Questo protocollo mirava a stabilire e ottimizzare un metodo LC-MS/MS per la quantificazione relativa dell'accumulo di vincristina nelle cellule ALL pediatriche primarie.
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Articolo metodologico
Questo protocollo mirava a stabilire e ottimizzare un metodo LC-MS/MS per la quantificazione relativa dell'accumulo di vincristina nelle cellule ALL pediatriche primarie.
Quantificare la vincristina intracellulare (VCR) nelle cellule primari della leucemia linfoblastica acuta pediatrica (ALL) è essenziale per comprendere le differenze specifiche per campione nell'assorbimento dei farmaci e per supportare studi sperimentali utilizzando materiale scarso per i pazienti. Qui presentiamo un micrometodo LC-MS/MS ottimizzato specificamente per cellule primarie ALL ottenute tramite xenoinnesti derivati dal paziente (PDX), affrontando sfide chiave come la disponibilità cellulare limitata, dimensioni cellulari piccole e la necessità di recupero riproducibile dopo molteplici fasi di lavaggio. Saggi temporali che vanno da 1 a 5 ore hanno dimostrato che un periodo di incubazione di 3 ore produce i livelli più alti e costanti di videoregistratori intracellulari, con una minore variabilità tra le repliche. L'ottimizzazione del metodo ha inoltre stabilito che l'uso di 2,5 × 106 celle per condizione migliora la robustezza analitica rispetto a celle 1 × 106, che hanno mostrato una maggiore dispersione in esperimenti ripetuti. Ulteriori miglioramenti critici includevano l'uso di metanolo freddo per migliorare l'efficienza della precipitazione delle proteine e l'incorporazione di uno standard interno per monitorare e minimizzare le variazioni procedurali. Il metodo consente una quantificazione sensibile e precisa del videoregistratore intracellulare attraverso intervalli di concentrazione rilevanti, anche se la dose più bassa testata (0,01 μM) non è stata quantificabile dopo l'incubazione di 3 ore. Nel complesso, questo micrometodo offre un approccio pratico, riproducibile e scalabile per misurare VCR intracellulari in campioni primari ALL. Il suo design supporta analisi comparative, validazione di modelli ex vivo e future applicazioni metodologiche volte a integrare la quantificazione intracellulare dei farmaci in valutazioni farmacologiche più ampie.
La leucemia linfoblastica acuta (ALL) rappresenta circa il 25% di tutti i tumori infantili e rimane la malignità pediatricapiù comune 1,2. Sebbene i progressi nella terapia abbiano notevolmente migliorato i tassi di sopravvivenza, ora superando il 90%, la complessità biologica dell'ALL continua a guidare gli sforzi per sviluppare strumenti che caratterizzino meglio la malattia a livellocellulare 3.
Gli alcaloidi di Vinca, in particolare i videoregistratori, sono componenti chiave di TUTTI i protocolli ditrattamento 4. Poiché il VCR esercita i suoi effetti citotossici intracellulari, comprendere la sua captazione e accumulo nelle cellule leucemiche è fondamentale per studi che coinvolgono la risposta ai farmaci, la farmacodinamica e il comportamento cellulare nei sistemi ex vivo. Tuttavia, la maggior parte degli approcci disponibili per valutare i livelli intracellulari di farmaci si basa su misurazioni indirette o metodi semi-quantitativi, limitando la riproducibilità e la sensibilità 5,6,7.
Parallelamente, molte ricerche dipendono ancora fortemente dalle linee cellulari leucemiche, che mancano dell'eterogeneità biologica e della rilevanza clinica delle cellule primarie derivate dal paziente. I campioni primari spesso presentano sfide come numeri cellulari limitati, qualità variabile del campione e la necessità di tecniche analitiche altamente sensibili in grado di rilevare composti intracellulari a bassaabbondanza 8.
La cromatografia liquida-spettrometria di massa tandem (LC-MS/MS) fornisce la specificità e la sensibilità necessarie per la quantificazione precisa degli agenti chemioterapici, tuttavia i protocolli standardizzati per misurare direttamente i videoregistratori intracellulari nelle cellule leucemiche primarie restano scarsi. Stabilire micrometodi robusti compatibili con materiale limitato del paziente può facilitare un'ampia gamma di applicazioni, tra cui profilazione farmacologica, valutazione delle interazioni farmaco-cellula e studi comparativi tra sottotipi di malattie o condizioni terapeutiche.
Qui, in questo protocollo, descriviamo lo sviluppo e l'ottimizzazione di un micrometodo per la quantificazione ex vivo del VCR intracellulare nelle cellule leucemiche primarie utilizzando LC-MS/MS. Per ottenere materiale sufficiente per lo sviluppo del metodo, campioni di pazienti sono stati trapiantati in topi immunodeficienti NSG per generare i modelliPDX 9. Dopo l'espansione in vivo , le cellule leucemiche umane sono state isolate ecriopreservate 10. Successivamente, sono stati scongelati, incubati con VCR, lavati, lisati e analizzati con LC-MS/MS per determinare i livelli intracellulari di farmaci.
Questo metodo offre diversi vantaggi: richiede un numero ridotto di cellule (2,5 milioni), è sensibile e rapido, ed è compatibile con campioni primari clinicamente rilevanti. Poiché misura direttamente il contenuto intracellulare di farmaci, fornisce uno strumento quantitativo affidabile per i ricercatori che studiano l'assorbimento dei farmaci, le risposte cellulari alla chemioterapia o altre questioni farmacologiche nelle neoplasie ematologiche.
