Automatische Acoustic Verzicht für die serielle Verdünnung von Peptid-Agonisten im Potency Bestimmung Assays

Summary

Peptide adsorption to plasticware during traditional tip-based serial dilutions can significantly impact potency determination and confound the understanding of structure-activity relationships used for lead identification and lead optimization phases of drug discovery. Here methods for automated acoustic non-contact serial dilution of peptide samples are described.

Abstract

Wie bei Entdeckung kleines Molekül als Wirkstoff, erfordert das Screening für Peptid-Agonisten die serielle Verdünnung von Peptiden Konzentrations-Wirkungs-Kurven zu erzeugen. Screening Peptide bietet eine zusätzliche Ebene der Komplexität als herkömmliche Spitzenbasis Probenhandhabungsverfahren Peptide zu einer großen Oberfläche von Plastikmaterialien belichten, eine erhöhte Chance für Peptidverlust durch Adsorption bereitstellt. Verhindern übermäßigen Exposition gegenüber Kunststoffgeschirr reduziert Peptidverlust durch Festhalten an Kunststoffen und minimiert somit Ungenauigkeiten in Potenz Vorhersage, und wir haben zuvor beschrieben die Vorteile von akustischen berührungslosen Abgabe für in vitro High-Throughput – Screening von Peptidagonisten ^1. Hier diskutieren wir eine vollständig integrierte Automatisierungslösung zur berührungslosen akustischen Herstellung von Peptid-Reihenverdünnungen in Mikrotiterplatten unter Verwendung der beispielsweise zum Screenen von Peptidagonisten an der Maus Glucagon-like Peptid-1-Rezeptor (GLP-1R). Unsere Methoden ermöglichen hohe-throughput zellbasierten Assays zum Screenen auf Agonisten und sind leicht skalierbar erhöhten Probendurchsatz zu unterstützen, oder für eine erhöhte Anzahl von Kopien Testplatte (beispielsweise für eine Gruppe von mehreren Zielzelllinien) zu ermöglichen.

Introduction

Die GLP-1R ist ein etabliertes Medikament Ziel bei der Behandlung von Typ – 2 – Diabetes ^2. Das native Peptid – Agonisten für diesen Rezeptor, GLP-1, hat eine in vivo Halbwertszeit von 2-3 min ^3. Die Bindung von GLP-1 an seinen G-Protein-gekoppelten Rezeptorziel Ergebnisse in der stromabwärtigen Herstellung des second messenger cAMP durch native G-Protein-Kopplung an die Aktivierung von Adenylatcyclase. Die Messung des akkumulierten cAMP stellt eine robuste Test-Rezeptoraktivierung zu überwachen und für die aktive GLP-1-Analoga mit bevorzugten physikalisch-chemischen Eigenschaften zu screenen. Ein solcher Assay erfordert die serielle Verdünnung der Testproben Konzentrations-Reaktions-Kurven zu konstruieren, und dies ist besonders kompliziert, wenn Peptidproben reichte. Mögliche Fehler von der Spitze-basierten seriellen Verdünnung Vorbereitung wurden zuvor ^1,4,5 beschrieben. Peptide werden auf Kunststoffgeschirr, was zu unzuverlässigen Potenz Schätzungen adsorbieren. Peptidverlust kann durch t minimiert werdener die Aufnahme von Rinderserumalbumin (BSA) in Puffer und die Verwendung von silikonisierten Kunststoffgeschirr, noch Proteinbindungs ​​bleibt unvorhersehbar. Insbesondere wurde die Änderung der Bindung von GLP-1 an Versuchsbehältern wurde ⁶ beschrieben. Es gibt eine weitere Komplikation bei , dass die Stabilisierungsmittel in Laborkunststoffprodukte verwendet wird, kann von den Spitzen und Mikrotiterplatten in wßriges Assaypuffer auslaugen und stören Proteinfunktion ^{7, 8.} Daher Methoden Exposition gegenKunstStoffGeschirr zu reduzieren , sind notwendig , um die Genauigkeit der Messungen zu erhöhen.

Akustische Flüssigkeitsspender konzentriert eines hochfrequenten akustischen Signals auf der Oberfläche einer Flüssigkeitsprobe, wodurch der Ausstoß von Tröpfchen präzise Nanoliter- in eine benachbarte Testplatte ^9. Die Verwendung von akustischen Ausstoß ist in der pharmazeutischen Industrie für die Herstellung und das Screening von großen synthetischen Substanzbibliotheken Standard, und die Technologie für kleine molecul gut validiert wurdees ^10. Unseres Wissens sind wir die erste Gruppe akustische Abgabe zur Herstellung von rekombinanten und synthetischen Peptide zu beschreiben , und wir haben bereits berichtet , die eine verbesserte Genauigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Tipp-basierten Methoden ^1.

