Dit protocol had als doel een LC-MS/MS-methode op te zetten en te optimaliseren voor de relatieve kwantificering van vincristine-accumulatie in primaire pediatrische ALLE cellen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit protocol had als doel een LC-MS/MS-methode op te zetten en te optimaliseren voor de relatieve kwantificering van vincristine-accumulatie in primaire pediatrische ALLE cellen.
Het kwantificeren van intracellulaire vincristine (VCR) in primaire acute lymfoblastische leukemie (ALL) cellen van kinderen is essentieel voor het begrijpen van monsterspecifieke verschillen in medicijnopname en voor het ondersteunen van experimentele studies met schaarse patiëntmateriaal. Hier presenteren we een gestroomlijnde LC-MS/MS-micromethode die specifiek is geoptimaliseerd voor primaire ALLE cellen verkregen via patiënt-afgeleide xenografts (PDX), waarbij belangrijke uitdagingen worden aangepakt zoals beperkte celbeschikbaarheid, kleine celgrootte en de noodzaak van reproduceerbaar herstel na meerdere wasstappen. Tijdsverloop-assays variërend van 1 tot 5 uur toonden aan dat een incubatieperiode van 3 uur de hoogste en meest consistente intracellulaire VCR-niveaus oplevert, met een lagere variabiliteit tussen replicaten. Methodeoptimalisatie toonde ook aan dat het gebruik van 2,5 × 106 cellen per conditie de analytische robuustheid verbetert vergeleken met 1 × 106 cellen, die een grotere verspreiding vertoonden in herhaalde experimenten. Aanvullende cruciale verfijningen waren onder meer het gebruik van koud methanol om de efficiëntie van eiwitneerslag te verbeteren en de invoering van een interne standaard om procedurele variatie te monitoren en te minimaliseren. De methode maakt een gevoelige en precieze kwantificering van intracellulaire videorecorder mogelijk over relevante concentratiebereiken, hoewel de laagst geteste dosis (0,01 μM) na de 3 uur durende incubatie niet kwantificeerbaar was. Al met al biedt deze micromethode een praktische, reproduceerbare en schaalbare aanpak voor het meten van intracellulaire VCR in primaire ALLE monsters. Het ontwerp ondersteunt vergelijkende analyses, validatie van ex vivo modellen en toekomstige methodologische toepassingen gericht op het integreren van intracellulaire geneesmiddelkwantificatie in bredere farmacologische beoordelingen.
Acute lymfoblastische leukemie (ALL) is goed voor ongeveer 25% van alle kinderkankers en blijft de meest voorkomende kinderziekte 1,2. Hoewel de vooruitgang in therapie de overlevingskansen aanzienlijk heeft verbeterd, die nu boven de 90% uitkomen, blijft de biologische complexiteit van ALL inspanningen aandrijven om hulpmiddelen te ontwikkelen die de ziekte beter karakteriseren op cellulair niveau3.
Vinca-alkaloïden, met name videorecorders, zijn belangrijke componenten van ALLE behandelprotocollen. Omdat VCR zijn cytotoxische effecten intracellulair uitoefent, is het begrijpen van de opname en accumulatie ervan in leukemische cellen fundamenteel voor studies naar medicijnrespons, farmacodynamiek en cellulair gedrag in ex vivo systemen. De meeste beschikbare benaderingen voor het beoordelen van intracellulaire geneesmiddelniveaus zijn echter gebaseerd op indirecte metingen of semi-kwantitatieve methoden, waarbij reproduceerbaarheid en gevoeligheidbeperkt worden 5,6,7.
Tegelijkertijd zijn veel onderzoeken nog steeds sterk afhankelijk van leukemiecellijnen, die niet de biologische heterogeniteit en klinische relevantie hebben van door patiënten afgeleide primaire cellen. Primaire monsters brengen vaak uitdagingen met zich mee, zoals beperkte celaantallen, variabele monsterkwaliteit en de noodzaak van zeer gevoelige analysetechnieken die in staat zijn om laag-abundantie intracellulaire verbindingen te detecteren8.
Vloeistofchromatografie-tandem massaspectrometrie (LC-MS/MS) biedt de specificiteit en gevoeligheid die nodig zijn voor precieze kwantificering van chemotherapeutische middelen, maar gestandaardiseerde protocollen voor het direct meten van intracellulaire VCR in primaire leukemische cellen blijven schaars. Het opzetten van robuuste micromethoden die compatibel zijn met beperkte patiëntmateriaal kan een breed scala aan toepassingen faciliteren, waaronder farmacologische profilering, evaluatie van geneesmiddel-celinteracties en vergelijkende studies over ziektesubtypes of therapeutische aandoeningen.
In dit protocol beschrijven we de ontwikkeling en optimalisatie van een micromethode voor ex vivo kwantificering van intracellulaire VCR in primaire leukemische cellen met LC-MS/MS. Om voldoende materiaal voor methodeontwikkeling te verkrijgen, werden patiëntmonsters getransplanteerd in immuundeficiënte NSG-muizen om PDX-modellen9 te genereren. Na de expansie in vivo werden menselijke leukemische cellen geïsoleerd en gecryoppreserve10. Daarna werden ze ontdooid, geïncubeerd met videorecorder, gewassen, gelyseerd en geanalyseerd met LC-MS/MS om de intracellulaire geneesmiddelniveaus te bepalen.
Deze methode biedt verschillende voordelen: het vereist een klein aantal cellen (2,5 miljoen), is gevoelig en snel, en compatibel met klinisch relevante primaire monsters. Omdat het direct de intracellulaire geneesmiddelinhoud meet, biedt het een betrouwbaar kwantitatief hulpmiddel voor onderzoekers die medicijnopname, cellulaire reacties op chemotherapieën of andere farmacologische vragen bij hematologische maligniteiten onderzoeken.
Over het geheel genomen breidt dit protocol de analytische toolkit uit die beschikbaar is voor het bestuderen van pediatrische ALL en kan het gemakkelijk worden aangepast voor andere geneesmiddelen of monstertypen, wat toekomstige onderzoeken naar leukemiebiologie, geneesmiddelgedrag en precisiefarmacologie ondersteunt.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De leukemiemonsters die in deze studie werden gebruikt, werden verkregen uit bio-gebankte buisjes van patiënten die werden behandeld bij Centro Infantil Boldrini, die het gebruik van hun cellen toestonden via een informed consent-formulier. Het project werd goedgekeurd door de Institutionele Ethische Commissie (CAAE 34601120.7.0000.5376). De protocollen voor de generatie van PDX bij dieren werden uitgevoerd in overeenstemming met de regelgeving en ethische richtlijnen van de Commissie Dierenethiek (Comissão de Ética no Uso de Animais) van het Centro Infantil Boldrini (CEUA/Boldrini 0011-2020).
1. Monstervoorbereiding en medicijnincubatie (Dag 1)
2. Monsterverwerking voor LC-MS/MS (Dag 2)
3. LC-MS/MS opstelling en gegevensverzameling
4. Data-analyse
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Vertegenwoordigende chromatografische resultaten verkregen na intracellulaire accumulatie-assays met primaire ALL PDX-cellen geïncubeerd met VCR en VINB zijn weergegeven in Figuur 1. Monsters werden bereid met 2,5 × 10 cellen van6 per conditie. Onder de beschreven chromatografische omstandigheden werd de VCR consequent behouden op 2,85 minuten met minimaal matrixeffect, en de piekvorm was symmetrisch en goed opgelost. Deze profielen illustreren het verwachte chromatografisch gedra...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Nauwkeurige beoordeling van intracellulaire geneesmiddelniveaus in primaire leukemische cellen is essentieel voor het begrijpen van geneesmiddelhantering op cellulair niveau en voor het ondersteunen van de ontwikkeling van functionele assays die moleculaire profilering aanvullen. Bestaande analytische benaderingen vereisen vaak grote aantallen cellen, omvatten lange verwerkingsstappen, of vertrouwen op indirecte uitlezingen die de werkelijke intracellulaire beschikbaarheid van chemothera...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs geven geen belangenconflicten aan.
Wij danken het Centro Infantil Boldrini en alle patiënten die hun monsters voor de studie hebben gedoneerd. Adrielli C. Soares ontving een beurs van de Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES) en van de São Paulo Research Foundation (FAPESP, 2023/18389-3). José A. Yunes ontving een productiviteitsbeurs van de National Counsel of Technological and Scientific Development (CNPq, 308399/2021-8). Dit werk werd ondersteund door onderzoeksfinanciering van het Braziliaanse ministerie van Volksgezondheid via het PRONON-programma (Programa Nacional de Apoio à Atenção Oncológica, NUP 25000.211174/2019-45).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 2.0 mL screw-top vial | Flowsupply | 8-2400 | Gebreekt met glazen inserts met veer (5 x 29 mm) van hetzelfde bedrijf (Cat. 5-29015) |
| 2.0 mL screw-top vial | Flowsupply | 8-2400 | Gebreekt met glazen inserts met veer (5 x 29 mm) van hetzelfde bedrijf (Cat. 5-29015) |
| Acetonitrile | Merck (Sigma-Aldrich) | 100030 | |
| Acetonitrile | Merck (Sigma-Aldrich) | 24010152 | |
| AIM V | Thermo Fisher Scientific | 12055091 | |
| Chromatographic system 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 | |
| Countess 3 FL | Thermo Fisher Scientific | A49892 | |
| DMSO | Merck (Sigma-Aldrich) | D 8418 | |
| Falcon 50 mL | Sarstedt | 62.547.254 | |
| Formic acid | Merck (Sigma-Aldrich) | F0507 | |
| Glass bottle | Merck (Sigma-Aldrich) | 41121800 | |
| Incubator | PHCBI | MCO-50M-PE | |
| Methanol | Merck (Sigma-Aldrich) | 34860 | |
| Microtube 1.5 mL | Eppendorf | 41121702 | |
| Microtube 2.0 mL | Eppendorf | 30120094 | |
| PBS | Merck (Sigma-Aldrich) | PPB006 | |
| Speevac miVac | Fisher Scientific | 56340 | |
| The software for data acquisition | Waters Co. | MassLynx | |
| Triple quadrupole mass spectrometer 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 | |
| Ultrasonic Sonicator | Quimis | Q335D | |
| Vinblastine 1 mg/mL | Libbs | https://www.libbs.com.br/nossos-produtos/antineoplasico-faulblastina/ | Vinblastine sulfate |
| Vincristine | Cayman Chemicals | 11764 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.