G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) bilden die größte Klasse von Zielstrukturen für derzeit klinisch eingesetzte und in Prüfung befindliche Medikamente. Im Genom des Menschen findet man etwa 800 Mitglieder dieser Klasse, die in verschiedenen Signalwegen in unterschiedlichsten Zellen und Geweben eine Rolle spielt. Die Beeinflussung der GPCR-Aktivität hat sich als therapeutisch wertvoll bei einer Vielzahl verschiedener Krankheiten in den Bereichen Immunologie, Neurologie, Kardiologie und Onkologie erwiesen.
Roche Applied Science (SIX: RO, ROG; OTCQX: RHHBY) erforscht zusammen mit der ATCC die endogene Aktivität von GPCRs in Echtzeit mit dem xCELLigence System von Roche und Zellen von ATCC. Die Zellen werden auf Platten ausgesät, in die Mikroelektroden eingelassen sind. Über die Bestimmung des Zellwiderstandes sind präzise Messungen kleinster Veränderungen der Struktur des Zytoskeletts und der durch GPCR-Aktivierung ausgelösten Zellkontraktion ohne Zugabe exogener Markierungssubstanzen möglich. GPCRs übertragen extrazelluläre Signale durch Bindung an Guaninnukleotid-bindende Proteine, die sogenannten G-Proteine, im Zytoplasma. Die G-Proteine stehen wiederum mit wichtigen Second-Messenger-Signalwegen in Verbindung, mit Elementen wie cAMP und Proteinkinase C, Calcium und Phospholipase C, Beta-Arrestin und MAPK und der Familie der Rho-GTPasen. Diese Elemente können Einfluss auf die Zellmorphologie nehmen, was wiederum über die Beobachtung der Zellimpedanz leicht nachgewiesen werden kann.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Assays, die eigens hergestellte Zelllinien verwenden, erfassen die morphologischen Informationen aus den Impedanzmessungen die kombinierten Auswirkungen mehrerer Signalwege. Weitere Vorteile der Messung der endogenen GPCR-Aktivität sind, dass der zu untersuchende Rezeptor auf seinem natürlichen Expressionsniveau vorhanden ist, die natürliche Interaktion mit regulatorischen Proteinen, einschließlich der Bildung von Homo- und Heterodimeren, beobachtet wird und auch die natürliche Kopplung an die intrazellulären G-Proteine erhalten bleibt. Der Einsatz eines markierungsfreien Systems verringert auch die Reagenzienkosten, da alle von einem bestimmten GPCR aktivierten Second-Messenger-Signalwege in nur einem Assay untersucht werden. Mit der Aufnahme von impedanzbasierten Echtzeitkinetiken kann daher die Gesamtheit aller GPCR-Reaktionen im Verlauf des Experiments nachgewiesen werden.
In einer kürzlich veröffentlichten Untersuchung (1) erwies sich das xCELLigence System als empfindliches und robustes Assaysystem zur kontinuierlichen Messung der endogenen GPCR-Aktivität. Zur Kontrolle eingesetzte GPCR-Agonisten riefen starke morphologische Reaktionen hervor, mit hoher Empfindlichkeit (gemäß berechneten IC50-Werten) und hervorragender Robustheit (gemäß berechnetem Z-Faktor). Es wurden 43 Liganden untersucht, die insgesamt 24 therapeutisch relevante Rezeptorfamilien beeinflussen sollten. Es wurden funktionelle GPCR-Profile für die häufig verwendeten und therapeutisch relevanten Zelllinien HeLa, U-2 OS, SH-SY5Y und CHO-K1 (ATCC CCL-2, HTB-96, CRL-2266 und CCL 61) erstellt, sowie für zwei Arten von primären Zellen, nämlich humane vaskuläre Endothelzellen (ATCC PCS-100-010) und gemischte renale primäre Endothelzellen (ATCC PCS-400-012).
