Un ensayo basado en electroquimioluminiscencia para variantes de proteínames MeCP2

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Biochemistry

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Summary

El inmunoensayo de electroquimioluminiscencia (ECLIA) es un enfoque novedoso para la detección cuantitativa de variantes de proteína MeCP2 endógenas y aplicadas exógenamente, que produce mediciones reproducibles altamente cuantitativas, precisas y ibles con un error bajo de intra e interensayo en un amplio rango de trabajo. Aquí, se describe el protocolo para el MeCP2-ECLIA en un formato de 96 pozos.

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Steinkellner, H., Beribisky, A. V., Mausberg, P., Christodoulou, J., Scheiber-Mojdehkar, B., Huber, A., Sarne, V., Laccone, F. An Electrochemiluminescence-Based Assay for MeCP2 Protein Variants. J. Vis. Exp. (159), e61054, doi:10.3791/61054 (2020).

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Abstract

El ECLIA es un método versátil que es capaz de cuantificar cantidades de proteínaendógenas y recombinantes en un formato de 96 pozos. Para demostrar la eficiencia de ECLIA, este ensayo se utilizó para analizar los niveles intrínsecos de MeCP2 en el tejido cerebral del ratón y la aceptación de TAT-MeCP2 en fibroblastos dérmales humanos. El MeCP2-ECLIA produce mediciones altamente precisas y reproducibles con un error bajo de intra e interensayo. En resumen, desarrollamos un método cuantitativo para la evaluación de variantes de proteínaMeCP2 que se puede utilizar en pantallas de alto rendimiento.

Introduction

El inmunoensayo de electroquimioluminiscencia (ECLIA) se basa en un proceso que utiliza etiquetas diseñadas para emitir luminiscencia cuando se estimula electroquímicamente. Es una técnica ampliamente aplicable para la detección cuantitativa de analitos biológicos en la industria básica y la investigación académica, la industria alimentaria, así como en el diagnóstico clínico1. Comúnmente, se utiliza una placa desechable de 96 pocillos con electrodos de tinta de carbono. Estos electrodos actúan como un portador de fase sólida para el inmunoensayo. Un anticuerpo secundario se conjuga con una etiqueta electroquimioluminiscente y cuando se aplica electricidad al sistema, se desencadena la emisión de luz de la etiqueta química. Un dispositivo acoplado a carga de ruido ultrabajo (CCD) registra la intensidad de la luz que es directamente proporcional al antígeno enlazado al anticuerpo de captura, lo que resulta en la cuantificación del analito objetivo de la muestra2. En comparación con el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA), ECLIA se considera ventajoso, ya que ofrece una mayor sensibilidad y reproducibilidad, así como una mejor automatización y consistencia3.

Aquí analizamos los niveles de proteína de unión metil-CpG 2 (MeCP2) en muestras de origen humano y murino, así como diferentes variantes de la proteína recombinante utilizando el sistema ECLIA recién desarrollado. MecP2 es una proteína de unión a ácido nucleico ligada al X que se sabe que interactúa con secuencias de ADN metiladas. Esta proteína ha estado implicada en la regulación de la expresión génica4,5. Las mutaciones de pérdida de función en el gen que codifica esta proteína son los principales culpables que causan el síndrome de Rett (RTT), un trastorno grave del neurodesarrollo6. Otro trastorno relacionado con MeCP2, el síndrome de duplicación MECP2, también conduce a síntomas neurológicos que pueden superponerse con los de RTT7. En particular, las hembras se ven afectadas principalmente por la RTT, mientras que los machos se ven afectados en su mayoría por el síndrome de duplicación MECP2 6,7.

Estos trastornos se asocian con niveles insuficientes o excesivos de MeCP2 respectivamente en el sistema nervioso central (SNC). Por lo tanto, las opciones de tratamiento para la RTT que implican el aumento de los niveles de MeCP2 en el SNC tendrían que evitar los efectos perjudiciales asociados con el exceso de MeCP27. Debido a este hecho, una cuantificación altamente sensible y precisa de los niveles de proteína MeCP2, según lo proporcionado por el sistema ECLIA, es crucial para el avance de la RTT, así como la investigación del síndrome de duplicación MECP2. Las mediciones precisas de los niveles endógenos y exógenos de MeCP2 a partir de líneas celulares humanas y muestras de tejido de ratón, así como una proteína recombinante que consiste en isoforma B mecp2 humana (también conocida como isoforma e1), y un dominio mínimo de transducción N-terminal VIH-TAT (TAT-MeCP2) que tiene el potencial de cruzar la barrera hemorrágucciona-cerebro8,9 se presentan en este trabajo.

