Personnalisés de microéchantillons de peptides pour la détection des allo-anticorps HLA dans la Transplantation d’organes
Summary
Incompatibilités dans les séquences antigen (HLA) leucocytaire humain entre donneur d’organe et de paires de destinataire sont la principale cause de rejet humoral dans la transplantation d’organes. Nous présentons ici l’utilisation de tableaux d’antigène personnalisés qui sont basées sur les séquences de HLA de donateurs individuels pour sonder des allo-anticorps d’anti-donneurs HLA chez des receveurs d’organes.
Abstract
Transplantation d’organes, la fonction et la longévité de la prothèse critique s’appuient sur le succès de contrôler la réactivité immunologique de rejet contre les antigènes des leucocytes humains (HLA). Histocompatibilité lignes directrices sont fondées sur des tests de laboratoire de l’immunité anti-HLA, qui présente en tant que la préexistant ou de novo généré anticorps HLA qui constituent un obstacle majeur de la transplantation. Les tests actuels sont construits sur une plate-forme unique-antigène perles (SAB) en utilisant un ensemble fixe d’antigènes HLA ~ 100 présélectionnés pour sonder les sérums de transplantation. Cependant, chez les humains, il existe une variété beaucoup plus grande de types HLA, avec aucun deux individus autres que les jumeaux identiques qui peuvent partager la même combinaison de séquences HLA. Alors que les technologies de pointe pour le typage HLA et le séquençage direct peuvent capturer précisément toute inadéquation dans la séquence d’ADN entre un donneur et HLA du receveur, le dosage de la SAB, en raison de sa variété limitée dans la représentation de la séquence, est incapable de détecter avec précision allo-anticorps spécifiquement contre le donneur HLA des incompatibilités. Nous avons cherché à développer une méthode complémentaire à l’aide d’une technologie différente pour détecter et caractériser les anticorps HLA anti-bailleurs de fonds sur une base personnalisée. L’outil de dépistage est un tableau personnalisé de peptide de séquences de donneur HLA-dérivées pour sonder post-transplantation sérums du receveur orgue pour évaluer le risque de rejet humoral. Sur un tableau unique pour une paire de donateur-bénéficiaire, jusqu’à 600 peptides uniques sont prises en fonction sur les séquences de protéines HLA du donneur, chaque peptide transportant au moins un résidu ne correspondent pas dans une séquence d’acides aminés 15. Dans nos expériences pilotes pour comparer les modèles d’antigène pour pré et post-transplantation sérums sur ces tableaux, nous avons pu détecter des signaux anti-HLA avec la résolution que nous a également permis d’identifier les épitopes immunitaires impliqués. Ces personnalisés tableaux antigène faire une détection à haute résolution de des épitopes spécifiques donneur HLA dans la transplantation d’organes.
Introduction
Thérapie de remplacement d’orgue qui est systématiquement menée à travers le monde a sauvé des millions de vies. Transplantation d’organes solides se produit dans environ 100 patients par million de personnes aux Etats-Unis chaque année, alors qu’un plus grand nombre encore sont sur listes d’attente pour recevoir des organes du donneur en raison d’une grave pénurie d’approvisionnement (selon les informations fournies par l’organe Approvisionnement et Transplantation Network – OPTN/UNOS : optn.transplant.hrsa.gov). Transplantation d’organe est fortement réglementée afin de réduire le gaspillage de l’orgue et de sauver des vies, mais les outils scientifiques utilisés pour informer de ces règlements sont limitées en termes d’efficacité. Par exemple, la communauté scientifique reconnaît pleinement les États fortement polymorphes de molécules HLA et précis tests génétiques d’ADN à l’aide de typage de haute résolution et axée sur la séquence tapant (SBT) ont été développés au cours des dernières années1, 2. Toutefois, les méthodes d’essai alloanticorps n’ont pas encore été en mesure de produire la grande variété des séquences individuelles de HLA comme sondes de l’antigène. Le test standard utilise de nos jours un panneau invariable de ~ 100 antigènes alléliques qui sont composent des variations courantes du HLA, A, B, C, DQ, DP et DR séquences dans les populations humaines3,4,5,6. Fréquemment, les séquences HLA du donneur réelles ne sont pas inclus dans le panneau de test, forçant transplantation médecins et chirurgiens d’inférer la réactivité de donateurs spécifique basée sur partagé similarités du donneur séquences réelles et correspondant de « normes » dans la test jeu7,8. Par conséquent, il est parfois difficile de faire une estimation fiable du risque de rejet issu des anticorps test résultats9,10,11,12. Donc, nouveau personnellement personnalisables tests pour allo-anticorps sont nécessaires d’urgence13,14.