Im Ergebnis konnte gezeigt werden, dass die Aktivität einer Vielzahl von GPCRs in Tumorzelllinien und primären Zellen mit dem xCELLigence-System untersucht werden kann. Bei den meisten der untersuchten GPCR-Familien wurden mit einer oder mehrerer der in der Studie verwendeten Zelllinien robuste Reaktionen erhalten, die über drei Standardabweichungen über dem Mittelwert von Zellen in Kontroll-Wells lagen, ohne jede weitere rezeptorspezifische Optimierung des Assays. Da einige der eingesetzten Liganden wahrscheinlich mehrere Mitglieder der gleichen GPCR-Familie aktivieren, sind zusätzliche Experimente mit selektiven Agonisten und Antagonisten, kombiniert mit Genexpressionsprofilen und siRNA-Knockdown-Experimenten, notwendig, um die genauen Rezeptorsubtypen zu identifizieren, die für die mit dem xCELLigence System beobachteten morphologischen Veränderungen verantwortlich sind.
1. Focus Application Note 7, Roche Applied Science, 2010.
2. Kenakin TP. (2009) Nat Rev Drug Discov. 8:617-26.
3. Yu N, Atienza JM, Bernard J, Blanc S, Zhu J, Wang X, Xu X, Abassi YA (2006). Anal Chem. 78:35-43.
Über ATCC
Seit 1925 arbeitet die ATCC (American Type Culture Collection) als unabhängige, nicht gewinnorientierte Organisation und hilft biowissenschaftlichen Organisationen und akademischen Einrichtungen bei der Produktion von Innovationen, die für alle von Nutzen sind: lebensrettende Impfstoffe, Verbesserungen der Nahrungsmittelversorgung, bahnbrechende Ergebnisse der Krebsforschung und sicherere, wirksamere Medikamente. Die ATCC vertreibt ihre Produkte in mehr als 140 Ländern, arbeitet mit 12 Distributionspartnern zusammen und verfügt über die Erfahrung, das Wissen, die strengen Methodiken und Standards, die Langlebigkeit und die globale Präsenz, um akademische Einrichtungen, Behörden, Biotechnologieunternehmen, Biopharmazeutikunternehmen und Forschungsorganisationen auf der ganzen Welt zu unterstützen.
Weitere Informationen finden Sie im Internet auf www.atcc.org.
Nur für Forschungszwecke. Nicht für diagnostische Anwendungen geeignet.
Alle hier verwendeten oder erwähnten Markennamen sind gesetzlich geschützt.
XCELLIGENCE ist ein Markenname von Roche.
ACEA BIOSCIENCES ist eine registrierte Marke von ACEA Biosciences, Inc., in den USA.
Die Marke und der Markenname ATCC und alle ATCC-Katalognummern sind Marken der American Type Culture Collection.
Roche Applied Science (SIX: RO, ROG; OTCQX: RHHBY) erforscht zusammen mit der ATCC die endogene Aktivität von GPCRs in Echtzeit mit dem xCELLigence System von Roche und Zellen von ATCC. Die Zellen werden auf Platten ausgesät, in die Mikroelektroden eingelassen sind. Über die Bestimmung des Zellwiderstandes sind präzise Messungen kleinster Veränderungen der Struktur des Zytoskeletts und der durch GPCR-Aktivierung ausgelösten Zellkontraktion ohne Zugabe exogener Markierungssubstanzen möglich. GPCRs übertragen extrazelluläre Signale durch Bindung an Guaninnukleotid-bindende Proteine, die sogenannten G-Proteine, im Zytoplasma. Die G-Proteine stehen wiederum mit wichtigen Second-Messenger-Signalwegen in Verbindung, mit Elementen wie cAMP und Proteinkinase C, Calcium und Phospholipase C, Beta-Arrestin und MAPK und der Familie der Rho-GTPasen. Diese Elemente können Einfluss auf die Zellmorphologie nehmen, was wiederum über die Beobachtung der Zellimpedanz leicht nachgewiesen werden kann.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Assays, die eigens hergestellte Zelllinien verwenden, erfassen die morphologischen Informationen aus den Impedanzmessungen die kombinierten Auswirkungen mehrerer Signalwege. Weitere Vorteile der Messung der endogenen GPCR-Aktivität sind, dass der zu untersuchende Rezeptor auf seinem natürlichen Expressionsniveau vorhanden ist, die natürliche Interaktion mit regulatorischen Proteinen, einschließlich der Bildung von Homo- und Heterodimeren, beobachtet wird und auch die natürliche Kopplung an die intrazellulären G-Proteine erhalten bleibt. Der Einsatz eines markierungsfreien Systems verringert auch die Reagenzienkosten, da alle von einem bestimmten GPCR aktivierten Second-Messenger-Signalwege in nur einem Assay untersucht werden. Mit der Aufnahme von impedanzbasierten Echtzeitkinetiken kann daher die Gesamtheit aller GPCR-Reaktionen im Verlauf des Experiments nachgewiesen werden.
