Часто необходимо оценить потенциальную цитотоксичность набора соединений на культивированных клетках. Здесь мы описываем стратегию надежного скрининга токсичных соединений в формате 96 скважин.
Методическая статья
Часто необходимо оценить потенциальную цитотоксичность набора соединений на культивированных клетках. Здесь мы описываем стратегию надежного скрининга токсичных соединений в формате 96 скважин.
Цитотоксичность является критическим параметром, который должен быть количественно при изучении препаратов, которые могут иметь терапевтические преимущества. Из-за этого, многие анализы скрининга наркотиков использовать цитотоксичность в качестве одной из критических характеристик, которые будут профилированы для отдельных соединений. Клетки в культуре являются полезной моделью для оценки цитотоксичности, прежде чем приступить к последующей деятельности по перспективным свинца соединений в более дорогостоящих и трудоемких моделей животных. Мы описываем стратегию по выявлению соединений, которые влияют на рост клеток в tdTomato, выражающей линию стволовых клеток человека (NSC). Стратегия использует два дополнительных анализа для оценки числа клеток. Один асссеработает работает через уменьшение 3-(4,5-dimethylthizol-2-yl)-2,5-дифениltэттрацололий бромид (МТТ) в formazan в качестве прокси для номера ячейки, а другой непосредственно рассчитывает tdTomato выражая NSCs. Два анализа могут быть выполнены одновременно в одном эксперименте и не являются трудоемкими, быстрыми и недорогими. Стратегия, описанная в этой демонстрации, протестировала 57 соединений на исследовательском первичном экране на токсичность в 96-колодцном формате пластины. Три из хитов были охарактеризованы далее в шести точках доза ответ с использованием той же настройки ассея, как основной экран. В дополнение к обеспечению отличного подтверждения токсичности, сравнение результатов двух анализов может быть эффективным в выявлении соединений, влияющих на другие аспекты роста клеток.
Одной из наиболее важных характеристик, которая должна быть определена для химического соединения, которое имеет терапевтический потенциал является его токсичность для клеток животных. Эта характеристика будет определять, является ли препарат хорошим кандидатом для более обширного исследования. В большинстве случаев, соединения с минимальной токсичностью ищутся, но Есть ситуации, в которых соединение с возможностью убить конкретных типов клеток представляет интерес, например, противоопухолевые препараты. Хотя целые животные являются лучшими модельными системами для определения системной токсичности, затраты и рабочая сила, связанные с этим, являются непомерно высокими, когда необходимо протестировать более нескольких соединений. Как таковой культуры клеток млекопитающих, как правило, используется в качестве наиболее эффективной альтернативой1,2. Малые и средние экраны пропускной способностью наркотиков являются важным способом, с помощью которого токсичность может быть оценена в культуре клеток. Эти экраны могут быть использованы для допроса аннотированных библиотек, ориентированных на отдельные сигнальные пути. Общий формат такого экрана заключается в том, чтобы сначала проверить все соединения в библиотеке в одной дозе (как правило, 10 мкм) в исследовательском первичной токсичности экрана, а затем выполнить углубленный вторичный экран реакции дозы, чтобы полностью охарактеризовать токсичность профиль хитов с основного экрана. Методы реализации этой стратегии будут описаны здесь и обеспечивают быстрый, эффективный и недорогой способ выявления и характеристики токсичных соединений.
Несколько методов были разработаны для оценки цитотоксичности малых соединений и наноматериалов в клетках млекопитающих3,4. Следует отметить, что некоторые материалы могут взаимодействовать с проверкой, обеспечивающей вводящие в заблуждение результаты, и такие взаимодействия должны быть проверены при характеристике хитов от токсичности экранов4. Анализы цитотоксичности включают trypan синий исключение5,лактат дегидрогеназы (LDH) релиз анализ6, Аламар синий анализ7, кальцийет ацетоксиметил эфир (AM)8, и АТФ анализ9. Все эти анализы измеряют различные аспекты клеточного метаболизма, которые могут служить прокси для номера ячейки. В то время как все предлагают преимущества, тетразолий соли на основе assays, таких как 3-(4,5-диметилтизол-2-yl)-2,5-дифенилтетрацололий бромид (MTT), 2,3-бис (2-метокси-4-нитро-5-сульфофени)-2H-тетролийт-5-5-car-2 и 4-(3-4- Иодофенил-2-4-нитрофенил-2H-5-тетразолио)-1,3-бензола дисульфоната (WST-1)10,11 обеспечивают хорошую точность и простоту использования при низкой цене. MTT, который будет использоваться в этой демонстрации, сводится к нерастворимым formazan митохондриальной редуктазы и скорость этого преобразования сильно коррелирует с номером ячейки. Этот анализ регулярно используется как в небольших масштабах, так и для скрининговых библиотек с до 2000 соединений12. Прямой подсчет клеток по маркированному маркеру предлагает другой метод оценки клеточного числа, и в отличие от mtT-оценки он может предоставить дополнительную информацию о динамике клеточного роста. Несколько общедоступных алгоритмов доступны для выполнения автоматизированного анализа количества клеток и Есть также собственные алгоритмы, которые являются частью пакетов программного обеспечения для изображений читателей13,14. В этом описании метода, человеческая нейронная стволовая клетка (NSC) линия, которая была генетически отредактирована, чтобы составно выразить tdTomato15 будет служить в качестве тестовой линии для сравнения результатов клеточной жизнеспособности между MTT анализ и автоматизированный подсчет клеток анализ на экране оценки токсичности 57 испытательных соединений. Хотя основная цель этой стратегии заключалась в выявлении и характеристике токсичных соединений, она имеет дополнительное преимущество потенциального выявления ингибирующих и растущих соединений, усиливающих соединения и тем самым обеспечивающих эффективный метод идентификации лекарств которые могут модулировать клеточный рост.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Культура НСК
ПРИМЕЧАНИЕ: Манипуляция линии NSC человека будет описана ниже, но любая клеточная линия может быть использована для этого протокола. Вся работа клеточной культуры выполняется в кабинете биологической безопасности.