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Protocol

La aprobación para la adquisición de biopsias de piel con fines de investigación se obtuvo del Comité de ética de investigación humana del Hospital de Niños en Westmead, Australia. El consentimiento para experimentos con animales se obtuvo del Ministerio Federal de Ciencia, Investigación y Economía de Austria, que se realizaron de acuerdo con las regulaciones locales de bienestar animal (GZ: 66.009/0218-II/3b/2015).

NOTA: El principio del sistema ECLIA se muestra en la Figura 1.

1. Selección de anticuerpos

  1. Evaluar la relación señal-ruido para una gama de varios anticuerpos MeCP2 e identificar la mejor intensidad de señal y la mayor especificidad dentro de la combinación de un anticuerpo monoclonal primario MeCP2 (clon Mec-168) y un anticuerpo de detección MeCP2 policlonal de conejo (hecho a medida). Para el anticuerpo secundario, utilice un anticuerpo específico del sistema(Tabla de materiales),que también se verificó experimentalmente.
    NOTA: La Tabla 1 ofrece una visión general de todos los anticuerpos verificados durante el desarrollo de MeCP2-ECLIA y sus rangos de dilución probados.
Función Nombre Clon Dilución
Primaria Ratón, anti-MeCP2 Mec-168 1:500-1:10.000
Primaria Ratón, anti-MeCP2 4B6 1:250-1:4,000
Primaria Ratón, anti-MeCP2 Hombres-8 1:500-1:4.000
Primaria Ratón, anti-MeCP2 1B11 1:500-1:4.000
Primaria Conejo, anti-MeCP2 D4F3 1:500-1:4.000
Secundaria Conejo, anti-MeCP2 Policlonal 1:2,000-1:20,000
Secundaria Conejo, anti-MeCP2 Policlonal 1:2,000-1:20,000
Detección SULFO-TAG etiquetado anticonejo Policlonal 1:500-1:1,000

Tabla 1: Lista de anticuerpos y diluciones de trabajo usadas.

  1. Alternativamente, utilice cada par de anticuerpos MeCP2 que funcione bien con ELISA convencional.

2. Tratamiento de HDF con proteína de fusión TAT-MeCP2

NOTA: TAT-MeCP2 se expresó de forma recombinante en Escherichia coli y se purificó utilizando técnicas cromatográficas estándar como se describió anteriormente8 y se almacenó a -80 oC.

  1. Placa 1 x 106 células de fibroexplosdor humano (HDF) en platos de 100 mm y crecen las células durante la noche a 37 oC con 5% co2 hasta que alcanzan una confluencia de aproximadamente el 90%.
  2. Saque un vial de proteína de fusión TAT-MeCP2. Descongelar sobre hielo y mezclar suavemente.
  3. Diluir TAT-MeCP2 a una concentración final de 500 nM en 50 mL de medios de cultivo HDF.
  4. Retirar el medio de los platos de 100 mm e incubar las células con 500 nM TAT-MeCP2 a 37 oC durante varios periodos de incubación de hasta 24 h.
  5. Quite la solución TAT-MeCP2 de las células. Lave las células 2veces con la salina con fosfato (DPBS) precalentada de Dulbecco.
  6. Tratar las células con 2 ml de solución de trippsina-EDTA al 0,05% durante 5 min a 37 oC10.
  7. Añadir 6 ml de medios de cultivo HDF para desactivar la trippsina y recoger las células en tubos de 15 ml.
  8. Reventar las células por centrifugación a 500 x g durante 5 min a temperatura ambiente.
  9. Retire el sobrenadante y lave las células 2 veces con DPBS helado. Conservar el pellet en hielo y proceder con la preparación de la muestra.

