ES2269399T3 - Aislamiento de acido nucleico. - Google Patents

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Abstract

Un método para aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra de san- gre, que comprende: (a) aislar de forma selectiva leucocitos a partir de dicha muestra, mediante la unión de dichos leucocitos a un soporte sólido por medio de una molécula de unión específica de leucocitos; (b) lisar dichos leucocitos aislados; y (c) unir el ácido nucleico liberado de dichas células lisadas a dicho soporte sólido.

Description

Aislamiento de ácido nucleico.
La presente invención se refiere al aislamiento de ácidos nucleicos a partir de células sanguíneas, y especialmente a un método para aislar ADN o ARN a partir de tales células, que combina una etapa de aislamiento de células en fase sólida con una etapa de aislamiento de ADN o ARN en fase sólida.
El aislamiento de ácidos nucleicos es una etapa importante en muchos procedimientos bioquímicos y diagnósticos. Por ejemplo, la separación de ácidos nucleicos de las mezclas complejas en las que a menudo se encuentran es necesaria con frecuencia antes de que se puedan emprender otros estudios y procedimientos, p.ej., detección, clonado, secuenciación, amplificación, hibridación, síntesis de cADN, estudio de la estructura y composición del ácido nucleico (p.ej. el patrón de metilación del ADN), etc.; la presencia de grandes cantidades de material contaminante celular o de otro tipo, p.ej. proteínas o carbohidratos, en tales mezclas complejas impide a menudo muchas de las reacciones y métodos utilizados en biología molecular. Además, el ADN puede contaminar las preparaciones de ARN, y viceversa. Así, se requieren métodos para el aislamiento de ácidos nucleicos a partir de mezclas complejas, tales como células, tejidos, etc., no solamente desde el punto de vista preparativo, sino también en los numerosos métodos que se usan actualmente que dependen de la identificación de ADN o ARN, p.ej., diagnóstico de infecciones microbianas, criminología, clasificación de tejidos y sangre, genotipado, detección de variantes genéticas, etc.
El uso de la identificación de ADN o ARN está perfectamente aceptado actualmente como medio para distinguir entre diferentes células o tipos de células, o entre variantes del mismo tipo de células que contienen mutaciones del ADN. Así, la clasificación de HLA, que se lleva a cabo más frecuentemente mediante la identificación de antígenos de superficie característicos mediante el uso de anticuerpos, se puede efectuar de forma alternativa mediante la identificación del ADN que codifica tales antígenos. La infección o contaminación microbiana se puede identificar mediante análisis de ácidos nucleicos para detectar el organismo de interés, en lugar de depender de la detección de las características de las células de los microorganismos, por ejemplo, mediante la detección de características morfológicas o bioquímicas. Las variantes genéticas se pueden identificar por medios similares.
Particularmente en los campos del diagnóstico del ácido nucleico, estudios de población y genotipado, es importante obtener preparaciones de ácidos nucleicos de elevada calidad y pureza para asegurar que las etapas de amplificación y/o detección posteriores se llevan a cabo de forma fiable y exacta.
El aislamiento de ácidos nucleicos a partir de células sanguíneas es necesario para varias aplicaciones, que incluyen, por ejemplo, clasificaciones, o para aplicaciones diagnósticas o de cribado, por ejemplo para detectar mutaciones o polimorfismos. Para tales aplicaciones son deseables grandes cantidades de ácido nucleico puro, especialmente ADN genómico. Especialmente, es deseable obtener tal ácido nucleico de forma fácil y rápida, y evitar el uso de materiales que pueden contaminar y/o degradar el ácido nucleico.
Se conocen una variedad de métodos para el aislamiento de ácidos nucleicos, pero, en general, éstos dependen de una serie compleja de etapas de extracción y lavado, y son largos y laboriosos de realizar. Además, a menudo implican el uso de materiales tales como alcoholes y otros disolventes orgánicos, agentes caotrópicos y proteinasas, lo que es desventajoso, ya que tales materiales tienden a interferir con muchas reacciones enzimáticas y otras aplicaciones en procedimientos posteriores.
