Кодецит - Kodecyte

А кодецит (ko • de • cyte) - это живая клетка который был изменен (закодирован) путем включения одного или нескольких функционально-спейсер-липидные конструкции (Конструкции FSL)[1][2][3] чтобы получить новую или новую биологическую, химическую или технологическую функцию. Клетка модифицируется липидным хвостом Конструкция FSL включение в билипидная мембрана ячейки.

Все кодециты сохраняют свои нормальные жизнеспособность и функциональность при получении новой функции вставленных конструкций FSL. Сочетание дисперсности в биосовместимый среды, самопроизвольное включение в клеточные мембраны и очевидная низкая токсичность делают Конструкции FSL подходит в качестве инструментов исследования и для разработки новых диагностических и терапевтический Приложения.

Технология

Структурная аналогия подсолнечника модели заполнения пространства выбранных конструкций FSL. Две конструкции FSL слева - это FSL-пептиды на основе частично карбоксиметилированных олигоглициновых (CMG2) спейсеров с липидами 1,2-диолеоил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламина (ДОФЭ). Третья и четвертая конструкции - это FSL-биотин на основе CMG, но с НАРКОТИК и стерол (производное δ-оксикарбониламиновалериановой кислоты холестерин ) липидов соответственно. Конечная конструкция FSL представляет собой типичный трисахарид, конъюгированный через O (CH2)3Спейсер NH к активированному адипатному производному диациллипида DOPE.

Конструкции Kode FSL состоят из трех компонентов;[3][4] функциональный часть (F), прокладку (S) и липид (L).

Функциональные группы конструкций FSL, которые можно использовать для создания кодецитов, включают: сахариды (включая Группа крови АВО -связанные детерминанты,[4][5][6] сиаловые кислоты, полисахариды гиалуронина ), флуорофоры,[7][8] биотин,[9] и ряд пептиды.[10][11][12][13][14][15][16][17][18]

Дополнительная информация о функциональных группах FSL: Функция-Спейсер-Lipid_construct § Функциональные_группы

Хотя кодециты создаются путем модификации естественных клеток, они отличаются от естественных клеток. Например, конструкции FSL, на которые влияет состав липидного хвоста, являются латерально подвижными в мембране, и некоторые конструкции FSL могут также кластеризоваться из-за характеристик функциональной группы (F).[1] Поскольку конструкции FSL закреплены в мембране через липидный хвост (L), предполагается, что они не участвуют в сигнал трансдукция, но может быть разработана так, чтобы действовать как агонисты или антагонисты начального события связывания. Конструкции FSL не будут активно проходить через плазматическую мембрану, но могут проникать в клетку посредством инвагинации мембраны и эндоцитоза.[7]

«Кодирование» клеток стабильно (в зависимости от скорости оборота компонентов мембраны). Конструкции FSL будут оставаться в мембране неактивных клеток (например, красных кровяных телец) на протяжении всей жизни клетки при условии, что они хранятся в среде, не содержащей липидов.[7] В периферическом кровообращении наблюдается потеря конструкций FSL из кодецитов красных клеток со скоростью около 1% в час.[9][19] Начальная «кодирующая» доза и минимальный уровень, требуемый для обнаружения, определяют, как долго можно отслеживать присутствие «кодоцитов» в кровотоке. Для «кодецитов» красной крови был продемонстрирован надежный мониторинг присутствия «кодецитов» в течение до 3 дней после внутривенного введения у мелких млекопитающих.[9]

Спейсер (S) конструкции FSL был выбран таким образом, чтобы иметь незначительную перекрестную реактивность с сывороточными антителами, поэтому кодециты можно использовать с неразбавленной сывороткой. Увеличив длину распорки FSL с 1,9 до 7,2 нм было показано, что чувствительность может улучшиться в два раза в анализах кодецитов на основе агглютинации эритроцитов. Однако дальнейшее увеличение размера спейсера с 7,2 до 11,5 нм не привело к какому-либо дальнейшему улучшению.[1]

А плазматическая мембрана модифицированы конструкциями FSL (по аналогии с подсолнечником), создавая мембрану кодецитов.