3. Preparación de la muestra

  1. Lisatos HDF
    1. Determinar los niveles más altos de proteína de MeCP2 utilizando el método REAP para el fraccionamiento subcelular en los compartimentos subcelulares citoplasmáticos y nucleares según Suzuki et al.11. Limite el fraccionamiento a no más de seis muestras por experimento.
  2. El cerebro del ratón se lisa
    1. Prepare 100 ml de cada reactivo de lisis hipotónica y tampón de extracción.
      1. Para el reactivo de lisis hipotónica, mezcle bien 10 mM HEPES, 1,5 mM de cloruro de magnesio y cloruro de potasio de 10 mM.
      2. Para el tampón de extracción, mezcle bien 20 mM HEPES, cloruro de magnesio de 1,5 mM, cloruro de sodio 0,42 M, 0,2 mM de EDTA y 25% (v/v) glicerol.
      3. Ajuste el pH de ambos búferes a 7.9.
      4. Añadir 1 mM de ditiothreitol (TDT) y 1 cóctel inhibidor de la proteasa a ambos tampones recién. Enfríe en hielo antes de usar.
    2. Suspenda 100 mg de cerebro total del ratón (strain: C57BL/6J, wildtype masculino y femenino y B6.129P2(C)-Mecp2tm1.1Bird/J, hemizygous male and heterozygous female; age: 4-8 weeks old) in 1 mL of ice-cold hypotonic lyagent.
    3. Homogeneizar el cerebro con un homogeneizador de tejido de vidrio Dounce pre-enfriado por 15 golpes de homogeneizador A (flojo, para un gran aclaramiento) y B (apretado, para un pequeño aclaramiento), respectivamente.
    4. Transfiera las células homogeneizadas a un tubo limpio y centrífuga a 10.000 x g durante 20 min a 4 oC. Deseche el sobrenadante (o guárdelo como fracción citoplasmapara su uso posterior).
    5. Resuspenda el pellet en 140 ml de tampón de extracción por cada 100 mg de material de partida. Colocar el tubo en un termobloque preenfriado y mezclar suavemente durante 30 minutos a 4 oC.
    6. Centrifugar el tubo a 16.000 g durante 10 min a 4oC. Transfiera el sobrenadante (es decir, la fracción nuclear) a un nuevo tubo preenfriado y guárdelo a -80 oC hasta su uso.
      NOTA: La concentración proteica de los licitares derivados del cerebro del ratón y los HDF puede ser evaluada por el ensayo de proteínaBCA.

