Se ha previsto de alguna manera lograr los siguientes objetivos: monitorizar en tiempo real el crecimiento de tumores en ratones desnudos, localizar células tumorales inyectadas en ratones experimentales, para demostrar el efecto del fármaco sobre los tumores in vivo. Y ahora disponemos de una serie de reactivos que nos permiten hacerlo.
Figura 1: Localización de células marcadas con luciferasa
Luciferasa: Rastreador de células
La luciferasa es una serie de enzimas que pueden catalizar sustratos para producir bioluminiscencia. Las diferentes fuentes de luciferasa tienen sus propias características y diferentes luciferasas pueden catalizar sustratos para emitir diferentes colores de luz. La luciferasa de luciérnaga se convirtió en el reportero de células de mamíferos más utilizado entre estas enzimas debido a su alta sensibilidad y amplio rango lineal de detección (hasta 7 a 8 órdenes de magnitud). El efecto es que se pueden rastrear y detectar células específicas en cualquier momento en experimentos posteriores simplemente insertando el reportero una vez.
Figura 2: Principio de la reacción de luminiscencia de la luciferasa y la sal de potasio de luciferina.
Las ventajas de los métodos de obtención de imágenes con luciferasa
Libre de radiación y prácticamente inofensivo para los organismos vivos.
Imágenes mediante bioluminiscencia en lugar de fuente de luz de excitación.
Alta sensibilidad: el número de células detectadas puede ser tan bajo como cientos.
Buena penetración, la señal de fluorescencia puede detectarse incluso a 3-4 cm de tejido.
Alta relación señal-ruido, fuerte señal fluorescente, buena antiinterferencia.
Escenario de aplicación
Monitoreo del crecimiento tumoral
Observación en tiempo real del crecimiento del tumor dentro del tumor en ratones desnudos in vivo, el cuerpo del tumor sin separación.
Monitorización de la función de los fármacos contra los tumores
Para detectar el efecto de los fármacos sobre el crecimiento tumoral o la metástasis tumoral in vivo. El sustrato de fluoresceína puede eliminarse por completo en 3 horas, por lo que no interferirá con el fármaco.
Localización celular
Se detectó la localización y distribución de células extrañas en animales.
Regulación de la expresión genética
El gen objetivo o el promotor del gen objetivo se fusiona con el gen de la luciferasa para detectar cambios en la expresión genética durante el tratamiento farmacológico o la progresión de la enfermedad.
Investigación con células madre
Monitoreo del trasplante, supervivencia y proliferación de células madre; seguimiento de la distribución y migración de células madre in vivo.
Resultados experimentales
Figura 3: Detección de imágenes in vivo de células T CAR-MUC1/T CAR-MUC1-IL22 para la formación de tumores mediante inyección subcutánea de células HN4 en ratones
Figura 5: Imágenes in vivo de la capacidad de las células madre mesenquimales (MSC) para migrar al lugar de la quemadura. Se inyectaron células madre mesenquimales (MSC/FLuc) por vía intravenosa en un modelo de quemadura en la espalda de un ratón. Las señales bioluminiscentes aparecieron en el lugar de la lesión de la herida por quemadura 4 días después de la inyección y luego disminuyeron gradualmente (la flecha roja indica el lugar de la quemadura) [3].
Preguntas frecuentes
P1: ¿Cuáles son las ventajas de los métodos de imágenes bioluminiscentes in vivo en comparación con otros métodos similares?
R: En comparación con otros tipos de tecnología, el método de imágenes in vivo por bioluminiscencia es más sensible que los métodos tradicionales en el estudio de la metástasis tumoral, la terapia genética, la patogénesis epidemiológica, los trazadores de células madre, la investigación relacionada con la leucemia, etc.y también puede llevar a cabo de forma rápida e intuitiva la investigación de patogénesis y detección de fármacos de enfermedades relacionadas a través de una serie de modelos de enfermedades animales transgénicas.
