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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Aqui nós apresentamos um método de citometria de fluxo baseados em células para detectar anticorpos neutralizantes ou outros fatores que interferem com a absorção celular de terapias de substituição enzimática em uma matriz humana, tais como fluido espinal cerebral (CSF) ou soro humano.
A administração de terapias de substituição enzimática (ERTs) e outras terapias biológicas para pacientes podem eliciar uma resposta imune de luta contra a droga. A caracterização destes anticorpos antidrogas (ADA), especialmente aquelas que podem neutralizar a atividade biológica da droga, denominada anticorpos neutralizantes (NAbs), é crucial para entender os efeitos destes anticorpos da droga Perfil farmacológico. Este protocolo descreve um método de citometria de fluxo baseados em células para detectar fatores que neutralizam a absorção celular de um representante dos lisossomos ERT em matriz humana. O protocolo é composto por três procedimentos: triagem, uma etapa confirmatória, título ensaios para detectar, identificar e estabelecer o nível relativo de neutralizar o título de anticorpos em amostras de assunto.
Neste método, as amostras são primeiro misturadas com o produto ERT fluoróforo conjugado, então incubadas com células [por exemplo, linfócitos T humanos (células Jurkat)] que expressam um receptor de 6-fosfato da pilha-superfície independente de cátion manose (CI-M6PR), e Finalmente, analisado com um citômetro de fluxo. Uma amostra sem NAbs resultará na captação do fluoróforo conjugado ERT produto através do CI-M6PR, Considerando que, a presença de NAbs irá vincular à droga e interferir com a ligação de CI-M6PR e absorção. A quantidade do ERT fluoróforo conjugado internalizada pelas células Jurkat é medida por citometria de fluxo e avaliada como a inibição do sinal de porcentagem (%) em comparação com as respostas obtidas na presença de uma matriz de droga-ingênuo representante. Na etapa de confirmação, as amostras são pré-incubado com grânulos magnéticos ERT-conjugados para esgotar os fatores específicos de drogas que se ligam à droga (como NAbs) antes de uma incubação com células. Amostras que tela e confirmam positivo para drogas específicas NAbs no ensaio são em seguida diluídas em série para gerar um título de anticorpos. Semi-quantitativa de anticorpos podem ser correlacionados com as medições de eficácia e segurança dos medicamentos.
Avaliação da imunogenicidade é uma parte importante da segurança e da eficácia para qualquer produto terapêutico biológico, incluindo ERTs programa de monitorização. Pacientes podem desenvolver uma resposta imune que podem impactar diretamente perfis farmacocinéticos/farmacodinâmicos, eficácia e segurança dos medicamentos. Um subconjunto de estes ADA, chamado NAbs, pode inibir a eficácia ERT de duas maneiras: com a inibição da captação ERT para a célula alvo ou inibindo a atividade catalítica de ERT. O método apresentado aqui é projetado para medir NAbs que interferem com a absorção ERT em células. Para monitorar totalmente a segurança e a eficácia da ERT terapêutico, é crucial na elucidação de quaisquer potenciais correlações com os resultados clínicos ou efeitos farmacodinâmicos1monitorização contínua dos NAbs.
Plataformas para avaliar NAbs contra terapêutica de proteína incluem atividade enzimática, baseada em célula e ensaios obrigatórios ligand1. A plataforma de ensaio ideal é selecionada com base em vários critérios: o mecanismo de ação do produto terapêutico, a sensibilidade de plataforma de ensaio, seletividade, precisão e importante, sua capacidade de imitar a ação inibitória de NAbs na vivo . Ensaios obrigatórios-ligante podem ser apropriados em alguns casos (por exemplo, quando uma linha celular relevante não pode ser identificada ou se a sensibilidade adequada não pode ser alcançada em um ensaio de baseada em célula). No entanto, no projecto 2016 orientação da FDA para documento indústria e outros aceitos indústria white papers, baseada em célula NAb ensaios são recomendados porque eles podem melhor refletir o mecanismo biológico da droga na vivo1,2 , 3.