Видео о технологиях

Чтобы просмотреть простое видео, объясняющее, как работает технология Kode, щелкните следующую ссылку: https://www.youtube.com/watch?v=TIbjAl5KYpA

Методология

Приготовление кодецитов. Просто смешайте клетки с раствором FSL (содержащим 1 или несколько FSL) и инкубируйте в течение 10–120 минут при 37 ° C (или при температуре до 4 ° C). Конструкции будут самопроизвольно включаться в мембрану, и никаких дополнительных действий не требуется.

Конструкции FSL, находясь в растворе (физиологический раствор ) и при контакте будут самопроизвольно включаться в клеточные мембраны.[20] Методология включает простое приготовление раствора конструкции (ей) FSL в диапазоне 1–1000 мкг /мл, с использованием концентрации, определяющей количество антигена, присутствующего на кодеците. Возможность контролировать уровни антигена на внешней стороне кодецита позволила производить системы контроля качества и чувствительности.[2] и серологические обучающие наборы, включающие весь спектр серологических реакций агглютинации.[21] Фактическая концентрация будет зависеть от конструкции и количества конструкции, требуемой в мембране. В одну часть клеток добавляют одну часть раствора ФСЛ (до 100% приостановка ), и их инкубируют при заданной температуре в диапазоне 4–37 ° C (39–99 ° F) в зависимости от температурной совместимости модифицируемых клеток. Чем выше температура, тем быстрее скорость введения FSL в мембрану. При инкубации эритроцитов в течение 2 часов при 37 ° C достигается> 95% вставки FSL, при этом не менее 50% вставки достигается в течение 20 минут. Как правило, для введения FSL на основе углеводов в эритроциты инкубация в течение 4 часов при комнатной температуре или 20 часов при 4 ° C аналогична одному часу при 37 ° C.[20] Полученные кодециты не нужно отмывать, однако этот вариант следует рассматривать, если в процессе кодирования используется избыток конструкции FSL.

Кодециты также могут быть созданы in vivo путем впрыскивания конструкций непосредственно в кровоток.[19] Однако этот процесс изменит все клетки, контактирующие с конструкциями, и обычно требует значительно большего количества конструктов, чем in vitro препарата, поскольку конструкции FSL будут преимущественно связываться со свободными липидами.[19]В in vivo создание кодецитов не является целевым, и конструкции FSL будут вставляться во все ячейки неспецифично, но могут иметь предпочтение для некоторых типов клеток.

Диагностические серологические анализы[4] включая проточной цитометрии[5] а сканирующая электронная микроскопия обычно не видит разницы между «кодецитами» и немодифицированными клетками. Однако по сравнению с естественными клетками, похоже, есть разница между IgM и IgG реактивность антител, когда функциональная группа (F) представляет собой мономерный пептидный антиген. Антитела IgM плохо реагируют с кодецитами, образованными пептидами FSL.[10][17] Кроме того, конструкции FSL могут иметь ограниченный антиген / эпитоп и могут не реагировать с моноклональным антителом, если конструкция FSL и моноклональное антитело не являются комплементарными.[10][17]

Кодециты можно изучать с помощью стандартных гистологических методов. Кодециты могут быть зафиксированы после «кодирования» при условии, что функциональная часть (F) конструкции FSL совместима с фиксатором. Однако требуются замороженные или фиксированные формалином замороженные ткани, поскольку конструкции FSL на основе липидов (и другие гликолипиды) будут выщелачиваться из «кодецитов» в образцах, залитых парафином, во время стадий депарафинации.[20]