Dieser Artikel beschreibt die Integration der Herstellung von Peptid serielle und direkte Verdünnungen von berührungslosen akustischen Übertragung auf eine vollautomatische Plattenrobotersystem Handhabung. Eine Anzahl von Verfahren umfasst Akustisches von Proben wurden zuvor ¹¹ beschrieben. Wir verwenden ein zweistufiges Verfahren zur Zwischenstammkonzentrationen herzustellen und zu seriell Peptidanaloga für die Erzeugung der vollen Dosis-Wirkungskurve verdünnen. Die hergestellten Peptide werden inkubiert mit den Zellen des Ziel Maus GLP-1R exprimieren, und wir verwenden eine im Handel erhältliche homogene zeitaufgelöste Fluoreszenz (HTRF) -Assay cAMP-Akkumulation in diesen Zellen als eine Auslesung von Peptid-Agonist aktiv zu messen,keit. Der Assay ist robust und zugänglich für ein Hochdurchsatz – 384-Well – Format und routinemäßig sowohl Assay – Entwicklung angewendet und Wirkstoff – Screening – Projekte ^12.

Protocol

1. Peptidserienverdünnung Bereiten Assaypuffer: Hanks gepufferter Salzlösung (HBSS), supplementiert mit 25 mM HEPES, 0,1% BSA und 0,5 mM 3-Isobutyl-1-methylxanthin (IBMX), pH 7,4. Verwenden Sie einen Bulk-Reagenzspender systematisch 5 ul Testpuffer hinzufügen zu jeder Vertiefung von fünf 384-Well-Low-Volume-Testplatten. Verwenden Sie den internen Software ein Abgabeprogramm für 5 ul Volumen zusätzlich zu jeder Vertiefung einer 384-Well-Platte zu erstellen, wie Anweisungen des Herstell…

Representative Results

Wir verwenden routinemäßig einen zweistufigen Verfahren Peptide über akustische Übertragung zu verdünnen. Für den ersten Schritt wird ein akustisches Spender mit Automatisierungs fluchtet verwendet vier Stammpeptidzwischenverdünnungen über zwei Quellenplatten (1a, b) zu erzeugen. Für den zweiten Schritt, verwenden wir einen akustischen Spender zur weiteren Stammverdünnungen von der Quelle Platten A verdünnen und B eine 11-Punkt – Konzent…

Discussion

Dieses Protokoll beschreibt die erfolgreiche Anwendung von automatisierten akustischen Ausgabe zu seriell Peptidproben über einen Konzentrationsbereich von 3 x 10 ⁶ , die weniger als 1 ul Probe verdünnen. Der große Vorteil dieser Methode ist, über reduzierte Exposition von Proben zu experimentellen Behälter und Kunststoffgeschirr (wie Pipettenspitzen) Datenqualität durch Minimierung Peptid Adsorption an Kunststoffprodukte zu erhöhen, die für Reagenztransfer und Mischen normalerweise erforderlich sind….

Materials

Hanks’ Balanced Salt solution	Sigma-Aldrich	H8264
HEPES	Sigma-Aldrich	H3375
Bovine Serum Albumin	Sigma-Aldrich	A9418
3-Isobutyl-1-methylxanthine	Sigma-Aldrich	I7018	Prepared as a 0.5 M stock in DMSO
GLP-1 (7-36) amide	Bachem	H-6795	Prepared as a 1 mg/ml stock in PBS, referred to as '100X reference control'
Test peptides	Produced in-house at MedImmune		Supplied at various concentrations in DMSO or PBS as appropriate
100X peptide stock	Produced in-house at MedImmune		Test peptide diluted into assay buffer to 100X final required concentration
Trypan Blue Solution, 0.4%	Thermo Fisher Scientific	15250-061
Cedex XS Cell Analyzer	Innovatis
Corning 384 well plates, low volume	Sigma-Aldrich	4514
Echo Qualified 384-Well Polypropylene Microplate	Labcyte Inc.	P-05525
Echo Qualified Reservoir	Labcyte Inc.	ER-0055
Echo 550 Liquid Handler	Labcyte Inc.		Droplet transfer volumes in increments of 2.5 nl
Echo 525 Liquid Handler	Labcyte Inc.		Droplet transfer volumes in increments of 25 nl
ACell Benchtop Automation	HighRes Biosolutions	MC522
Cellario Lab Automation Scheduling software for Life Science Robotics	HighRes Biosolutions
MultidropCombi Reagent Dispenser	ThermFisher Scientific	5840300	Referred to as 'bulk reagent dispenser'
HTRF cAMP Dynamic 2 kit	Cisbio Bioassays	62AM4PEJ
EnVision Multilabel Reader	PerkinElmer