COVID-19 je sice snad již za námi, ale infekční onemocnění nadále představují významnou hrozbu pro celosvětové zdraví. Jak se lépe připravit na příští pandemii? Odpovědí je pokračovat ve výzkumu, abychom dokázali lépe porozumět biologii virů a vyvíjet účinnou léčbu. V tomto příspěvku si něco povíme o zásadní roli, kterou při výzkumu sehrává pokročilá průtoková cytometrie, jež pomáhá analyzovat a charakterizovat různé aspekty infekčních agens, imunitních reakcí hostitele a léčebných intervencí.
Pochopení základů průtokové cytometrie
Průtoková cytometrie je účinná analytická technika, která se používá k identifikaci, kvantifikaci a analýze buněk a částic v heterogenní směsi. Standardní průtokový cytometr sestává ze tří hlavních součástí: fluidního, optického a elektronického systému. Fluidní systém usměrňuje vzorek do úzkého paprsku tekutiny tvořené suspenzí obsahující jednotlivé buňky. Buňky následně jedna po druhé procházejí laserovými paprsky a optický systém měří jejich specifické vlastnosti, jako je velikost, granularita či fluorescence. K analýze získaných dat se pak používá sofistikovaný software.
Díky své schopnosti poměrně rychle získávat detailní informace o rozmanitých vlastnostech každé buňky se průtoková cytometrie stala běžně používanou technikou v řadě aplikací včetně hledání protilátek k léčebným účelům a výzkumu infekčních onemocnění.
Aplikace ve výzkumu infekčních onemocnění
Abychom dokázali vyvinout nové vakcíny a léčebné postupy proti novým patogenům, musíme nejprve pochopit, jaká je biologie daného patogenu a jak patogen působí na imunitní systém hostitele. Pro řízení obranných mechanismů organismu během infekce má zásadní význam aktivita T-lymfocytů. Charakterizace T-lymfocytů nám poskytuje informace o tom, jak T-lymfocyty rozpoznávají a likvidují infikované buňky, brání šíření patogenů a regulují celkovou imunitní odpověď. Průtoková cytometrie je nepostradatelným nástrojem pro zodpovězení těchto otázek a pro hodnocení vakcín a léčebných strategií.
Imunitní profilování: barvením imunitních buněk fluorescenčně značenými protilátkami mohou vědci charakterizovat různé buněčné podskupiny, jako jsou T-lymfocyty, B-lymfocyty a tzv. přirození zabíječi (NK buňky). Tento typ informací poskytuje cenné poznatky o dynamice imunitní odpovědi včetně změn týkajících se buněčných populací, aktivačních markerů a produkce cytokinů.
Vývoj léčby: průtoková cytometrie poskytuje kvantitativní a kvalitativní údaje o virové replikaci, imunitních reakcích hostitele a účincích na buňky, což výzkumným pracovníkům umožňuje vyhodnotit účinnost, bezpečnost a mechanismus účinku antivirových léčiv. Například fluorescenčně značené protilátky cílící na virové antigeny lze použít ke zjištění, zda se virus dokáže v reakci na léčbu přichytit k buněčné membráně a vstoupit do hostitelské buňky. Tyto informace jsou zásadně důležité pro optimalizaci léčebných režimů, analýzu lékové rezistence a vývoj účinnějších antivirotik.
Kvantitativní test ADCP na platformě iQue®
Co dokáže pokročilá průtoková cytometrie
Ačkoli je průtoková cytometrie důležitým nástrojem pro výzkum infekčních onemocnění, je tato technika obecně považována za náročnou. Částečně je to kvůli tomu, že pracovní postupy v rámci tradičně používaných systémů jsou neintuitivní a protokoly pro analýzu dat často nejsou provázané, což vyžaduje více softwarových systémů a časově náročné zpracování. Tato metoda je také kapacitně omezená, což znesnadňuje provádění testů v průmyslovém měřítku. Z těchto důvodů je pro mnoho laboratoří snazší zadat tyto experimenty externím dodavatelům.
Pokročilé systémy, jako je iQue® Advanced Flow Cytometry Platform, řeší tyto kritické problémy a umožňují rychlou a vysokokapacitní analýzu proteinů, imunofenotypizaci a funkční hodnocení a profilování. Hlavní předností pokročilých systémů je souběžná detekce více parametrů v rámci jednoho vzorku. Platforma iQue® vám například umožní využít testy na tzv. bead-based testy k měření různých podskupin imunitních buněk, cytokinů a dalších imunitních markerů spojených s infekčním onemocněním.
Pokročilý pracovní postup průtokové cytometrie na platformě iQue®
Publikované příklady vývoje vakcín a další
Schopnost provádět vysokokapacitní testy jednodušším a nákladově efektivnějším způsobem je důvodem, proč mnozí volí „pokročilou“ cestu průtokové cytometrie. Lze najít nespočet příkladů pokročilých, vysoce výkonných platforem pro průtokovou cytometrii, které se používají při vývoji vakcín a léků proti infekčním onemocněním. Skvělým zdrojem informací je tento přehled, který shrnuje nedávné publikace týkající se platformy iQue®.
Nepřekvapí, že mnoho studií se týká SARS-CoV-2, přičemž za vyzdvižení stojí studie týkající se kandidátní vakcíny proti tomuto viru, která získala povolení amerického Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) k nouzovému použití. Další uváděné studie se týkají virů Ebola, Zika a HIV.
Prostudujte si naše zdroje uvedené na konci originálního článku a získejte další informace o platformě iQue® a o tom, jak může urychlit získání výsledků díky vyšší rychlosti, kapacitě a výkonnému softwaru.