Номенклатура

Кодированные мембраны описываются конструктом и концентрацией FSL (в мкг /мл ) использовался для их создания.[20] Например, кодециты, созданные с помощью раствора FSL-A 100 мкг / мл, будут называться кодецитами A100. Если использовалось несколько конструкций FSL, то определение расширяется соответственно, например Кодециты A100 + B300 создаются с помощью раствора, содержащего 100 мкг / мл раствора FSL-A и 300 мкг / мл раствора FSL-B. Символ «+» используется для разделения смесей конструкций, например А100 + В300. Если концентрации FSL постоянны, то компонент терминологии мкг / мл можно опустить, например Кодециты. В качестве альтернативы несвязанные конструкции, такие как FSL-A и FSL-биотин, будут создавать кодециты биотина A + и т. Д. Если в одном исследовании используются разные клетки, рекомендуется включить тип клетки в название, например Кодециты RBC A100 по сравнению с кодецитами WBC A100 или кодецитами тромбоцитов A100 и т. Д.

Приложения

Технология Kode использовалась для in vitro модификация мышиного эмбрионы, сперматозоиды, зебра, эпителиальный /эндометрий клетки и красные кровяные тельца[3][4][5][8][11][12][22] для создания систем контроля качества сотовой связи,[2][3][10] серологические наборы (обучающие),[21][23] редкий антиген экспрессия, добавить инфекционные маркеры в клетки,[3][13][18] модифицированная клеточная адгезия / взаимодействие / разделение / иммобилизация,[3][7][9] и маркировка.[5][8] Это также было внутрисосудисто настоянный на in vivo модификация клеток крови и нейтрализация циркулирующих антитела[3][19][24] И в in vivo визуализация циркулирующих кодецитов костного мозга у рыбок данио.[25] Конструкции Kode FSL также применялись на небиологических поверхностях, таких как модифицированная целлюлоза, бумага,[22] диоксид кремния, полимеры, натуральные волокна, стекло и металлы, и было показано, что они очень быстро наносят маркировку на эти поверхности.[3][26]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Корчагина, Елена; Тузиков Александр; Формановский, Андрей; Попова, Инна; Генри, Стивен; Бовин, Николай (2012). «К созданию гликолевых ландшафтов клеточных мембран с гликановыми липидными конструкциями». Исследование углеводов. 356: 238–46. Дои:10.1016 / j.carres.2012.03.044. PMID  22551471.
  2. ^ а б c Генри, Стивен М (2009). «Модификация красных кровяных телец для лабораторного контроля качества». Текущее мнение в гематологии. 16 (6): 467–472. Дои:10.1097 / MOH.0b013e328331257e. PMID  19680123.
  3. ^ а б c d е ж грамм час Корчагина, Е.Ю .; Генри, С. М. (2015-07-16). «Синтетические гликолипидоподобные конструкции как инструменты для гликобиологических исследований, диагностики и как потенциальные терапевтические средства». Биохимия (Москва). 80 (7): 857–871. Дои:10.1134 / S0006297915070068. ISSN  0006-2979. PMID  26542000.
  4. ^ а б c d Рамка, Том; Кэрролл, Тим; Корчагина, Елена; Бовин, Николай; Генри, Стивен (2007). «Синтетическая гликолипидная модификация мембран эритроцитов». Переливание. 47 (5): 876–882. CiteSeerX  10.1.1.494.2776. Дои:10.1111 / j.1537-2995.2007.01204.x. PMID  17465953.
