$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Dit rapport belicht de ontwikkeling van een op kralen gebaseerde Borrelia-immunoassay met twee reporters die reproduceerbaar en gevoelig de anti-Borrelia-immunoreactiviteit in serummonsters bepaalt12. De verschillende pathogene Borrelia-soorten die Lyme-borreliose veroorzaken, kunnen worden onderscheiden door variantspecifieke antigeenheterogeniteit 6,7,8,9. De gemultiplexte test evalueert tegelijkertijd de IgG- en IgM-gemedieerde anti-Borrelia-immunoreactiviteit binnen dezelfde reactieput, waardoor reagentia, arbeid en monstermateriaal worden bespaard die anders nodig zijn om twee singleplex-assays afzonderlijk uit te voeren. Door IgM- en IgG-responsen in de loop van de tijd te vergelijken, kan de ziekteprogressie beter worden gevolgd, aangezien IgM-naar-IgG-seroconversie optreedt na infectie6.
Het dual-reporter-systeem maakt gebruik van twee verschillende detectie-antilichaamsystemen13,15. Verwante experimenten toonden geen significante detecteerbare kruisreactiviteit aan tussen Borrelia anti-IgM- en anti-IgG-detectiesystemen wanneer beide antilichaamklassen samen werden geanalyseerd in hetzelfde reactieputje12. Gezien de lagere bindingsaffiniteit van IgM versus IgG-antilichamen16,17, kozen we voor een PE-geconjugeerd detectie-antilichaam voor IgM-detectie (het eerste reporterkanaal van het dual-reporter-instrument) omdat PE een van de sterkst emitterende fluoroforen is die routinematig worden gebruikt in immunoassays18. Voor IgG-evaluatie gebruikten we een gebiotinyleerd detectie-antilichaam dat vervolgens werd verlicht met BV421-geconjugeerd streptavidine (het tweede reporterkanaal van het instrument)19. Ondanks de extra incubatiestap van 30 minuten in vergelijking met het systeem met één verslaggever, levert het systeem met twee verslaggevers twee keer zoveel informatie per reactie op. Over het algemeen vereist de multiplex-assay met twee reporters minder cumulatieve tijd- en materiaalinvoer dan het uitvoeren van twee single-reporter-assays.
De sterke prestaties en stabiliteit van de gemultiplexte Borrelia-test werden geïllustreerd door een hoge reproduceerbaarheid in precisiestudies binnen en tussen de assays, en door het aantonen van verdunningslineariteit en verdunningsparallellisme over een breed scala aan monsterconcentraties voor zowel IgG- als IgM-beoordeling. We hebben hogere absolute fluorescentie-emissieniveaus waargenomen voor dezelfde fluoroforen met behulp van het eenkanaalsinstrument versus het tweekanaalssysteem (≈1,7× hoger met PE), toe te schrijven aan verschillen in de optica en kalibratie-instellingen tussen de twee instrumenten (Figuur 4). Niettemin bleven de fluorescentie-emissiecurven met beide fluoroforen binnen het lineaire bereik van beide instrumenten bij extreme hoge en lage monsterverdunning, en een eventuele discrepantie in de gemeten absolute fluorescentie had geen invloed op de classificatie van de blootstellingsstatus aan Borrelia. 12 okt.
Een groot voordeel van deze op kralen gebaseerde Borrelia multiplex test is het gemak waarmee de test kan worden aangepast of uitgebreid om verschillende of aanvullende analyten te evalueren, bijvoorbeeld om antilichamen tegen antigenen van andere Borrelia soorten te detecteren. xMAP magnetische parelsets bevatten verschillende kleurstofcombinaties die kunnen worden onderscheiden in het classificatiekanaal van het instrument en theoretisch kunnen worden geïmplementeerd in multiplex-assays die tegelijkertijd tot 500 unieke analyten binnen hetzelfde monster kunnen evalueren. Terwijl de huidige studie vier representatieve Borrelia-antigenen belicht om de functionaliteit en stabiliteit van de test aan te tonen en om het single- en dual-reporter-systeem te vergelijken, ondervraagt de uiteindelijke test acht antigenen die samen alle vijf klinisch relevante Borrelia-pathogenen kunnen identificeren die in Europa en Noord-Amerika circuleren12.
Hoge doorvoerprestaties zijn mogelijk met behulp van standaard microtiterplaten met 384 putjes in een semi-geautomatiseerd testformaat. Dankzij de compatibiliteit van de test en het instrument met zowel 96- als 384-putplaten kan de multiplex-test van Borrelia worden gebruikt als een efficiënt screeningsinstrument voor het snel analyseren van grote monstersets, zoals nationale studies20. Handmatige uitvoering van de test blijft mogelijk voor kleinere monstersets met kleinere platen met 96 putjes.
Beperkingen van de studie omvatten de vergelijkende evaluatie van slechts enkele Borrelia-immunoreactiviteitsdoelen in een klein aantal menselijke serummonsters. De oorspronkelijke studie bevestigde echter wel dat de testprestaties voor zowel IgG als IgM behouden bleven bij het analyseren van acht antigenen van alle vijf bekende Borrelia-soorten binnen een grotere steekproefset12. Ook kan het dual-reporter-instrument slechts twee antilichaamisotypen tegelijkertijd beoordelen binnen elke reactie, dus volledige isotypeprofilering zou het uitvoeren van aanvullende testreacties vereisen13.
Concluderend beschrijft dit rapport de succesvolle fusie en conversie van op kralen gebaseerde immunoassays met één reporter in dual-reporter-assays die tegelijkertijd pathogene Borrelia-specifieke IgG- en IgM-antilichamen in menselijke serummonsters kunnen evalueren. Deze gecombineerde aanpak bespaart totale tijd, materiaal en arbeid om hetzelfde gegevensvolume te genereren als twee onafhankelijke tests met één rapport. De multiplex-assay kan worden geschaald van 96-wells tot 384-well microtiterplaatformaat en kan semi-geautomatiseerd worden door het gebruik van gerobotiseerde plaat- en vloeistofbehandelingsinstrumentatie, waardoor het geschikt is voor toepassingen met een hoge doorvoer, zoals grote populatieonderzoeken. Op kralen gebaseerde dual-reporter-assaysystemen hebben eerder nut aangetoond bij het evalueren van bijvoorbeeld immuunresponsen op andere virale en bacteriële pathogenen13,21, het beoordelen van allogene antilichaamresponsen tegen HLA-epitopen bij orgaantransplantatie22 en het onderzoeken van mechanismen van auto-immuunziekten23. Het huidige rapport beschrijft het gebruik van multiplextechnologie om blootstelling aan de Borrelia-pathogenen die de ziekte van Lyme veroorzaken te identificeren, als een voorbeeld van hoe laboratoria deze aanpak kunnen aanpassen voor het onderzoeken van complexe immuunmechanismen in verschillende pathologieën.