4. Protocolo MeCP2-ECLIA

  1. Preparación de la solución de lavado, tampón de bloqueo y solución diluyente de ensayo (día 1)
    1. Añadir 500 éL de Tween 20 a 1 L de PBS para preparar un 0.05% Tween 20 en solución DE PBS, mezclar vigorosamente y etiquetar como "solución de lavado".
      NOTA: Asegúrese de que solo se utilice un tampón de lavado recién preparado.
    2. Preparar una solución de bloqueo del 3% del bloqueador A(Tabla de materiales)en solución salina con fosfato (PBS). Mezclar con agitación suave, filtrar el esterilizar y mantenerlos en la nevera hasta que lo usen durante un máximo de dos semanas.
    3. Añadir 5 ml de solución de bloqueo a 10 ml de PBS para preparar la solución diluyente de ensayo (1% bloqueador A en PBS).
  2. Recubrimiento de placas de alta unión
    1. Saque una placa de unión de un solo punto de un solo punto de 96 polos de pozo.
      NOTA: Las placas de unión altas tienen una mayor capacidad de unión y, por lo tanto, un rango dinámico más grande que las placas estándar con superficies hidrofóbicas.
    2. Descongelar el anticuerpo anti-MeCP2 del ratón monoclonal sobre hielo y mezclar 0,67 l del anticuerpo con 4 ml de PBS (1:6.000 dilución de anticuerpos en PBS). Vortex la solución de anticuerpos para mezclar bien y etiquetar el tubo como "solución de recubrimiento".
    3. Dispense cuidadosamente 25 l de solución de recubrimiento en la esquina inferior de cada pozo utilizando un pipeteador multicanal; esto se denomina método de recubrimiento de solución. Toque suavemente la placa de 96 pocillos en cada lado para asegurarse de que la solución de recubrimiento cubra la parte inferior de cada pocal.
    4. Sellar la placa con una lámina adhesiva e incubar la placa en la nevera a 4oC durante la noche (12-16 h).
  3. Bloqueo (día 2)
    1. Saque el plato de la nevera y retire el papel de aluminio.
    2. Retire la solución de recubrimiento de anticuerpos golpeándola en la cesta de residuos y toque la placa en una toalla de papel para eliminar toda la solución de recubrimiento de los pozos.
    3. Añadir 125 sl de solución de bloqueo por poca. Vuelva a sellar la placa y colóquela en un agitador de microplacas orbital.
    4. Incubar la placa durante 90 minutos a temperatura ambiente con agitación constante a 800 rpm.
  4. Preparación de normas y muestras
    1. Durante el tiempo de incubación, preparar las normas de proteína MeCP2 y/o TAT-MeCP2 y varias muestras.
      NOTA: El tampón de lysis utilizado para la dilución estándar debe ser el mismo que el utilizado en las muestras analizadas.
    2. Sacar un vial de mePC2 y/o tAT-MeCP2 solución de material de proteína (250 g /ml), lisiamientos cerebrales de ratón y lysates HDF de -80 oC. Descongelarlos en hielo.
    3. Diluir la solución de stock estándar (MeCP2 y/o TAT-MeCP2) en tubos limpios según la Tabla 2.
    4. Diluir las muestras en el tampón de lisis de la siguiente manera: 1 a 20 g de lisato cerebral del ratón por 25 ml de tampón de lisis, y 0,25 a 1 g de lisato de HDF por 25 ml de tampón de lisis. Preparar el volumen suficiente de cada muestra para realizar análisis por triplicado.
Estándar Concentración Dilución
Estándar 1 1.800 ng/mL 1,08 l Solución de stock estándar + tampón de lisis de 148,92 l
Estándar 2 600 ng/mL 50 L Estándar 1 + 100 L Tampón de lisis
Estándar 3 200 ng/mL 50 L Estándar 2 + 100 L Tampón de lisis
Estándar 4 66.67 ng/mL 50 L Estándar 3 + 100 L Tampón de lisis
Estándar 5 22.22 ng/mL 50 L Estándar 4 + 100 L Tampón de lisis
Estándar 6 7.41 ng/mL 50 L Estándar 5 + 100 L Tampón de lisis
Estándar 7 2.47 ng/mL 50 L Estándar 6 + 100 L Tampón de lisis
Estándar 8 0.82 ng/mL 50 L Estándar 7 + 100 L Tampón de lisis
Estándar 9 0.27 ng/mL 50 L Estándar 8 + 100 L Tampón de lisis
Estándar 10 0 ng/mL Tampón de lisis de 150 l

Tabla 2: Serie estándar de 0 a 1.800 ng/mL.