  5. ^ а б c d Халт, Анника К; Кадр, Тим; Чесла, Скотт; Генри, Стивен; Олссон, Мартин Л. (2012). «Оценка методом проточной цитометрии эритроцитов, имитирующих встречающиеся в природе подгруппы ABO, после модификации с различными количествами конструкций FSL-A и B». Переливание. 52 (2): 247–251. Дои:10.1111 / j.1537-2995.2011.03268.x. PMID  21812783.
  6. ^ Генри С.М. Разработка поверхности эритроцитов с помощью синтетических гликолипидов (KODETM CAE) для создания аналитических средств контроля чувствительности ABO и ксено-модифицированных клеток. (приглашенная лекция) 2-й Международный симпозиум по несовместимости АВО при трансплантации, Гетеборг, Швеция, 2005 г. Ксенотрансплантация 2005 г .; 12 (5): 356
  7. ^ а б c d Блейк Д., Лан А., Лав Д., Бовин Н., Генри С. (2010). «Флуорофор-кодециты - клетки, модифицированные флуоресцентной функцией-спейсер-липидом (FSL) для анализов in vitro и in vivo». Журнал FEBS. 277 (1): 37–271. Дои:10.1111 / j.1742-4658.2010.07680.x. HDL:10292/2142.
  8. ^ а б c Ki, Katrina K .; Цветок, Роберт Л .; Faddy, Хелен М .; Дин, Мелинда М. (7 января 2016 г.). «Включение конъюгированных с флуоресцеином функционально-спейсерно-липидных конструкций в мембрану эритроцитов облегчает обнаружение меченых клеток на время хранения ex vivo» (PDF). Журнал иммунологических методов. 429: 66–70. Дои:10.1016 / j.jim.2016.01.003. PMID  26773455.
  9. ^ а б c d Оливер, Кэролайн; Блейк, Дебби; Генри, Стивен (2011). «Моделирование трансфузионных реакций и прогнозирование выживания клеток in vivo с кодецитами». Переливание. 51 (8): 1723–1730. Дои:10.1111 / j.1537-2995.2010.03034.x. PMID  21303367.
  10. ^ а б c d Хиткот, Дэмиен; Кэррол, Тим; Ван, Джуй-Джен; Цветок, Роберт; Родионов, Игорь; Тузиков Александр; Бовин, Николай; Генри, Стивен (2010). «Новые клетки для скрининга антител, MUT + кодециты Mur, созданные путем присоединения пептидов к эритроцитам». Переливание. 50 (3): 635–641. Дои:10.1111 / j.1537-2995.2009.02480.x. PMID  19912581.
  11. ^ а б Хиткот, Д; Цветок, R; Генри, S (2008). «Разработка новых клеток для скрининга аллоантител - первый пример добавления пептидных антигенов к эритроцитам человека с использованием технологии KODE. Региональный конгресс ISBT, САР Макао, Китай, 2008». (P-303) ". Vox Sanguinis. 95 (Дополнение 1): 174.
  12. ^ а б Цветок, R; Lin P-H, Heathcote D; Чан, М; Тео, Д; Селкирк, А; Шеперд, Р; Генри, S (2008). «Вставка пептидных конструкций KODE в мембраны эритроцитов: создание искусственных вариантов антигенов группы крови MNS. Региональный конгресс ISBT, САР Макао, Китай, 2008». (P-396) ". Vox Sanguinis. 95 (Приложение 1): 203–204.
  13. ^ а б Чесла, S; Генри, S; Eatz, R; Синор, Л. (2010). «Твердофазный тест на сифилис с использованием технологии KODE». Переливание. 50: 196A – 197A. Дои:10.1111 / j.1537-2995.2010.02833_1.x. PMID  20815863.
  14. ^ Комарраджу С., Чесла С., Бовин Н., Генри С. (2010). «Сифилис-кодециты - новые эритроциты, модифицированные функционально-спейсер-липидом (FSL), способные к чувствительному и специфическому обнаружению антител к сифилису». Журнал FEBS. 277 (S1): 97–98. Дои:10.1111 / j.1742-4658.2010.07680.x. HDL:10292/2142.
  15. ^ Надараджан, В.С .; Laing, A. A .; Саад, С. М .; Усин, М (2011). «Распространенность и специфичность антител к эритроцитам в многоэтнической популяции пациентов из Южной и Восточной Азии и влияние использования новых MUT + Mur + кодецитов на его обнаружение». Vox Sanguinis. 102 (1): 65–71. Дои:10.1111 / j.1423-0410.2011.01507.x. PMID  21592136.