Así, los métodos clásicos para el aislamiento de ácidos nucleicos a partir de materiales de partida complejos, tales como sangre o productos sanguíneos o tejidos, implican la lisis del material biológico mediante un detergente o un agente caotrópico, posiblemente en presencia de enzimas que degradan proteínas, seguido de varias extracciones con disolventes orgánicos, p.ej. fenol y/o cloroformo, precipitación con etanol, centrifugaciones y diálisis de los ácidos nucleicos. Tales métodos no solamente son incómodos y largos de realizar, sino que el número relativamente elevado de etapas necesarias incrementa el riesgo de degradación, pérdida de muestra o contaminación cruzada de las muestras cuando se procesan simultáneamente varias muestras. En el caso del aislamiento de ARN, el riesgo de contaminación con ADN es relativamente elevado.
Se han hecho mejoras en los métodos para aislar ácidos nucleicos, y, más recientemente, se han propuesto otros métodos que dependen del uso de una fase sólida. En el documento US-A-5.234.809, por ejemplo, se describe un método en el que los ácidos nucleicos se unen a una fase sólida en forma de partículas de sílice, en presencia de un agente caotrópico tal como una sal de guanidinio, y así se separan del resto de la muestra. El documento WO 91/12079 describe un método en el que el ácido nucleico se retiene sobre la superficie de una fase sólida mediante precipitación. En general, se usan alcoholes y sales como precipitantes.
Aunque tales métodos aceleran el proceso de separación de ácidos nucleicos, todavía existe la necesidad de métodos que sean rápidos y simples de realizar, que permitan obtener buenos rendimientos sin pérdidas, y en particular que no requieran el uso de disolventes, alcoholes y agentes similares. Además, especialmente cuando se necesita aislar grandes cantidades de ácidos nucleicos, son deseables métodos que sean eficaces tanto para volúmenes grandes como para volúmenes pequeños de material de muestra.
\newpage
Los agentes caotrópicos necesitan ser usados a una molaridad elevada, lo que da como resultado disoluciones viscosas con las que puede ser difícil trabajar, especialmente cuando se trabaja con ARN. Los procedimientos de amplificación, tales como PCR y otras reacciones basadas en enzimas, son muy sensibles a los efectos inhibidores o de interferencia de los alcoholes y otros agentes. Además, también se sabe que el secado del sedimento de ácido nucleico que es necesario tras la precipitación con alcohol y los problemas asociados con la disolución de los ácidos nucleicos conducen a artefactos en los procedimientos basados en enzimas, tales como la PCR. Ya que tales procedimientos son actualmente la base de la biología molecular, existe la necesidad de métodos mejorados de aislamiento de ácidos nucleicos a partir de muestras de sangre, y particularmente de métodos que sean rápidos y simples de realizar y que eviten el uso de agentes caotrópicos o de precipitación con alcohol. Además, ya que a veces es deseable aislar cantidades relativamente grandes de ácidos nucleicos a partir de muestras de sangre, existe la necesidad de métodos que permitan obtener buenos rendimientos de ácido nucleico tanto de muestras de sangre grandes (p.ej. 1 ml a 100 ml o más) como pequeñas (p.ej. hasta 1 ml). También existe la necesidad de un método que permita la diferenciación entre ARN y ADN, y que permita un aislamiento separado de ambos tipos de ácidos nucleicos a partir de la misma muestra. La presente invención busca proporcionar tales métodos.
En particular, se ha descubierto que se puede aislar ácido nucleico a partir de una muestra de sangre o derivada de sangre en una forma adecuada para la amplificación u otros procesos posteriores, mediante un procedimiento simple y fácil de realizar, que implica específicamente aislar células que contienen ácido nucleico a partir de la muestra en un soporte sólido, lisar las células aisladas unidas al soporte y permitir que el ácido nucleico liberado se una al mismo soporte sólido (o que de forma alternativa se una a una mezcla del mismo soporte sólido y diferentes soportes sólidos), tras lo cual el ácido nucleico se puede separar fácilmente de la muestra, p.ej. mediante extracción del soporte de la muestra. La unión del ácido nucleico es independiente de su secuencia. Además, mediante la elección apropiada de las condiciones de unión del ácido nucleico y/o de la naturaleza del soporte sólido, se puede seleccionar si se une al soporte sólido ADN o ARN, por lo que se permite un procedimiento de aislamiento selectivo de ADN o ARN.
En un aspecto, la presente invención proporciona así un método de aislamiento de ácidos nucleicos a partir de una muestra de sangre, y dicho método comprende:
(a) aislar de forma selectiva leucocitos a partir de dicha muestra mediante la unión de dichos leucocitos a un soporte sólido por medio de una molécula de unión específica de leucocitos;
(b) lisar dichos leucocitos aislados; y
(c) unir el ácido nucleico liberado de dichas células lisadas a dicho soporte sólido.