Os componentes críticos para o desenvolvimento de um ensaio de NAb baseada em célula fluxo cytometry incluem uma linha de celular adequada que responde à estimulação de droga, um controle positivo de substituto NAb que neutraliza o ERT, um fluoróforo conjugado ERT e as espécies de teste biológicas matriz4,5,6. A seleção de linha celular é dependente do mecanismo ERT da ação e várias linhas de célula devem ser avaliadas durante o ensaio de desenvolvimento3. O método descrito aqui, células Jurkat T humanas foram Selecionadodas por sua expressão CI-M6PR endógena na superfície da célula e a falta de receptores de fragmento de anticorpo (FcRs) que ligam indiscriminadamente a região Fc da maioria dos anticorpos7,8 . Durante o desenvolvimento do ensaio, é importante estabelecer um controlo negativo para os estudos de validação e testes, tais como soro em pool de indivíduos que não tenham sido tratados com o artigo1. teste de amostra do paciente. Linha celular também devem tolerar matrizes relevantes de diferentes espécies para continuidade em toda as fases adequadas, clínicas e pós-comercialização de drogas desenvolvimento1. Outro componente é a seleção do controle positivo do ensaio. O controle positivo para o ensaio de absorção de célula ERT foi escolhido com base na sua capacidade de vincular o terapêutico e neutralizar a absorção através da CI-M6PR9,1. Muitas vezes é difícil obter quantidades úteis ou sustentáveis de anti-soros neutralizantes de cobaias humanas para uso como um controle de ensaio, especialmente em populações de pacientes de doenças raras2. As alternativas incluem anti-soros de animais imunizados hiper ou afinidade-purified policlonais ou monoclonais anticorpos cravados no ensaio relevantes matriz1. Enquanto estiver usando uma matriz de espécie-específicos, é possível que fatores inibitórios diferente de anticorpos presentes na matriz podem inibir a absorção ERT. Outro componente crítico do ensaio é o ERT fluoróforo conjugado. A seleção do fluoróforo para a conjugação de ERT deve ser avaliada para cada ERT, baseado na necessidade do ensaio brilho, estabilidade do pH e potencial sobreposição espectral em outros canais sobre o citômetro de fluxo.
O ensaio descrito aqui é um exemplo para medir um NAb a uma proteína terapêutica, tais como um ERT, que insere a célula através de CI-M6PR. Vários ERTs, destinados a tratar doenças de depósito lisossômico (DDL), utilizar esta via para a captação de célula e direcionamento dos lisossomos, incluindo elosulfase alfa para síndrome de Morquio A, cerliponase alfa para a doença de Batten CLN2, agalsidase alfa para doença de Fabry, e alglucosidase alfa para a doença de Pompe10,11. A finalidade desse método é medir os níveis relativos de NAbs que interferem com a droga vinculação e internalização através do CI-M6PR. Isto é realizado hierárquico do rastreio, confirmação, e sendo o título passos3. Amostras são selecionadas primeiramente para NAb positividade e depois confirmadas positivas na etapa de confirmação. Finalmente, amostras que tela e confirmam positivo podem ser diluídas em série para gerar um título de anticorpo1. Este ensaio de absorção baseados em células de fluxo cytometry drogas fornece um método sensível e mecanicamente relevantes em vitro de medição NAbs drogas específicas que podem afetar o perfil farmacológico de uma droga. Nós anteriormente o método validado e testado usando esta plataforma para o elosulfase de drogas alfa8de amostras clínicas. Aqui descrevemos o protocolo passo a passo detalhado que pode ser aplicado a outras proteínas terapêuticas ou ERTs.
Matrizes humanas foram adquiridas a partir de fontes comerciais com aprovação de seus institucional Review Board (IRB), mas devem ser tratadas como potencialmente infecciosas. Certifique-se de que o ambiente de laboratório usado mantém uma cultura de segurança12.