2. Лечение клеток соединениями
ПРИМЕЧАНИЕ: Самодельная библиотека, протестированная в этой демонстрации, содержит соединения, которые модулируют бескрылые/интегрированные (Wnt), ретиноиновой кислоты, трансформирующие фактор роста-бета (TGF-я), и звуковой еж сигнализации пути, а также различные тирозиновые киназы.
3. Изображения клеток на плите читателя
4. Терминал MTT цитотоксичность асссы
ПРИМЕЧАНИЕ: Начните анализ MTT в течение двух часов после завершения tdTomato изображений.
5. Анализ данных
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Автоматизированные данные подсчета ячеек определили одиннадцать соединений с менее чем 25% жизнеспособностью при нормализации управления DMSO, в то время как данные MTT определили эти же соединения плюс два дополнительных(таблица 1 и таблица 2, затененный красный). Два соединения оказались токсичными только в MTT асссе (колодцы F3 и G10) было 31% и 39%, соответственно, количество tdTomato-положительных клеток, как контроль и по рангу порядка были следующие два наиболее токсичных соединен...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Основная цель этой статьи состояла в том, чтобы описать стратегию, которая могла бы эффективно и недорого определить соединения, влияющие на рост клеток в низкой и умеренной пропускной связи скрининга. Два ортогоналовых метода были использованы для оценки числа клеток, чтобы повысить уверенность в выводах и предложить дополнительные идеи, которые не были бы доступны, если бы только один анализ был использован. Один из анализов используется флуоресцентный образ ячейки непосредственно рассчитывать tdTomato-положительных кл...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Программой интрамуральных исследований NINDS.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| B-27 (50X) | ThermoFisher Scientific | 17504001 | Компонент среды нейральных стволовых клеток. |
| Настольный пипеттор | Sorenson Bioscience | 73990 | Обеспечивает возможность пипетирования библиотеки соединений в 96-луночный планшет за один выстрел. |
| BioLite 96 луночный мультидиверсионный | Thermo Scientific | 130188 | подойдет любой 96-луночный планшет для клеточной культуры. Мы используем их в своей работе. |
| Микроскоп для клеточных культур | Nikon | Eclipse TS100 | Визуальный осмотр клеток для обеспечения надлежащей плотности. |
| Считыватель цитаций 5 / Imaging Reader | BioTek | CYT3MFV | Используется для визуализации клеток и считывания абсорбции. |
| DMSO | Fisher Scientific | 610420010 | Растворитель для соединений, используемых в ситах. Растворяет осадки MTT для облегчения измерений поглощения. |
| FGF-basic | Peprotech | 100-18B | Компонент среды нейральных стволовых клеток. |
| GelTrex | ThermoFisher Scientific | A1413202 | Матрикс базальной мембраны нейральных стволовых клеток. Позволяет клеткам прикрепляться к клеточным культуральным планшетам. |
| Gen5 3.04 | BioTek | Analysis программное обеспечение для определения количества клеток для клеток, экспрессирующих tdTomato. | |
| Глутамин | ThermoFisher Scientific | 25030081 | Компонент среды нейральных стволовых клеток. |
| Микротест U-Bottom | Becton Dickinson | 3077 | Хранение составных библиотек |
| MTT | ThermoFisher Scientific | M6494 | Активный реагент для определения жизнеспособности клеток. |
| Многоканальный пипет | Rainin | E8-1200 | Поколонное добавление клеточной питательной среды, МТТ или ДМСО. |
| Нейробазальная среда | ThermoFisher Scientific | 21103049 | Среда основания нейральных стволовых клеток. |
| Фильтр RFP cube | BioTek | 1225103 | фильтр в Cytation 5 используется для визуализации клеток, экспрессирующих tdTomato. |
| Реагент для | диссоциации клеток | TrypLE ThermoFisher Scientific | 12605036 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение