$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Podczas opracowywania nowych leków lub sond chemicznych konieczne jest powiązanie obserwowanego efektu farmakologicznego lub odczytu funkcjonalnego z pomiarami zajętości lub zaangażowania celu w żywych komórkach1,2,3. Dane te są niezbędne zarówno do zapewnienia, że mała cząsteczka rzeczywiście osiągnie pożądany cel, jak i do walidacji biologicznej hipotezy stojącej za wyborem celu białka4,5. Ponadto podczas opracowywania leków wykorzystuje się systemy modelowe o coraz większej złożoności do wyboru i potwierdzenia związku wiodącego przed badaniami klinicznymi. Aby potwierdzić translację biologii w tych systemach przedklinicznych, kluczowe znaczenie mają metody śledzenia zaangażowania leku w cel i towarzysząca biologii w całym procesie rozwoju.
Tradycyjnie monitorowanie interakcji leku z celem było tradycyjnie trudne do monitorowania w żywych komórkach z niefunkcjonalizowanymi małymi cząsteczkami i białkami, zwłaszcza na poziomie pojedynczej komórki z rozdzielczością przestrzenną6,7. Jedną z najnowszych metod obserwacji interakcji między niezmodyfikowanymi lekami a białkami w żywych komórkach jest komórkowy test przesunięcia termicznego (CETSA), w którym określa się ilościowo indukowaną ligandem stabilizację natywnego białka w odpowiedzi na wyzwanie cieplne8,9,10. Osiąga się to poprzez ilościowe określenie pozostałego rozpuszczalnego białka po ekspozycji na wyzwanie cieplne. We wstępnym ujawnieniu CETSA, western blot został użyty do wykrywania. Aby umożliwić kampanie przesiewowe i klasyfikację większych zbiorów związków, wysiłki mające na celu zwiększenie przepustowości eksperymentów CETSA doprowadziły do opracowania kilku jednorodnych testów opartych na mikropłytkach10,11. Jednak jednym z ograniczeń tych metod jest to, że obecnie najlepiej nadają się one do leczenia związkami w zawiesinach komórkowych, a wykrywanie wymaga lizy komórek, co prowadzi do utraty informacji przestrzennych. CETSA może być stosowana eksperymentalnie jako indukowane przez ligand przesunięcie temperatury agregacji termicznej (Tagg) przy pojedynczym stężeniu małej cząsteczki lub stężeniu liganda niezbędnym do ustabilizowania białka w jednej temperaturze. To ostatnie określa się mianem izotermicznych odcisków palców odpowiedzi na dawkę (ITDRF), aby podkreślić zależność tych pomiarów od konkretnych warunków doświadczalnych.
Celem tego protokołu jest pomiar zaangażowania celu za pomocą CETSA w przylegających komórkach poprzez wykrywanie przeciwciał immunofluorescencyjnych (IF) za pomocą mikroskopii o wysokiej zawartości12. Procedura ta rozszerza oryginalną platformę CETSA, aby umożliwić jednokomórkową kwantyfikację zaangażowania docelowego z zachowaniem lokalizacji subkomórkowej. Warto zauważyć, że w przeciwieństwie do wielu poprzednich doniesień, w tej procedurze obróbka złożona jest przeprowadzana w żywych przylegających komórkach bez odrywania powierzchni lub mycia przed wyzwaniem cieplnym, zachowując w ten sposób ustaloną równowagę wiązania, którą zamierzamy zmierzyć13. Obecnie metoda jest zwalidowana dla jednego docelowego białka p38α (MAPK14) w kilku liniach komórkowych i mamy nadzieję, że dzieląc się tą procedurą, technika może być szeroko stosowana w całym topniejącym proteomie. Przewidujemy, że protokół ten będzie można dostosować na całym etapie opracowywania leków, począwszy od badań przesiewowych, poprzez klasyfikację trafień, aż po monitorowanie zaangażowania celu in vivo.