Más particularmente, en la etapa (a), los leucocitos de dicha muestra se pueden unir a una molécula de unión específica de leucocitos, y dicha molécula de unión se une a un soporte sólido antes o después de unirse a dichos leucocitos, por lo que une dicho soporte a dichos leucocitos.
El ácido nucleico puede ser ADN, ARN o cualquier modificación natural suya, y sus combinaciones. Preferiblemente, sin embargo, el ácido nucleico será ADN, que puede ser monocatenario o bicatenario o de cualquier otra forma, p.ej. lineal o circular. El método de la presente invención es particularmente adecuado para aislar ADN genómico.
El término "leucocito" se usa aquí para incluir cualquier célula de la sangre que contiene ácidos nucleicos. Así, el término "leucocito" incluye todos los glóbulos blancos. Tales células pueden ser células linfoides, p.ej. linfocitos, tales como células T y células B, o células citotóxicas naturales (NK) o células mieloides, p.ej. monocitos/macrófagos, granulocitos/neutrófilos, eosinófilos, basófilos/mastocitos, megacariocitos y células pluripotenciales eritroides. También se incluyen las células dendríticas (tanto mieloides como linfoides). Se incluyen todas las células nucleadas que se pueden encontrar en la sangre o en el sistema hematopoyético.
La "muestra de sangre" puede ser cualquier muestra derivada de sangre que conserve células, por ejemplo sangre completa o capa de leucocitos. La muestra puede ser obtenida recientemente, o almacenada o tratada de cualquier forma deseada o conveniente, por ejemplo mediante dilución o adición de tampón, u otras disoluciones o disolventes, disoluciones que contienen enzimas, etc., mientras se mantenga la integridad de los leucocitos en ella (es decir, mientras la superficie de los leucocitos permanezca intacta). La "muestra de sangre" también puede ser cualquier muestra "relacionada con sangre", por ejemplo una muestra obtenida a partir de otros tejidos hematopoyéticos tales como médula ósea, o a partir de otros tejidos/líquidos que pueden contener células de origen hematopoyético, p.ej. líquido ascítico, líquido linfático, o suspensiones celulares (p.ej. suspensiones de células individuales) obtenidas a partir de cualquier tejido o líquido. Así, la "muestra de sangre" puede ser cualquier muestra hematopoyética o cualquier muestra (p.ej. una muestra clínica) que contiene células de origen hematopoyético. Así, definida de forma alternativa, se puede considerar que la invención proporciona un método, como se definió anteriormente, que es un método para aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra de células (p.ej. una muestra clínica), y en particular a partir de una muestra tal que contiene células de origen hematopoyético. Así, tal muestra de células es una muestra que contiene leucocitos.
Preferiblemente, las muestras son de 10 \mul a 100 ml de tamaño, preferiblemente de 200 \mul a 10 ml. El método de la invención se puede usar para muestras pequeñas, p.ej. menos de 1 ml, o para muestras mayores, p.ej. al menos 2 ml, p.ej. más de 5 ml ó 10 ml ó 50 ml.
Los sistemas de separación o aislamiento por afinidad para las células de interés deseadas se conocen en la técnica, y dependen de la especificidad de una molécula de unión, específica o selectiva para la célula de interés, para conseguir el aislamiento selectivo de la célula. Tal sistema se emplea de acuerdo con la presente invención para conseguir el aislamiento selectivo de leucocitos a partir de la muestra. Así, la molécula de unión de la etapa (a) puede ser cualquier resto que tenga afinidad de unión por un leucocito, y en particular una afinidad de unión selectiva o específica, de forma que se une específicamente a los leucocitos presentes en la muestra, pero no a otras células o componentes de la muestra.
La molécula de unión puede ser cualquier molécula o resto capaz de unirse a un leucocito, pero de forma conveniente será una proteína, polipéptido o péptido. No obstante, se pueden usar también otros restos o moléculas de naturaleza química diferente, por ejemplo carbohidratos o moléculas orgánicas pequeñas. También se pueden usar moléculas de unión de ácido nucleico, p.ej. aptámeros.
La molécula de unión se puede unir a moléculas o estructuras de la superficie de los leucocitos, por ejemplo a antígenos de superficie celular que se expresan (p.ej. específicamente) en la superficie de los leucocitos. De forma alternativa, la molécula de unión puede ser un resto que se une a una proteína expresada en la superficie celular, p.ej. un receptor de superficie celular.