1. antes de começar o ensaio
2. dia 1: Chapeamento de célula e preparação da amostra
3. dia 1: Procedimento de ensaio

Figura 1: exemplo de um layout de placa de experiência. Amostras e um fluoróforo-rotulado ERT foram incubados durante a noite a 2 – 8 ° C. Controles tais como controle de qualidade (HQC), controle de baixa qualidade (LQC) e controle de qualidade negativa (NQC) foram selecionados e confirmados em cantos opostos da placa para avaliar a uniformidade da placa. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
4. dia 2: Adicionar as amostras preparadas para as células
5. dia 2: Viabilidade de coloração de células
6. dia 2: Fixação das células com 1% paraformaldeído
7. fluxo Cytometry

Figura 2: exemplo das configurações do carregador de citômetro de fluxo. As configurações do carregador devem ser otimizadas para cada ensaio que é desenvolvido. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: estratégia de retenção de citometria de fluxo. Células Jurkat foram separou os eventos totais e coletadas por conspirar para diante-scatter (FSC) vs lado-scatter (SSC) canais e puxando um portão ao redor da população-alvo. Camisolas interiores (células únicas) foram separados das parelhas ou maior célula agrega usando a área FSC (FSC-A) e canais FSC (FSC-H) de altura. Células vivas foram escolhidas por retenção de células singlet negativo para uma mancha de viabilidade. A intensidade de fluorescência mediana (IFM) foi medida em células Jurkat de single, ao vivo e é plotada como um histograma. Os valores de IFM de células com a absorção de drogas bloquearam (por exemplo, HQC) e de células com controle de quantidades de absorção são mostradas (vermelho e azul, respectivamente). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
8. análise de dados


No primeiro dia do método, uma alíquota congelada de células Jurkat foi descongelada e chapeada, e as amostras foram preparadas. A Figura 1 mostra um mapa de placa de exemplo. No segundo dia, as amostras foram misturadas com as células Jurkat e incubadas a 37 ° C por aproximadamente 3 h e 15 min. As células foram então lavadas, fixo com PFA e analisadas em um citômetro de fluxo. A Figura 2 mostra o fluxo exemplo citômetro configurações.
A citometria de fluxo, retenção de estratégia foi projetada para medir a quantidade da droga fluoróforo conjugado ao vivo único Jurkat células24 (Figura 3). As células foram separadas de detritos desenhando um portão que exclui restos celulares [normalmente, baixa dispersão para a frente (FSC)] e as células mortas [normalmente, lado alto dispersão (SSC)], deixando apenas as células vivas para análise25. Células únicas foram então separadas de clusters de célula desenhando um portão que exclui a área alta do FSC e FSC baixa altura26. As células foram tratadas com uma mancha de viabilidade rotulado quaisquer células mortas ou insalubres sem uma membrana intacta, e uma porta adicional foi criada para excluir as células mortas,22. A IMF das células única ao vivo foi utilizada para a análise da absorção ERT fluoróforo conjugado. Como um exemplo do potencial de resultados de ensaio de triagem, matrix cravado com uma quantidade elevada de substituto anticorpo antidrogas controle positivo [por exemplo, controle de qualidade (HQC)] inibiu a captação ERT fluoróforo-conjugado, resultando em uma baixa IFM de aproximadamente 300 (Figura 3). Em contraste, as células incubadas com a matriz na ausência do anticorpo de controlo positivo devem ter uma maior IFM (MFI = 37.830 na Figura 3), demonstrando a absorção do ERT fluoróforo conjugado.
O neutralizando anticorpos controle positivo para o exemplo aqui foi selecionado com base no mecanismo de ação da droga (ou seja, a absorção ERT através de CI-M6PR). Um painel de fluorophores também foi testado e comparado para ensaio ótima sensibilidade e gama dinâmica1. CypHer 5e foi testado devido ao seu aumento da fluorescência em um pH ácido, que pode ser relevante para alguns ERTs como uma medida adicional de direcionamento dos lisossomos da droga27. Um corante fluorescente verde (por exemplo, Alexa Fluor 488) e uma tintura fluorescente far-red (por exemplo, Alexa Fluor 647) foram também examinados. Um exemplo de quão diferente fluorophores pode executar é apresentada na figura 4a e 4b. No exemplo, o Alexa Fluor 647 ERT teve o melhor desempenho devido a sua sensibilidade superior (por exemplo, o mais alto % SI na menor concentração de PC) e ampla faixa dinâmica (~ 3 ordens de magnitude).

Figura 4: exemplo de resultados de diferentes fluoróforo-ERT conjugados. (A) durante o desenvolvimento do ensaio, uma curva de diluição do controle positivo (PC) deve ser avaliada usando diferentes ERTs fluoróforo conjugado. No exemplo mostrado aqui, dois fluoróforo conjugado ERTs (Alexa Fluor 488 e CypHer 5e) 6,25 µ g/ml e um brilhante fluoróforo conjugado ERT (Alexa Fluor 647) 1,56 µ g/ml foram testados na presença de concentrações crescentes de NAbs controle positivo. (B), este painel mostra as curvas de painel A graficamente, usando IFM para mostrar o aumento significativo no intervalo dinâmico usando um ERT Alexa Fluor 647-conjugados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
O método descrito é uma abordagem faseada para detectar, confirmando e um nível quase quantitativo de NAb título3de interpolação. Para estabelecer o ensaio está pronto para validação, os parâmetros, incluindo o ensaio de sensibilidade, precisão, seletividade, especificidade, tolerância de droga, robustez, e pontos de corte devem ser avaliados de acordo com estabelecido guidances1,3 .