Les gènes HLA encodent les récepteurs de (MHC) complexes majeur d’histocompatibilité qui ont une fonction essentielle dans la réponse immunitaire6. Les gènes HLA sont connus pour être les plus polymorphes gènes du génome humain6. En raison des progrès rapides dans l’ADN, séquençage des stratégies pour les gènes HLA, nouveaux variants alléliques (ou simplement appelés allèles) sont découverts à un taux explosif15,16. En mars 2017, 16 755 validés allèles avaient été déposés à la base de données IMGT/HLA (http://www.ebi.ac.uk/ipd/index.html), de laquelle 12 351 étaient de classe I et 4 404 ont été des groupes de classe II. En contraste, seulement un peu plus de 100 différents allèles sont représentés dans l’analyse standard single-antigène perles (SAB), qui est régulièrement utilisée pour détecter des allo-anticorps dans la transplantation d’organes. La méthode SAB est construite sur une plateforme Luminex cytométrie. Puisque le test utilise un ensemble invariable des antigènes, en dehors des variabilités de lots mineures dans la production, le test de l’antisérum peut être robuste normalisé selon les individus et les laboratoires5. Toutefois, ce test est incapable de capturer tous les allo-anticorps mis au point spécifiquement contre les allèles de donateurs, en particulier lorsque les séquences de donateurs sont absents de la SAB. Bien que la fabrication sur commande d’antigènes des donateurs basés sur des séquences vrais sont souhaitables, il reste des défis techniques à rationaliser la production nécessaire et au contrôle.
Nous avons récemment décrit une méthode alternative dans une étude de faisabilité de la transplantation rénale sujets17. La méthode utilisée antigènes peptidiques dans un format de tableau pour sonder pré et post transplantation sérums de sujets individuels. Chaque tableau a été personnalisé généré à l’aide de la tache synthèse méthode18,19,20,21,22,23 qui produit des antigènes peptidiques, chaque 15 acides aminés dans la longueur, entièrement fondé sur les allèles HLA du donneur organe respectives de A, B, C, DQA1, DQB1 et DRB1. Synthèse SPOT est exploitée sur une membrane de cellulose à l’aide de la norme Fmoc-chimie22 et peut produire des centaines de peptides personnalisés en parallèle avec un système robotique entièrement automatisé19,21. Le tableau de la membrane résiste à plusieurs cycles de décapage et reprobing cycles. Dans notre étude rétrospective17, nous avons détecté des changements dans l’antigène avec les antisérums de transplantation stockée recueillis dans une série chronologique (c.-à-d., avant et après la transplantation). Dans les présentes, nous décrivons le protocole technique pour le flux de travail y compris la baie conception, fabrication, analyse de palpage et résultat d’antisérum. La méthode est conçue pour la détection des allo-anticorps contre des épitopes linéaires spécifiques sur des molécules HLA transplantation des donateurs.
Protocol
Representative Results
Discussion
La conception du tableau SPOT décrit ici est pour une étude expérimentale de la spécificité des alloanticorps dans la transplantation contre les antigènes HLA du donneur de l’organe. Contrairement à l’essai de SAB existante, largement utilisé en clinique, la méthode array et antigène a un avantage majeur dans sa conception flexible pouvant accueillir les séquences HLA vrais du donateur individuel. La nouvelle plateforme exploite le potentiel de la technologie de séquençage ADN essor rapide qui sera bient…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions les Drs Shawn Li et Li Xing de Western University au Canada pour leur aimable collaboration avec SPOT array production. Nous sommes reconnaissants aux membres du personnel, au cœur d’histocompatibilité et à la complète Transplant Center de l’Université Northwestern de fournir des services de l’échantillon. Ce travail a été en partie soutenu par le Conseil d’administration auxiliaire de Northwestern Memorial Hospital et par un fonds de démarrage Faculté fournies par la Northwestern University à J.J..
Materials
| Peptide array | INTAVIS Bioanalytical Instruments | ||
| Ethanol | Sigma-Aldrich | E7023 | |
| Ponceau S solution | Sigma-Aldrich | P7170 | |
| Non-fat milk | Bio Rad Laboratories | 1706404 | |
| TBST | Santa Cruz Biotechnology | 10711454001 | |
| Goat anti-human IgG–HRP | ThermoFisher Scientific | A18811 | |
| Clarity Western ECL Substrate | Bio Rad Laboratories | 1705061 | |
| Restore Western Blot Stripping Buffer | Thermo Scientifics | 21059 | |
| ChemiDoc gel imaging system | Bio Rad Laboratories | 1708265 |
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