  1. Adición de muestras y soluciones estándar
    1. Retire la solución de bloqueo desvelándola a la cesta de residuos y toque la placa de una toalla de papel para eliminar toda la solución de bloqueo de los pozos.
    2. Lavar la placa 3x con 150 sl de solución de lavado añadiendo la solución de lavado y retirándola inmediatamente.
    3. Agregue 25 ul de estándares y muestras a la esquina inferior del pozo utilizando una pipeta de un solo canal.
    4. Sellar la placa e incubar la placa durante 4 horas a temperatura ambiente con agitación constante a 800 rpm.
  2. Anticuerpo de detección sin etiquetar
    1. Descongelar el anticuerpo anti-MeCP2 del conejo policlonal sobre hielo. Diluir el anticuerpo 1:6,000 en la solución diluyente de ensayo.
    2. Retire las normas y las muestras desvelándolas a la cesta de residuos y toque el plato en una toalla de papel.
    3. Lavar la placa 3x con 150 sl de solución de lavado añadiendo la solución de lavado y retirándola inmediatamente.
    4. Añadir 25 l de anticuerpo de detección sin etiquetar a cada pocedés con el pipeteador multicanal. Sellar la placa e incubarla durante 1 h con agitación constante a 800 rpm a temperatura ambiente.
  3. Anticuerpo conjugado específico
    1. Saque el anticuerpo secundario específico(Tabla de Materiales)de la nevera y colóquelo sobre hielo. Diluir el anticuerpo 1:666.67 en la solución diluyente del ensayo y mezclar suavemente.
    2. Retire el anticuerpo secundario libre sin etiquetar golpeándolo en la cesta de residuos y toque la placa en una toalla de papel.
    3. Lavar la placa 3x con 150 sl de solución de lavado añadiendo la solución de lavado y retirándola inmediatamente.
    4. Añadir 25 l de anticuerpo conjugado específico(Tabla de materiales)a cada pocto con el pipeteador multicanal. Sellar la placa e incubar durante 1 h con agitación constante a 800 rpm a temperatura ambiente.
  4. Lectura de la placa
    1. Retire el anticuerpo conjugado libre(Tabla de materiales)desvelándolo a la cesta de residuos y toque el plato en una toalla de papel.
    2. Lavar la placa 3veces con 150 ml de solución de lavado.
    3. Añadir 150 l de 1 búfer de lectura de oro a base de Tris(Tabla de materiales)con surfactante que contiene triprotilamina como co-reactante para la generación de luz a la placa. Evite las burbujas de aire mediante técnicas de pipeteo inverso.
    4. Coloque la placa en la plataforma de detección de microplacas(Tabla de materiales)e inicie la medición inmediatamente. Utilice los ajustes para la adquisición de placas de 96 pocillos.
    5. Capturar las señales de electroquimioluminiscencia por una cámara CCD incorporada en un sistema de detección de electroquimioluminiscencia (Tabla de Materiales) y registrar los recuentos de señales, que corresponden a unidades de luz relativas (RLU) y son directamente proporcionales a la intensidad de la luz.
      NOTA: Tras la estimulación electroquímica, la etiqueta de rutenio unida al electrodo de carbono emite luz de luminiscencia a 620 nm. Analice los datos con el software acompañado por el instrumento(Tabla de materiales).

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Representative Results

El principio del sistema ECLIA se describe en la Figura 1. Las curvas estándar para dos variantes de MeCP2 se muestran en la Figura 2. La cuantificación precisa fue posible en una amplia gama de concentraciones (1-1.800 ng/mL). En la Figura 3,se analizaron los niveles de meCP2 de lisados derivados del cerebro del ratón y los HDF. La expresión de MeCP2 en los licentos nucleares cerebrales de ratones heterocigotos, salvajes y noqueantes se comparó en la Figura 3A,mientras que en la Figura 3B no se detectó proteína MeCP2 en los fibroblastos humanos con deficiencia de MECP2 (c.806delG) utilizando el ECLIA. La adopción de TAT-MeCP2 por la línea celular deficiente de MECP2 (c.806delG) también se investigó con el tiempo(Figura 4). Por último, se demostró la precisión entre ensayos e intraensayos, tal y como se muestra en el Cuadro 3.