La molécula de unión puede ser convenientemente, por ejemplo, un anticuerpo específico para un antígeno de superficie de leucocitos. También se pueden usar fragmentos y derivados de anticuerpos, según los métodos conocidos en la técnica.
Los anticuerpos para uso como moléculas de unión en los métodos de la presente invención pueden ser de cualquier especie, clase o subtipo. Además, el anticuerpo puede ser natural, derivado o sintético. Así, los "anticuerpos" representativos incluyen:
(a) cualquiera de las diversas clases o subclases de inmunoglobulinas, p.ej. IgG, IgA, IgM, IgD o IgE derivadas de cualquier animal, p.ej. cualquiera de los animales usados de forma convencional, p.ej. ovejas, conejos, cabras o ratones,
(b) anticuerpos monoclonales o policlonales
(c) anticuerpos intactos o fragmentos de anticuerpos, monoclonales o policlonales, y los fragmentos que son los que contienen la región de unión del anticuerpo, p.ej. los fragmentos desprovistos de la porción Fc (p.ej. Fab, Fab', F(ab')_{2}, Fv), los denominados fragmentos de "semimolécula" obtenidos mediante escisión reductora de los enlaces disulfuro que conectan los componentes de la cadena pesada en el anticuerpo intacto.
(d) anticuerpos producidos o modificados mediante ADN recombinante u otros métodos sintéticos, que incluyen anticuerpos monoclonales, fragmentos de anticuerpos, "anticuerpos humanizados", anticuerpos quiméricos, o estructuras similares a anticuerpo producidas o alteradas de forma sintética. También están incluidos los derivados funcionales o "equivalentes" de anticuerpos, p.ej. anticuerpos de cadena simple, anticuerpos con injerto de CDR, anticuerpos de unidad mínima de reconocimiento, etc.
Los métodos para preparar tales fragmentos o derivados se conocen en la técnica y están descritos perfectamente en la bibliografía.
Además de anticuerpos o moléculas basadas en anticuerpos, se pueden usar otros tipos de moléculas de unión, por ejemplo péptidos u otras moléculas, producidos de forma sintética y/o seleccionados de bibliotecas de expresión o combinatorias, p.ej. de expresión en fagos. Se puede hacer mención a los aptámeros. Otros tipos de molécula de unión específica de leucocitos pueden incluir Affibodies u otras moléculas de afinidad sintéticas, y lectinas.
Los leucocitos pueden expresar o portar una diversidad de moléculas en su superficie que pueden ser reconocidas por una molécula de unión específica. Tales moléculas pueden ser comunes a todos o casi todos (p.ej. sustancialmente todos) los leucocitos (lo que se denomina "pan-leucocito") o pueden ser portadas/expresadas por solamente un subconjunto de leucocitos, por ejemplo tipos celulares particulares, tales como células T, células B, linfocitos en general, monocitos, etc. De forma ideal, se usan moléculas de unión específicas para moléculas o antígenos panleucocitarios. Sin embargo, la invención permite que se use una o más moléculas de unión diferentes, y por lo tanto se pueden usar combinaciones o mezclas de moléculas de unión para llevar a cabo la separación deseada.
Así, se puede seleccionar una molécula de unión, o una combinación o mezcla de moléculas de unión, para llevar a cabo una separación o un aislamiento deseado de leucocitos de la muestra. De forma ventajosa, se pueden separar todos o sustancialmente todos (es decir, prácticamente todos) los leucocitos presentes en la muestra. La separación realizable puede depender no solamente de la(s) molécula(s) de unión seleccionada(s), sino también de la naturaleza de la muestra, las condiciones de unión, etc. Además, los sistemas biológicos son por su propia naturaleza variables, y no siempre se puede llevar a cabo una separación del 100%, y, de hecho, no es necesaria según la presente invención; como en cualquier sistema biológico, se debe tener en cuenta cierta tolerancia. Sin embargo, en las realizaciones preferidas de la invención, se puede separar al menos el 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% ó 95% de los leucocitos presentes en la muestra.
