Qui, abbiamo presentato il metodo ADCC Bioassay per valutare la reazione ADCC di un anticorpo terapeutico. Il metodo è semplice e utilizza un semplice formato "aggiungi-mix-leggi" per la misurazione.
Prima di eseguire l'esperimento, l'espressione dell'antigene bersaglio nelle cellule bersaglio deve essere confermata mediante citometria a flusso o western blotting. La citometria a flusso sarà uno strumento migliore per rilevare l'antigene di superficie. Tuttavia, l'uso della citometria a flusso può stressare le cellule, causando apoptosi e influenzando la vitalità della cellula e, quindi, l'analisi complessiva. Inoltre, costa più del western blotting. In questo esperimento, abbiamo utilizzato il western blotting come metodo più rapido ed economico perché gli antigeni mirati sono noti antigeni di superficie cellulare.
Come cellule effettrici sono state utilizzate cellule Jurkat ingegnerizzate, che esprimevano stabilmente il recettore FcγRIIIa, la variante V158 (alta affinità) e un elemento di risposta NFAT che guida l'espressione della luciferasi della lucciola. L'attivazione della via NFAT provoca la produzione di luciferasi e la sua attività è quantificata sotto forma di lettura della luminescenza. Il segnale rappresenta anche l'attività dell'ADCC.
In primo luogo, le cellule bersaglio (T) vengono incubate con cellule effettrici (E) in presenza di quantità variabili di anticorpi in piastre a 96 pozzetti per 6 ore a 37 °C in un incubatore di CO2 umidificato. Il rapporto effettore:target di 5:1 viene utilizzato per ottimizzare il segnale. Ad esempio, 75.000 cellule effettrici sono state aggiunte a 15.000 cellule bersaglio. Al termine dell'incubazione, il reagente del saggio della luciferasi Bio-Glo viene aggiunto a ciascun pozzetto, incubato per 30 minuti e la luminescenza (RLU, unità relative di luciferasi) viene misurata utilizzando un lettore di piastre a luminescenza.
I passaggi critici chiave di questo protocollo sono: (1) La manipolazione delle cellule effettrici. La fiala di cellule non deve essere capovolta durante il processo di scongelamento, ma deve essere utilizzata delicatamente e deve essere utilizzata immediatamente dopo lo scongelamento per prevenire la morte cellulare indesiderata o influire sulle prestazioni del rilevamento biologico. (2). È importante utilizzare micropiastre a 96 pozzetti in polistirene bianco con fondo piatto e trasparente per le misurazioni della luminescenza perché la luminescenza viene catturata dal fondo del lettore.
In questo studio, abbiamo osservato le reazioni ADCC più forti e più deboli dell'anticorpo anti-EGFR, cetuximab, a seconda della quantità di cellule bersaglio e della concentrazione di anticorpi. Alcuni motivi per gestire la calibrazione delle reazioni ADCC deboli: (1) Le letture del biotest reporter ADCC provengono da cellule effettrici (E), con un numero costante di 75.000 cellule per pozzetto nel sistema di reazione ADCC di questo studio. Pertanto, l'ottimizzazione della qualità delle cellule bersaglio (T) è un aspetto che può essere migliorato. Il rapporto E:T in questo studio era di 5:1, che poteva essere regolato fino a 20:1. (2) Anche la concentrazione di anticorpi è uno dei fattori importanti che influenzano la reazione dell'ADCC. Gli aggiustamenti possono essere effettuati attraverso la diluizione seriale degli anticorpi per esplorare l'intervallo di concentrazione ottimale, ottenendo così la massima risposta nel rapporto ADCC. (3) Anche il tempo di incubazione degli anticorpi, delle cellule bersaglio e delle cellule effettrici è cruciale per i risultati sperimentali. In questo studio, abbiamo incubato per 6 ore, che possono essere estese fino a 24 ore per ottenere la reazione ADCC ottimale. (4) Inoltre, è necessario esplorare anche la concentrazione della soluzione tampone (basse IgG) per il test ADCC. La concentrazione sierica ottimale per la risposta all'ADCC può essere raggiunta nell'intervallo compreso tra l'1% e il 10%.
Questo metodo sperimentale è rapido e semplice, consentendo il completamento entro un giorno attraverso un semplice protocollo "add-mix-read". I risultati sono stabili e suscettibili di test in batch. Tuttavia, questo kit di biotest non rileva la morte cellulare come i metodi ADCC convenzionali che utilizzano cellule PBMC o NK come cellule effettrici12,13. Invece, utilizza cellule Jurkat espresse dal recettore FcγRIIIa come cellule effettrici, che costeranno di più perché le cellule sono geneticamente modificate. Rispetto ai tradizionali esperimenti ADCC13,14, elimina la necessità di donazioni di sangue da individui sani ed evita il complesso processo di estrazione delle cellule immunitarie, mitigando così le variazioni individuali che potrebbero influire sui risultati. I segnali di luminescenza rilevati provengono dal legame delle cellule effettrici alle cellule bersaglio, non dalla morte effettiva delle cellule bersaglio. Pertanto, potrebbero esserci discrepanze rispetto ai metodi di rilevamento ADCC standard. Inoltre, il tampone di dissociazione cellulare, che è più costoso della tripsina, viene utilizzato per staccare le cellule aderenti per mantenere l'integrità della membrana.
L'analisi del gene reporter ADCC dimostra un'eccellente accuratezza e stabilità, fungendo da metodo di analisi dell'efficacia per la rilevazione di massa di farmaci anticorpali terapeutici. Può anche funzionare come metodo di analisi critico per la caratterizzazione di molecole terapeutiche e lo sviluppo di processi15.
In sintesi, l'ADCC è un importante meccanismo immunitario e la rilevazione quantitativa dell'ADCC riveste una grande importanza nel campo dell'immunoterapia. Questo metodo sperimentale offre un mezzo efficace per la misurazione quantitativa dell'ADCC15.