Figure 1
Figura 1: Diagrama del ensayo de electroquimioluminiscencia MeCP2. Esta figura fue adaptada de www.meso-scale.com. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2: Curva estándar MeCP2 generada a partir de MeCP2 humano en mediciones múltiples. El límite inferior de detección (LLOD), definido como 2,5 desviaciones estándar (SD) por encima del espacio en blanco, es de 1,00 ng/mL. El humano recombinante MeCP2 (Abnova) podría cuantificarse con precisión en un rango de 1,00 ng/ml (LLOD) a 1.800 ng/mL (límite superior de detección [ULOD]) con R2 a 0,996. Las barras de error representan el error estándar de n a 3. La figura ha sido modificada de Steinkellner et al.8. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3: Niveles de MeCP2 en el cerebro del ratón y hdFs. (A) Los niveles de proteínas MeCP2 se midieron en los lysaatos nucleares cerebrales a partir de ratones heterocigotos (grises, HET) y hembras de tipo salvaje (negro, tipo salvaje) (n x 4) y un ratón Mecp2-knockout (RTT); (B) Se realizaron lisiados celulares de la línea celular de fibroblastos con deficiencia de MeCP2 (c.806delG) derivadas de un paciente masculino con encefalopatía neonatal como modelo para el síndrome de RTT para evaluar los niveles de proteína MeCP2 en humanos y un control saludable (negro). Los datos presentados son medios: SD de pozos triplicados (n.o 3). No se detectó proteína MeCP2 (por debajo del rango de detección) en las líneas celulares mutantes por inmunofluorescencia o utilizando el ECLIA, lo que demuestra además que es un sistema altamente sensible para estudios de ingesta adicionales con proteínas de fusión TAT. Esta cifra ha sido modificada de Steinkellner et al.8. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4: La toma dependiente del tiempo de TAT-MeCP2. Los niveles de MeCP2 de fracciones nucleares en HDF c.806delG se trataron con proteína de fusión TAT-MeCP2 recombinante de 500 nM. El análisis se realizó con el MeCP2-ECLIA. En los momentos estipulados, las células fueron lavadas con DPBS e incubancon 0.05% trypsin-EDTA durante 5 min para eliminar TAT-MeCP2 ligada a extracelulares. La tripinización se detuvo añadiendo medios con suero. La suspensión celular se centrifugaba a 500 x g durante 5 min. Después de lavar el pellet celular 2x con DPBS helado, la muestra se preparó para la extracción de fracción nuclear como se describe en la sección de protocolo. Esta cifra ha sido modificada de Steinkellner et al.8. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

INTRA ASSAY INTER ASSAY
ng MeCP2 por proteína mL ng MeCP2 por proteína mL
Bueno 1 Bueno 2 Bueno 3 Decir SDa SEMb %CVc Decir SDa SEMb %CVc
Fibroblastos humanos 6.42 6.30 6.45 6.39 0.08 0.05 1.24 6.61 0.64 0.37 9.71
Lisato cerebral de ratón 9.92 10.16 10.36 10.14 0.22 0.13 2.17 11.22 0.94 0.54 8.33
a Desviación estándar, bMedia de error estándar, cCoeficiente de variación

Tabla 3: Determinación de la precisión del ensayo en tres días consecutivos de hdF y fusión cerebral de ratón de tipo salvaje. Se aplicó por bien 1 x 10 g de proteína de lisato celular. a SD, desviación estándar; b SEM, media de error estándar; c CV, coeficiente de variación. Esta tabla ha sido modificada de Steinkellner et al.8.

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Discussion

Para medir los niveles endógenos de MeCP2, MeCP2 y TAT-MeCP2, se desarrolló una placa de 96 pocillos ECLIA. Se ha demostrado que la pérdida de la función proteica MeCP2 conduce al síndrome de RTT6,para lo cual el tratamiento se limita actualmente al manejo de síntomas y terapia física. Una vía de tratamiento prometedora es la llamada terapia de reemplazo de proteínas, donde los niveles de MeCP2 se pueden valorar hasta su concentración necesaria12,,13,14,15. El potencial de las proteínas de fusión TAT para cruzar la barrera hematoencefálica ha demostrado ser exitoso en las últimas dos décadas12,,13,,14,,15. Como tal, este método para la administración de MeCP2 puede ser útil en el contexto de la administración de terapia de reemplazo de proteínas. Con el fin de evaluar el potencial de las proteínas de fusión TAT y otros tratamientos para restaurar los niveles de proteína MeCP2, el desarrollo de un ensayo eficiente y asequible que pueda cuantificarlos es de suma importancia. El ensayo descrito en este trabajo, el ECLIA, es capaz de determinar los niveles de MeCP2 de forma precisa y coherente, con valores intra e interensayos favorables (Tabla 3).

