Иммуно-РКК для высокочувствительной детекции комплекса «антиген-антитело» на модели антигенов группы крови

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проблему детекции малых количеств аналитов иммунохимическими методами пытаются решить давно. Одним из подходов является использование методов амплификации нуклеиновых кислот для усиления сигнала от единичного акта взаимодействия антиген-антитело. Методом амплификации, подходящим для использования на микрочипах, является реакция амплификации катящимся кольцом.

Принцип метода заключается в использовании конъюгата детектирующего антитела с праймером и последующей изотермической амплификации. После добавления к иммобилизованному праймеру кольцевых олигонуклеотидов, которые служат матрицей для амплификации (либо олигонуклеотидов, которые могут гибридизоваться с праймером и быть лигированы в кольцевую матрицу) и полимеразы фага phi29 с необходимыми для начала амплификации компонентами, начинается образование протяженного (до сотен тысяч нуклеотидов) одноцепочечного продукта реакции. Продукт представляет собой повторы нуклеотидной последовательности, комплементарной кольцевой матрице. Флуоресцентный ДНК-зонд может гибридизоваться с каждым повтором на молекуле продукта, таким образом уровень флуоресценции становится значительно выше, чем при использовании систем проявки с применением флуоресцентно-меченных антител или стрептавидина. Кроме того, продукт реакции остается иммобилизованным на поверхности, что позволяет использовать данный подход при детекции взаимодействий антиген-антитело в других твердофазных системах анализа, таких как микрочипы. Общей проблемой таких подходов является неспецифическая сорбция компонентов иммунохимической реакции либо реакции амплификации, приводящая к высокому фону. Очевидно, что каким бы высокочувствительным анализ ни был в теории, высокий фон сведет весь потенциал метода на нет.

В настоящей работе мы разработали метод, позволяющий детектировать малые количества антител к гликанам в сыворотке крови и в смывах с опухолевых клеток в формате микрочипа на модели антигенов группы крови. Удалось получить 30-70 кратный прирост флуоресценции от специфического взаимодействия по сравнению с использованием флуоресцентно-меченного стрептавидина. Разрабатываемый нами метод является перспективным, так как позволяет значительно увеличить сигнал от специфического взаимодействия антиген-антитело в формате гликочипа, что позволит детектировать антитела к гликанам в образцах с очень небольшой концентрацией антител, например, в смывах с опухолевых клеток.

Об авторах

Д. Ю. Рязанцев

ФГБУН «Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.yu.ryazantsev@gmail.com

к.х.н., старший научный сотрудник 

Россия, 117997, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Н. Г. Габриелян

ФГБУН «Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской академии наук

Email: d.yu.ryazantsev@gmail.com

младший научный сотрудник лаборатории молекулярной диагностики

Россия, 117997, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

С. М. Полякова

ФГБУН «Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской академии наук

Email: d.yu.ryazantsev@gmail.com

к.х.н., младший научный сотрудник лаборатории углеводов 

Россия, 117997, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

С. К. Завриев

ФГБУН «Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской академии наук

Email: d.yu.ryazantsev@gmail.com

д.б.н., член-корр. РАН, заведующий лабораторией молекулярной диагностики 

Россия, 117997, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

Список литературы

  1. Goryunova M.S., Arzhanik V.K., Zavriev S.K., Ryazantsev D.Y. Rolling circle amplification with fluorescently labeled dUTP-balancing the yield and degree of labeling. Anal. Bioanal. Chem., 2021, Vol., 413, no. 14, pp. 3737-3748.
  2. Niemeyer C., Adler M., Wacker R. Detecting antigens by quantitative immuno-PCR. Nat. Protoc., 2007, Vol. 2, pp. 1918-1930.
  3. Nilsson M., Gullberg M., Dahl F., Szuhai K., Raap A.K. Real-time monitoring of rolling-circle amplification using a modified molecular beacon design. Nucleic Acids Res., 2002, Vol. 15, no. 30, e66. doi: 10.1093/nar/gnf065.
  4. Obukhova P.S., Ziganshina M.M., Shilova N.V., Chinarev A.A., Pazynina G.V., Nokel A.Y., Terenteva A.V., Khasbiullina N.R., Sukhikh G.T., Ragimov A.A., Salimov E.L., Butvilovskaya V.I., Polyakova S.M., Saha J., Bovin N.V. Antibodies against unusual forms of sialylated glycans. Acta Naturae, 2022, Vol. 14, no. 2, pp. 85-92.
  5. Ryazantsev D.Y., Voronina D.V., Zavriev S.K. Immuno-PCR: Achievements and Perspectives. Biochemistry (Mosc.), 2016, Vol. 81, no. 13, pp. 1754-1770.
  6. Sano T., Smith C.L., Cantor C.R. Immuno-PCR: very sensitive antigen detection by means of specific antibody-DNA conjugates. Science, 1992, Vol. 258, no. 5079, pp. 120-122.
  7. Schweitzer B., Wiltshire S., Lambert J., O’Malley S., Kukanskis K., Zhu Z., Kingsmore S.F., Lizardi P.M., Ward D.C. Immunoassays with rolling circle DNA amplification: a versatile platform for ultrasensitive antigen detection. PNAS, 2000, Vol. 97, no. 18, pp. 10113-10119.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Упрощенная (без стадии лигирования, используется уже готовая кольцевая матрица) схема иммуноанализа с использованием иммуно-РКК Примечание. A – иммобилизованные гликан, антитело из сыворотки и детектирующее биотинилированное антитело. Б – детекция с использованием использованием иммуно-РКК. В – детекция с использованием флуорецентно-меченного стрептавидина.

Скачать (620KB)
3. Рисунок 2. Результаты экспериментов на гликочипе Примечание. Детекция результата с использованием флуоресцентно-меченного стерптавидина (А) и с проведением иммуно-РКК (Б), полученная при одинаковых параметрах сканирования. Переход цвета «синий – зеленый – красный» соответствует повышению уровня флуоресценции. Интенсивность взаимодействия антител плазмы с гликанами, выявляемое разными методами (В).

Скачать (511KB)

© Рязанцев Д.Ю., Габриелян Н.Г., Полякова С.М., Завриев С.К., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).