P2: ¿Cómo etiquetar células madre con el gen de la luciferasa?
A: Mediante marcadores de expresión sexual de genes se prepararon ratones transgénicos cuyas células madre fueron marcadas. Las células madre hematopoyéticas fueron extraídas de la médula ósea de dichos ratones transgénicos y trasplantadas a la médula ósea de otro ratón para rastrear la proliferación y diferenciación de las células madre hematopoyéticas in vivo y el proceso de migración a todo el cuerpo. O se pueden marcar las células madre con lentivirus.
P3: ¿Cuál es el tiempo de detección adecuado después de la inyección de fluoresceína y cuánto dura la luminiscencia?
R: Después de la inyección intraperitoneal, la señal de fluorescencia generalmente alcanzó el período estable más fuerte después de 10 a 15 minutos, comenzó a decaer después de 20 a 30 minutos y eliminó la fluoresceína después de 3 horas.
P4: ¿Cuál es el método de inyección disponible del reactivo de luciferasa para experimentos con ratones? ¿Cuáles son las diferencias entre los distintos métodos de inyección?
A: La fluoresceína se puede inyectar en ratones por vía intraperitoneal o intravenosa en la cola. Puede extenderse a todo el cuerpo de los ratones en aproximadamente 1 minuto. En la mayoría de los casos, se utilizan concentraciones de fluoresceína de 150 mg/kg. Aproximadamente 3 mg de fluoresceína son suficientes para ratones de 20 g. En la inyección intraperitoneal, la difusión es más lenta, el inicio de la luz es más lento y la duración de la luz es más larga. En la inyección intravenosa de fluoresceína en la cola, la difusión es rápida y la luminiscencia comienza rápidamente, pero la duración de la luminiscencia es corta.
Información del producto
| Nombre del producto | Número de catálogo | Presupuesto |
| 40901ES01/02/03/08 | 100 mg/500 mg/1 g/5 g | |
| 40902ES01/02/03/09 | 100 mg/500 mg/1 g/5 g | |
| 40903ES01/02/03 | 100 mg/500 mg/1 g | |
| 40904ES02/03/08 | 1×500 μg/2×500 μg/5 mg | |
| 40905ES02/03 | 1×500 μg/2×500 μg | |
| 40906ES02/03/08 | 1×500 μg/2×500 μg/5 mg | |
| 40908ES02/03 | 1×500 μg/2×500 μg |
Referencias
[1]. Mei Z, Zhang K, Lam AK, Huang J, Qiu F, Qiao B, Zhang Y. MUC1 como objetivo de la terapia CAR-T en el carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello. Cancer Med. 2020 enero;9(2):640-652. doi: 10.1002/cam4.2733. Publicación electrónica 4 de diciembre de 2019. PMID: 31800160; PMCID: PMC6970025.
[2]. Chen G, Fan XY, Zheng XP, Jin YL, Liu Y, Liu SC.Las células madre mesenquimales derivadas del cordón umbilical humano mejoran la resistencia a la insulina a través de la interacción mediada por PTEN entre las vías de señalización PI3K/Akt y Erk/MAPKs en los músculos esqueléticos de ratones db/db. Stem Cell Res Ther. 16 de septiembre de 2020;11(1):401. doi: 10.1186/s13287-020-01865-7. PMID: 32938466; PMCID: PMC7493876.
[3]. Oh EJ, Lee HW, Kalimuthu S, Kim TJ, Kim HM, Baek SH, Zhu L, Oh JM, Son SH, Chung HY, Ahn BC. Migración in vivo de células madre mesenquimales a sitios de lesiones por quemaduras y sus efectos terapéuticos en un modelo de ratón vivo. J Control Release. 10 de junio de 2018;279:79-88. doi: 10.1016/j.jconrel.2018.04.020. Publicación electrónica 12 de abril de 2018. PMID: 29655989.