Para el siguiente protocolo MeCP2-ECLIA, se emplearon lisados cerebrales de ratón y HDF como células de interés. Sin embargo, este protocolo se puede utilizar con todos los demás tipos de células de origen humano y murino al menos humano. Además, los HDF fueron tratados con proteína de fusión TAT-MePC2 para mostrar la capacidad de este ensayo para medir varias variantes de proteína MeCP2. Durante la preparación de la muestra, evitar o minimizar los agentes reductores en el tampón de lisis, como la TDT o el mercaptoetanol, es crucial para preservar la eficiencia de la técnica. Otros pasos críticos en este método implican el recubrimiento de placas con un anticuerpo anti-MeCP2 de ratón, bloqueo de placas y adición de muestras, seguido de una incubación de 4 h con un anticuerpo anti-MeCP2 de conejo. La posterior incubación con un anticuerpo secundario específico(Tabla de Materiales)y la adición de reactivos necesarios para que se lleve a cabo la reacción de luminiscencia, comprenden los pasos importantes finales de este procedimiento.

Con el fin de optimizar el rendimiento de ECLIA, se pueden realizar los siguientes pasos. La salida máxima para la señal para este ensayo no debe exceder el millón de cuentas. Con el fin de evitar que el fluido se propague más allá del electrodo, se puede utilizar una técnica llamada recubrimiento por puntos para introducir la solución de recubrimiento en el pozo. Esta técnica requiere pipeteo de alta precisión o el uso de un robot de pipeta. Además, probar varias concentraciones de anticuerpos podría ser útil tanto para aumentar la especificidad del ensayo como para reducir la señal de fondo. Para hacer frente a este último, varios bloqueadores (como MSD, Blocker D-M) también se pueden utilizar para una concentración final de 0,1%. Con el fin de optimizar la calidad de la señal, se recomienda probar varios tiempos de incubación (agitando a o por encima de 300 rpm). Por último, para aumentar la linealidad de la recuperación y dilución en medios específicos como el suero, el plasma, la orina o el líquido cefalorraquídeo, se pueden analizar varios diluyentes.

La mancha occidental semicuantitativa y el MeCP2-ELISA disponible comercialmente se utilizan normalmente para estudiar los niveles de proteína MeCP2. El principio de funcionamiento detrás del ELISA es similar al de nuestro ECLIA con la diferencia notable es el modo de detección. En comparación con estos métodos, el MeCP2-ECLIA es más rápido y conveniente. El ECLIA se utilizó para el ensayo de muestras de cerebro de ratón de tipo salvaje, heterocigoto y Mecp2-knockout(Figura 3A),con hallazgos comparados con cantidades de MeCP2 de las mismas muestras obtenidas por la hincha occidental (datos no mostrados). Se observó una marcada diferencia en los niveles de MeCP2 de muestras de cerebro de ratón heterocigoto y tipo salvaje femenino medidas por la ECLIA que no fue detectada como estadísticamente significativa por la mancha occidental. Esta mayor precisión del ensayo ECLIA puede ser importante en la búsqueda de nuevos compuestos que puedan elevar los niveles de proteína MeCP2.

Además, el MeCP2-ECLIA es menos costoso que su homólogo MeCP2-ELISA y debido a su alto rango dinámico de 1 ng/ml a 1,800 ng/mL (R2 a 0,996), se puede utilizar con muestras que contienen cantidades bajas de MeCP2. En comparación con todos los kits ELISA disponibles comercialmente, el ECLIA los supera considerablemente. El ECLIA posee un rango dinámico más favorable de 1 a 1.800 ng/ml en comparación con sus homólogos ELISA, que se encontró que eran 0.312-20 ng/mL (ratón, Cloud-Clone Corp.) y 0.156-10 ng/mL (humano, Cloud-Clone Corp.). Debido a la ausencia de una definición explícita de un límite inferior de detección, su comparación directa entre estos dos ensayos no es posible a los efectos de este trabajo.

En resumen, se ha demostrado que el MeCP2-ECLIA puede determinar con precisión las cantidades de MeCP2 in vivo e in vitro. Mientras que la reposición de los niveles de proteína MeCP2 en las neuronas de los pacientes afectados por RTT es de hecho una vía de tratamiento prometedora, la presencia de MeCP2 excesivo también puede dar lugar a síntomas neurológicos graves, asociados con el síndrome de duplicación MECP216,17,18. Como tal, este método puede ser de importancia integral en la optimización de la cantidad de MeCP2 introducido exógenamente durante la terapia de reemplazo de proteínas.

