Recente ontwikkelingen in beeldvormingstechnologie hebben het mogelijk gemaakt om intracellulaire dynamiek te visualiseren, wat een beter begrip biedt van verschillende belangrijke biologische principes voor het versnellen van therapeutische ontwikkeling. Fluorescerende labeling is zo'n techniek die wordt gebruikt om intracellulaire eiwitten, hun dynamiek en disfunctie te identificeren. Voor dit doel worden zowel interne als externe sondes met fluorescerende kleurstoffen gebruikt, hoewel externe sondes intracellulaire eiwitten beter kunnen visualiseren in vergelijking met de interne sondes. Hun toepassing wordt echter beperkt door niet-specifieke binding aan intracellulaire componenten, wat resulteert in een lage doelspecifieke signalering en hogere achtergrondruis.

Onlangs is een met fluorescerende kleurstof gelabelde immunosensor bekend als Quenchbody (Q-body) met succes gebruikt om antigenen in oplossingen of op het celoppervlak te detecteren. Een Q-body is in wezen een antilichaamfragment met het vermogen om een ​​specifiek antigeen te binden.

Tegen deze achtergrond rapporteerden onderzoekers uit Japan en Singapore, onder leiding van prof. Hiroshi Ueda van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Japan onlangs de toepasbaarheid van Q-bodies voor beeldvorming van intracellulaire eiwitten in levende cellen. Hun bevindingen zijn nu gepubliceerd in Chemical Science .

"Omdat de Q-body werkt als een plaatsspecifiek en antigeenafhankelijk beeldvormingsinstrument, veronderstelden we dat het antigeenafhankelijke schakelbare fluorescentie zal vertonen bij interactie met het doeleiwit, waardoor een nauwkeurige visualisatie van intracellulaire dynamiek mogelijk wordt. We hebben dit aangetoond door het synthetiseren van een Q-body voor p53, een tumorsuppressor-biomarker-eiwit dat een belangrijke rol speelt bij DNA-herstel, celdeling en celdood", legt prof. Ueda uit.

Het team synthetiseerde een "dubbele" fluorescentiekleurstof-gelabelde Q-body genaamd "C11_Fab Q-body", die een betere gevoeligheid en doelspecificiteit vertoonde in vergelijking met conventionele sondes in menselijke kankercellen die p53 tot expressie brengen. Omdat de expressie van p53 in kankercellen toenam, elektroporeerden ze het Q-lichaam in verschillende menselijke kankercellijnen om hun hypothese te valideren.

Vergeleken met een traditionele sonde die continue fluorescentiesignalen vertoonde, zelfs in de afwezigheid van p53, vertoonde de Q-body-sonde fluorescentiesignalen in "vaste" cellen (cellen met gedenatureerde eiwitten om de ontbinding te stoppen) die p53 tot expressie brengen. Bovendien kon de Q-body-probe zowel wild (controle) als mutant type p53 in gefixeerde celmonsters visualiseren.

Verder observeerde het team fluorescentiesignalen met een 8-voudig hogere intensiteit in levende menselijke darmkankercellijnen met p53-expressie in vergelijking met de negatieven. Interessant genoeg was het Q-lichaam op de lange termijn stabiel en vertoonde het fluorescentie-intensiteitsveranderingen met experimenteel geïnduceerde veranderingen in p53-niveaus.

Flowcytometrie onthulde hogere immunofluorescentie met Q-body in cellen die p53 tot expressie brengen. Bovendien was bij het sorteren de verhouding en het fluorescentiesignaal van deze cellen significant hoger in vergelijking met de andere (met of zonder Q-lichaam).

Prof. Ueda zegt:"De bestaande technieken zijn niet in staat om nauwkeurige beeldvorming te geven van minder overvloedige intracellulaire doelen met een hoge specificiteit en gevoeligheid. In deze context toont onze studie het potentieel aan van Q-lichamen in beeldvorming van levende cellen voor een betere visualisatie van dynamische intracellulaire veranderingen , en biedt een benadering voor intracellulaire antigeenspecifieke sortering van levende cellen met behulp van een Q-body."

Vooruitkijkend kunnen we de ontwikkeling verwachten van veel meer Q-bodies voor het visualiseren van verschillende andere intracellulaire biomarkers, wat deuren opent naar verbeterde celgebaseerde therapeutische ontwikkeling en kankeronderzoek. + Verder verkennen

Nieuw licht werpen:een nieuw type immunosensor voor immunoassaytests