As amostras foram consideradas potencialmente positivas neste ensaio quando % SI valores maiores do que o rastreio corta ponto (SCP) foram obtidos. O SCP foi determinado estatisticamente testar amostras de drogas-ingênua de uma população representativa e medindo uma diminuição relativa (SI) de intensidade de sinal3. Orientação (por exemplo do FDA) recomenda que o SCP é estabelecido noth percentil 95 do conjunto de dados normalmente distribuído e métodos para o cálculo do SCP têm sido descritos em detalhe em outro lugar1. Qualquer amostra que diminuiu o sinal de ensaio (medido como o aumento da % de SI) igual ou superior o SCP estava determinada a ser potencialmente positiva e as amostras com resultados mais elevados do que o SCP (com n mudar ou diminuir no % SI) são considerados negativos.
Amostras que projectados positivo (% SI acima o SCP) foram testadas no ensaio de confirmação para determinar a especificidade de NAbs para o ERT. O teste de confirmação foi realizado por pré-incubação de amostras com grânulos magnéticos ERT-conjugados para remover anticorpos específicos drogas ou fatores inibitórios. O RR (a taxa de confirmação das IFM para triagem das IFM) foi avaliado para determinar que o número de NAbs retiradas da amostra. Um RR superior ao limiar calculado de positividade [ou seja, o ponto de corte confirmação (CCP)] indicou a presença de NAbs antidrogas. Como o ensaio de triagem, o CCP primeiro deve ser estabelecido através da avaliação de amostras de tratamento de uma população representativa no ensaio de confirmação. CCP foi baseado em uma taxa de falso-positivo de 1% estatisticamente determinado e foi o limiar designando uma amostra positiva confirmada (Figura 5)3.
Amostras que rastreada e confirmada positiva foram serialmente diluídas e testadas no ensaio de titulação para determinar o nível relativo ou título de NAbs em cada amostra. A maior diluição em que uma amostra testes positivos quando cruzava um limiar designado [por exemplo, o título de corte de ponto (TCP)] é o título (Figura 5) amostra1,3.

Figura 5: amostra de exemplo, os resultados dos testes. Estes painéis mostram exemplos de amostras que testou positivo ou negativo nos exames acima ou abaixo de um SCP de 17.51% SI. Amostras positivas em seguida foram analisadas com o teste de confirmação usando drogas-conjugado magnéticos grânulos para esgotar o anticorpo específico de drogas das amostras antes de serem testadas no ensaio de. Amostras com um rácio de recuperação (RR) maior do que o ponto de corte confirmação (i.e., RR = 1.315) foram considerados positivos para ser confirmada. Amostras que confirmaram positivo foram diluídas até o sinal cruzou o título ponto (TCP) para estabelecer o título (fator de diluição), no qual o resultado da amostra é igual a do título corta ponto de corte. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Ensaio de repetitividade e variabilidade foram testados durante vários dias e com mais de um analista. As QCs foram inicialmente preparado em um lote e subaliquotadas para uso 1x. Ao longo de 3-d, dois analistas realizado o ensaio com vários conjuntos de QCs para demonstrar a precisão do ensaio. Nos dados de exemplo mostrados, o CV % de precisão intere intraensaio para os QCs são menos do que a recomendação, a orientação FDA de % CV < 20% (Figura 6)1.

Figura 6: exemplo de QC precisão dados gerados durante três dias com dois analistas. Os dados de precisão foram calculados por análise de variância (ANOVA) usando a fórmula apresentada em DeSilva et al 28. o intralote (dentro de corridas) e estatísticas de inter lotes (entre execuções) são relatadas como % CV clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Os autores são colaboradores e acionistas da BioMarin Pharmaceutical Inc.
Aqui nós apresentamos um método de citometria de fluxo baseados em células para detectar anticorpos neutralizantes ou outros fatores que interferem com a absorção celular de terapias de substituição enzimática em uma matriz humana, tais como fluido espinal cerebral (CSF) ou soro humano.
Os autores têm sem confirmações.
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| Seal & Amostra de folha de alumínio | Beckman Coulter | 538619 |