Altri software richiederebbero una formazione adeguata per l'uso.
- Aprire il software di analisi della citometria a flusso, accedere al programma e, nella scheda Citometro , eseguire Fluidics Start-up.
- Per creare un nuovo esperimento, nella scheda dell'esperimento, fai clic su Nuova cartella e assegna al nome appropriato/alla cartella/esperimento.
- Fai clic su Nuova cartella per evidenziarla, quindi nella scheda Esperimento , fai di nuovo clic su Nuovo esperimento e assegna un nome appropriato all'esperimento.
- Per aggiungere il primo campione/campione, nella scheda dell'esperimento, fare clic su Nuovo campione e assegnare a questo campione un nome appropriato (nome della linea cellulare/campione di controllo/campione dell'esperimento).
- Per aggiungere un campione di provetta, evidenziare il campione (gruppo) e nella scheda dell'esperimento , fare clic su Nuovo tubo. Aggiungere il numero appropriato di tubi e il nome.
- Per preparare i grafici necessari, nella scheda Foglio di lavoro aprire un nuovo foglio di lavoro . Una volta visualizzata la nuova finestra del foglio di lavoro, aprire quanto segue utilizzando la schermata del foglio di lavoro (passare il mouse sul logo / immagini per trovare i nomi):
- Preparare un grafico a punti macchia di dispersione diretta (FSC) rispetto a dispersione laterale (SCC) per selezionare la popolazione di interesse. Definire la prima porta identificando e selezionando la popolazione di interesse (P1) in un grafico di densità di dispersione diretta e laterale. Escludere i detriti, che costituiscono la popolazione con il segnale di dispersione in avanti più basso.
NOTA: il parametro FSC rileva celle o eventi in base alle loro dimensioni e il SCC li discrimina in base alla loro granularità20.
- Preparare un grafico a punti macchia dell'area FSC (FSC-A) rispetto all'altezza FSC (FSC-H) per selezionare la popolazione a cella singola. Definire il secondo gate escludendo le popolazioni di cellule doppiette, poiché le cellule doppiette influenzano considerevolmente i risultati e le conclusioni. Escludere doppietti utilizzando grafici di densità FSC-H rispetto a FSC-A, in cui celle della stessa dimensione mostrano un'area e un'altezza simili. Quindi, i singoletti vengono raggruppati diagonalmente e separati dai doppietti.
NOTA: FSC è approssimativamente proporzionale alla dimensione della cella. Gli impulsi di tensione sono definiti come FSC-H, l'intensità del segnale, FSC-width che riflette la dimensione della cella e la durata del segnale, e FSC-A, che è H × W. I doppietti hanno un doppio valore di larghezza e area; pertanto, il gating per i singoletti si basa sul rilevamento delle sproporzioni tra H, W e A causate da doppietti.
- Preparare un istogramma del numero di eventi rispetto al fluoroforo di interesse.
- Prima di iniziare la citometria a flusso, assicurarsi che il dashboard di acquisizione per il controllo dell'acquisizione del campione, dell'ispettore e del citometro per regolare i parametri di tensione, nonché il foglio di lavoro con tutti i grafici siano aperti.
NOTA: Per eseguire l'analisi sono necessari almeno 100 μL di sospensione di 10 × 104 cellule in un tubo di citometria a flusso. Soprattutto in caso di vitalità inferiori, la colorazione con ioduro di propidio può essere eseguita per selezionare la popolazione cellulare vitale21,22.
- Per eseguire il primo campione, sul lato sinistro dello schermo assicurarsi che la freccia che punta al tubo sia verde. Se questa freccia non è verde, fare clic sulla freccia per renderla verde.
- Utilizzando una pipetta, trasferire ciascun campione dalla piastra nera a 96 pozzetti a un tubo di citometria a flusso. Eseguire il campione di controllo non trattato e non colorato a bassa velocità.
- Nel dashboard di acquisizione, scegliere un numero appropriato di eventi da registrare (30.000), impostare la portata su bassa e fare clic su Acquisisci dati.
- Regolare la tensione per i parametri FSC e SCC. Assicurarsi che la popolazione cellulare sia centralizzata all'interno del dot plot e che nessuna cella tocchi uno degli assi del grafico per evitare di perdere le celle di interesse.
- Aumentare la velocità di acquisizione a media o alta per analizzare i campioni più velocemente ma non superare più di 200 eventi/s. Quindi, fare clic su Registra dati.
- Eseguire il gating per P1 (Figura 4A) e la popolazione a cella singola (Figura 4B). Costruire l'istogramma degli eventi rispetto al fluorocromo utilizzato e selezionare P1 in base ai dati (alloficocianina (APC) in questo caso) (Figura 4C).
- Dopo aver regolato la tensione, il gating e registrato i dati, estrarre il campione e fare clic su Next Tube.
- Inserire il campione successivo e ripetere i dati di registrazione per tutti i campioni di controllo e di prova (Figura 3).
- Una volta raccolti tutti i dati, lavare il citometro a flusso facendo funzionare tre tubi di candeggina al 50%, risciacquo FACS e acqua ultrapura, ciascuno per 5 minuti ad alta portata.
- Quindi, dal menu a discesa Citometro , fare clic su Fluidics Shut Down.
- Prima di chiudere il software e spegnere la macchina e il computer, esportare i risultati come file .fcs su un'unità USB per trasferirli e analizzarli, come segue:
- Nel software di analisi, premere il pulsante NUOVO per creare un nuovo documento e una finestra per gestire l'analisi. Trascinare i file di esempio nella nuova finestra.
- Fare doppio clic per aprire il campione non macchiato. Scegli la popolazione P1, fai doppio clic sulla popolazione P1 per creare un grafico FSC-H rispetto a FSC-A e controlla la popolazione a cella singola.
- Fare doppio clic sulle singole celle gate per creare un istogramma di eventi rispetto al fluorocromo utilizzato.
- Nella finestra originale, selezionare P1 e celle singole e trascinarle in Tutti i campioni in modo che tutti i campioni contengano ora lo stesso gating.
- Fare clic sul pulsante Editor layout per aprire la finestra Layout . Trascinare due campioni (controllo e test) l'uno sull'altro per creare un istogramma sovrapposto.