In einer kürzlich veröffentlichten Untersuchung (1) erwies sich das xCELLigence System als empfindliches und robustes Assaysystem zur kontinuierlichen Messung der endogenen GPCR-Aktivität. Zur Kontrolle eingesetzte GPCR-Agonisten riefen starke morphologische Reaktionen hervor, mit hoher Empfindlichkeit (gemäß berechneten IC50-Werten) und hervorragender Robustheit (gemäß berechnetem Z-Faktor). Es wurden 43 Liganden untersucht, die insgesamt 24 therapeutisch relevante Rezeptorfamilien beeinflussen sollten. Es wurden funktionelle GPCR-Profile für die häufig verwendeten und therapeutisch relevanten Zelllinien HeLa, U-2 OS, SH-SY5Y und CHO-K1 (ATCC CCL-2, HTB-96, CRL-2266 und CCL 61) erstellt, sowie für zwei Arten von primären Zellen, nämlich humane vaskuläre Endothelzellen (ATCC PCS-100-010) und gemischte renale primäre Endothelzellen (ATCC PCS-400-012).
Im Ergebnis konnte gezeigt werden, dass die Aktivität einer Vielzahl von GPCRs in Tumorzelllinien und primären Zellen mit dem xCELLigence-System untersucht werden kann. Bei den meisten der untersuchten GPCR-Familien wurden mit einer oder mehrerer der in der Studie verwendeten Zelllinien robuste Reaktionen erhalten, die über drei Standardabweichungen über dem Mittelwert von Zellen in Kontroll-Wells lagen, ohne jede weitere rezeptorspezifische Optimierung des Assays. Da einige der eingesetzten Liganden wahrscheinlich mehrere Mitglieder der gleichen GPCR-Familie aktivieren, sind zusätzliche Experimente mit selektiven Agonisten und Antagonisten, kombiniert mit Genexpressionsprofilen und siRNA-Knockdown-Experimenten, notwendig, um die genauen Rezeptorsubtypen zu identifizieren, die für die mit dem xCELLigence System beobachteten morphologischen Veränderungen verantwortlich sind.
1. Focus Application Note 7, Roche Applied Science, 2010.
2. Kenakin TP. (2009) Nat Rev Drug Discov. 8:617-26.
3. Yu N, Atienza JM, Bernard J, Blanc S, Zhu J, Wang X, Xu X, Abassi YA (2006). Anal Chem. 78:35-43.
Über ATCC
Seit 1925 arbeitet die ATCC (American Type Culture Collection) als unabhängige, nicht gewinnorientierte Organisation und hilft biowissenschaftlichen Organisationen und akademischen Einrichtungen bei der Produktion von Innovationen, die für alle von Nutzen sind: lebensrettende Impfstoffe, Verbesserungen der Nahrungsmittelversorgung, bahnbrechende Ergebnisse der Krebsforschung und sicherere, wirksamere Medikamente. Die ATCC vertreibt ihre Produkte in mehr als 140 Ländern, arbeitet mit 12 Distributionspartnern zusammen und verfügt über die Erfahrung, das Wissen, die strengen Methodiken und Standards, die Langlebigkeit und die globale Präsenz, um akademische Einrichtungen, Behörden, Biotechnologieunternehmen, Biopharmazeutikunternehmen und Forschungsorganisationen auf der ganzen Welt zu unterstützen.
Weitere Informationen finden Sie im Internet auf www.atcc.org.
Nur für Forschungszwecke. Nicht für diagnostische Anwendungen geeignet.
Alle hier verwendeten oder erwähnten Markennamen sind gesetzlich geschützt.
XCELLIGENCE ist ein Markenname von Roche.
ACEA BIOSCIENCES ist eine registrierte Marke von ACEA Biosciences, Inc., in den USA.
Die Marke und der Markenname ATCC und alle ATCC-Katalognummern sind Marken der American Type Culture Collection.