  16. ^ Генри, Стивен; Родионов, Игорь (2012). Технический бюллетень FSL-RFG (Maleimide) FSL Construction Kit. Scholarly Commons. HDL:10292/2241.
  17. ^ а б c Генри, Стивен; Комарраджу, Сарвани; Хиткот, Дэмиен; Родинов, Игорь Л (2011). «Создание конструкций FSL на основе пептидов для создания кодецитов Милтенбергера». Научная серия ISBT. 6 (2): 306–312. Дои:10.1111 / j.1751-2824.2011.01505.x.
  18. ^ а б Георгакопулос, Т; Комарраджу, Сарвани; Генри, Стивен; Бертолини, Джозеф (2011). «Улучшенный анализ функции Fc с использованием эритроцитов, покрытых антигеном CMV, полученных с помощью синтетических конструкций функционально-спейсер-липид». Vox Sanguinis. 102 (1): 72–78. Дои:10.1111 / j.1423-0410.2011.01512.x. PMID  21749406.
  19. ^ а б c d Оливер, Кэролайн; Блейк, Дебби; Генри, Стивен (2011). «Нейтрализация in vivo анти-A и успешное переливание эритроцитов, несовместимых с A-антигеном, в животной модели». Переливание. 51 (12): 2664–2675. Дои:10.1111 / j.1537-2995.2011.03184.x. PMID  21599675.
  20. ^ а б c d Блейк, Дебби А; Бовин, Николай V; Бесс, Дэн; Генри, Стивен М (2011). «Конструкции FSL: простой метод модификации поверхности клетки / вириона с помощью ряда биологических маркеров без ущерба для их жизнеспособности». Журнал визуализированных экспериментов. 54 (e3289). Дои:10.3791/3289. ЧВК  3211133. PMID  21847082.
  21. ^ а б Генри, Стивен; Перри, Холли (2012). Технический бюллетень серологического обучающего набора FSL-A + B (tri). Scholarly Commons. HDL:10292/2827.
  22. ^ а б Барр, Кэти; Корчагина, Елена; Рыжов, Иван; Бовин, Николай; Генри, Стивен (01.10.2014). «Картирование тонкой специфичности моноклональных реагентов ABO с типами A и B функционально-спейсер-липидными конструкциями в кодецитах и ​​струйной печати на бумаге». Переливание. 54 (10): 2477–2484. Дои:10.1111 / trf.12661. ISSN  1537-2995. PMID  24749871.
  23. ^ Перри, Холли; Генри, Стивен (01.06.2015). «Обучение студентов классификациям серологических реакций повысило восприятие собственной эффективности и способности распознавать серологические реакции, но снизило точность оценки». Переливание. 55 (6pt2): 1572–1579. Дои:10.1111 / trf.12985. ISSN  1537-2995. PMID  25564758.
  24. ^ Генри, Стивен; Барр, Кэти; Оливер, Кэролайн. «Моделирование трансфузионных реакций с кодецитами и обеспечение возможности трансфузии, несовместимой с ABO, с помощью конструкций Function-Spacer-Lipid» (In Press). Научная серия ISBT. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  25. ^ Lan, C-C; Блейк, D; Генри, S; Любовь, Д. Р. (2012). «Мечение конструкции флуоресцентная функция-спейсер-липид позволяет в реальном времени in vivo визуализировать миграцию и поведение клеток у рыбок данио (Danio rerio)». Журнал флуоресценции. 22 (4): 1055–63. Дои:10.1007 / s10895-012-1043-3. PMID  22434405.
  26. ^ Уильямс, Элеонора; Барр, Кэти; Корчагина, Елена; Тузиков Александр; Генри, Стивен; Бовин, Николай (16.01.2016). «Сверхбыстрое глико-покрытие небиологических поверхностей». Международный журнал молекулярных наук. 17 (1): 118. Дои:10.3390 / ijms17010118. ЧВК  4730359. PMID  26784187.

внешняя ссылка

  • [1] Kodeycte.com
  • [2] Как работает Kode Technology
  • [3] Применение кодецитов
  • [4] CSL применение кодецитов