Nel complesso, questo protocollo amplia il kit di strumenti analitici disponibili per lo studio della ALL pediatrica e può essere facilmente adattato ad altri farmaci o tipi di campioni, supportando future indagini sulla biologia della leucemia, il comportamento dei farmaci e la farmacologia di precisione.
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I campioni di leucemia utilizzati in questo studio sono stati prelevati da fiale bio-bancarizzate di pazienti trattati al Centro Infantil Boldrini, che hanno permesso l'uso delle loro cellule tramite un modulo di consenso informato. Il progetto è stato approvato dal Comitato Etico Istituzionale (CAAE 34601120.7.0000.5376). I protocolli per la generazione di PDX negli animali sono stati eseguiti in conformità con i regolamenti e le linee guida etiche del Comitato Etico Animale (Comissão de Ética no Uso de Animais) del Centro Infantil Boldrini (CEUA/Boldrini 0011-2020).
1. Preparazione del campione e incubazione del farmaco (Giorno 1)
2. Elaborazione campioni per LC-MS/MS (Giorno 2)
3. Configurazione e acquisizione dati di LC-MS/MS
4. Analisi dei dati
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I risultati cromatografici rappresentativi ottenuti dopo saggi di accumulo intracellulare utilizzando cellule primarie ALL PDX incubate con VCR e VINB sono mostrati nella Figura 1. I campioni sono stati preparati utilizzando 2,5 × 106 celle per ogni condizione. Nelle condizioni cromatografiche descritte, il videoregistratore è stato costantemente mantenuto a 2,85 minuti con un effetto matrice minimo, e la forma di picco è stata simmetrica e ben risolta. Questi profili illustrano i...
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Una valutazione accurata dei livelli intracellulari di farmaci nelle cellule leucemiche primarie è essenziale per comprendere la gestione dei farmaci a livello cellulare e per supportare lo sviluppo di saggi funzionali che completino il profiling molecolare. Gli approcci analitici esistenti spesso richiedono un gran numero di cellule, prevedono lunghe fasi di elaborazione o si basano su letture indirette che non riflettono la vera disponibilità intracellulare degli agenti
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Gli autori dichiarano di non esserci conflitti di interesse.
Ringraziamo il Centro Infantil Boldrini e tutti i pazienti che hanno donato i loro campioni per lo studio. Adrielli C. Soares ha ricevuto una borsa di studio dalla Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) e dalla Fondazione di Ricerca di San Paolo (FAPESP, 2023/18389-3). José A. Yunes ha ricevuto una borsa di studio per la produttività dal National Counsel of Technological and Scientific Development (CNPq, 308399/2021-8). Questo lavoro è stato supportato da finanziamenti per la ricerca del Ministero della Salute brasiliano tramite il programma PRONON (Programa Nacional de Apoio à Atenção Oncológica, NUP 25000.211174/2019-45).
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Fiala a vite da 2,0 mL | Flusso di alimentazione | 8-2400 | Utilizzato con inserti in vetro con molla (5 x 29 mm) della stessa azienda (Cat. 5-29015) |
| Fiala a vite da 2,0 mL | Flusso di alimentazione | 8-2400 | Utilizzato con inserti in vetro con molla (5 x 29 mm) della stessa azienda (Cat. 5-29015) |
| Acetonitrile | Merck (Sigma-Aldrich) | 100030 | |
| Acetonitrile | Merck (Sigma-Aldrich) | 24010152 | |
| AIM V | Thermo Fisher Scientific | 12055091 | |
| Sistema cromatografico Acquity UPLC H-Class | Waters Co. | https://www.waters.com/nextgen/br/pt/products/chromatography/chromatography-systems/acquity-uplc-h-class-plus-system.html?srsltid=AfmBOoo0mjNgaucBI-Exv97cEmWE96_lVkqKi2IR0IPtA-h1feG-WvtW | |
| Contessa 3 FL | Thermo Fisher Scientific | A49892 | |
| DMSO | Merck (Sigma-Aldrich) | D 8418 | |
| Falcon 50 mL | Sarstedt | 62.547.254 | |
| Acido formico | Merck (Sigma-Aldrich) | F0507 | |
| Bottiglia di vetro | Merck (Sigma-Aldrich) | 41121800 | |
| Incubatore | PHCBI | MCO-50M-PE | |
| Metanolo | Merck (Sigma-Aldrich) | 34860 | |
| Microtubo 1,5 mL | Eppendorf | 41121702 | |
| Microtubo 2,0 mL | Eppendorf | 30120094 | |
| PBS | Merck (Sigma-Aldrich) | PPB006 | |
| Speevac miVac | Fisher Scientific | 56340 | |
| Il software per l'acquisizione dati | Waters Co. | MassLynx | |
| Triplo spettrometro di massa quadrupolo Xevo TQ-S micro | Waters Co. | https://www.waters.com/nextgen/us/en/products/mass-spectrometry/mass-spectrometry-systems/xevo-tq-s-micro.html?srsltid=AfmBOoqqmLRNfHGqvtnwaL7xYOOEXPV3NJ9qYNH9HAwqXKXrMvLRQXSW | |
| Sonicatore a Ultrasuoni | Quimis | Q335D | |
| Vinblastina 1 mg/mL | Libbs | https://www.libbs.com.br/nossos-produtos/antineoplasico-faulblastina/ | Vinblastina solfato |
| Vincristine | Cayman Chemicals | 11764 |
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