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Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Estamos muy agradecidos a la Dra. Brigitte Sturm por su apoyo con el instrumento ECLIA.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1,4-Dithiothreitol (DTT) Sigma-Aldrich D9779 Hypotonic lysis reagent, Extraction Buffer
Bio-Rad Protein Assay Dye Reagent Concentrate Bio-Rad Laboratories Inc. 500-0006 Sample preperation
Detection AB SULFO-TAG labeled anti-rabbit Meso Scale Diagnostics R32AB-1 Antibody
Discovery workbench 4.0 Meso Scale Discovery Software
DMEM (1X) gibco by Life Technologies 41966-029 Sample preperation
Dulbecco’s PBS (sterile) Sigma-Aldrich D8537-500ML Sample preperation, Washing solution, Coating solution
EDTA Sigma-Aldrich EDS Extraction Buffer
Fetal Bovine Serum Sigma-Aldrich F9665 Sample preperation
Glycerol Sigma-Aldrich G2025 Extraction Buffer
Gold Read Buffer T (1x) with surfactant Meso Scale Diagnostics R92TG MeCP2 ECLIA protocol
HEPES Sigma-Aldrich H3375 Hypotonic lysis reagent, Extraction Buffer
KIMBLE Dounce tissue grinder set Sigma-Aldrich D8938 Sample preperation
Laboratory Shaker, rocking motion (low speed) GFL 3014 MeCP2 ECLIA protocol
Magnesium chloride hexahydrate (MgCl*6H20) Sigma-Aldrich M2670 Hypotonic lysis reagent, Extraction Buffer
MeCP2 (Human) Recombinant Protein (P01) Abnova Corporation H00004204-P01 Cell treatment
Microseal B seal Bio-Rad Laboratories Inc. MSB1001 for plate sealing
Monoclonal Anti-MeCP2, produced in mouse, clone Mec-168, purified immunoglobulin Sigma-Aldrich M6818-100UL; RRID:AB_262075 Antibody, Coating solution
MSD Blocker A Meso Scale Diagnostics R93BA-4 Blocker
MSD SECTOR Imager 2400 Meso Scale Diagnostics I30AA-0 MeCP2 ECLIA protocol
Multi-Array 96-well Plate Meso Scale Diagnostics L15XB-3/L11BX-3 MeCP2 ECLIA protocol
Penicillin-Streptomycin gibco by Life Technologies 15140122 Sample preperation
Polyclonal Anti-MeCP2, produced in rabbit Eurogentec S.A. custom-designed Antibody
Potassium chloride (KCl) Merck KGaA 1049361000 Hypotonic lysis reagent
Primary AB Mouse, anti-MeCP2 (1B11) Sigma-Aldrich SAB1404063; RRID:AB_10737296 Antibody
Primary AB Mouse, anti-MeCP2 (4B6) Sigma-Aldrich WH0004204M1; RRID:AB_1842411 Antibody
Primary AB Mouse, anti-MeCP2 (Mec-168) Sigma-Aldrich M6818; RRID:AB_262075 Antibody
Primary AB Mouse, anti-MeCP2 (Men-8) Sigma-Aldrich M7443; RRID:AB_477235 Antibody
Primary AB Rabbit, anti-MeCP2 (D4F3) Cell Signaling Technology 3456S; RRID:AB_2143849 Antibody
Protease Inhibitor Cocktail (100X) Sigma-Aldrich 8340 Hypotonic lysis reagent, Extraction Buffer
Secondary AB, Rabbit, anti-MeCP2 Eurogentec S.A. custom Antibody
Secondary AB, Rabbit, anti-MeCP2 Merck 07-013 Antibody
Sodium chloride (NaCl) Sigma-Aldrich S3014 Extraction Buffer
SULFO-TAG Labeled Anti-Rabbit Antibody (goat) Meso Scale Diagnostics W0015528S Antibody
TAT-MeCP2 fusion protein in-house production Cell treatment
Trypsin EDTA 0.25% (1X) gibco by Life Technologies 25200-056 Cell treatment
Tween 20 Sigma-Aldrich P9416 Washing solution

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References

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