Los leucocitos expresan en su superficie una variedad de moléculas clasificadas en el sistema "CD" y también antígenos HLA, que se pueden usar como "objetivos" para las moléculas de unión específicas de leucocitos. Las moléculas de unión preferidas según la invención incluyen así aquellas que reconocen o que son capaces de unirse específicamente a uno o más de: HLA-I, CD11a, CD18, CD45, CD46, CD50, CD82, CD100 ó CD162. También se pueden incluir CD5 y/o CD15 en esta lista. Se puede usar una o más de tales moléculas de unión.
Otros antígenos se expresan de forma más selectiva, por ejemplo, las células linfoides, que incluyen células T y células B y células NK, expresan CD5. Los monocitos y los neutrófilos expresan CD15. HLA-I se expresa en los linfocitos, pero no en los granulocitos. La Tabla 1, a continuación, muestra otros antígenos, y la Tabla 2 muestra la distribución típica de diferentes tipos celulares de leucocitos en una muestra de sangre. Se pueden seleccionar combinaciones apropiadas de moléculas de unión que reconocen los diferentes antígenos de la Tabla 1 para permitir la separación deseada de leucocitos a partir de una muestra, p.ej. para aislar la mayoría de los leucocitos de una muestra.
Una combinación de moléculas de unión para CD45 y CD15 representa una realización preferida según la presente invención.
TABLA 1 Diferentes moléculas de superficie celular expresadas en el sistema hematopoyético
Células linfoides Células mieloides
Célula T Célula B y NK Monocito Neutrófilo
CD2
CD3
CD3 + CD8
CD5 CD5
CD13 CD13
CD15 CD15
CD43 CD43
CD88 CD88
CD97 CD97
CD101 CD101
CD107a CD107a
Diferentes moléculas de superficie celular expresadas en todos los leucocitos:
HLA-I HLA-I HLA-I HLA-I
CD11a CD11a CD11a CD11a
CD18 CD18 CD18 CD18
CD45 CD45 CD45 CD45*
CD46 CD46 CD46 CD46
CD50 CD50 CD50 CD50
CD82 CD82 CD82 CD82
CD100 CD100 CD100 CD100
CD162 CD162 CD162 CD162
*CD45 no tiene una expresión muy elevada en neutrófilos
TABLA 2 Distribución de los diferentes leucocitos en muestras normales de sangre
Tipo celular Intervalo de %
Neutrófilo 45 - 76%
Eosinófilo 2 - 4%
Basófilo 0,5 - 1%
Monocitos 6 - 10%
Linfocitos 20-35%
(células T 60-80%)
Normalmente, una muestra de sangre contiene 6x10^{9} leucocitos/litro (intervalo 2-12x10^{9})
El soporte sólido puede ser cualquiera de los soportes o de las matrices conocidas que se usan o se proponen de forma generalizada actualmente para inmovilización, separación, etc. Pueden tomar la forma de partículas, láminas, geles, filtros, membranas (p.ej. membranas de nailon), fibras, capilares, agujas o tiras de microtitulación, tubos, placas o pocillos, etc., peines, puntas de pipeta, micromatrices, chips, o cualquier material de superficie sólida.
De forma conveniente, el soporte puede estar hecho de vidrio, sílice, látex, plástico o cualquier material polimérico. En general, para el aislamiento de ADN, la naturaleza del soporte no es crítica, y se puede usar una diversidad de materiales de superficie. La superficie del soporte sólido puede ser hidrófoba o hidrófila. Se prefieren los materiales que presentan una elevada área superficial para la unión de las células, y, posteriormente, del ácido nucleico. Tales soportes tendrán en general una superficie irregular, y pueden ser, por ejemplo, porosos o particulados, p.ej. partículas, fibras, redes, aglomerados o tamices. Se prefieren en general los materiales particulados, p.ej. microesferas, debido a su mayor capacidad de unión, particularmente las microesferas/partículas poliméricas.
Convenientemente, un soporte sólido particulado usado según la invención comprenderá microesferas de forma esférica. El tamaño de las microesferas no es crítico, pero pueden ser, por ejemplo, de un diámetro del orden de al menos 1, y preferiblemente al menos 2 \mum, y tener un diámetro máximo de, preferiblemente, no más de 10 y, más preferiblemente, no más de 6 \mum. Por ejemplo, se ha demostrado que las microesferas de diámetro 2,8 \mum y 4,5 \mum funcionan bien.
Las partículas monodispersas, es decir, aquellas que son sustancialmente uniformes en tamaño (p.ej. de un tamaño que tiene una desviación estándar del diámetro de menos del 5%) tienen la ventaja de que proporcionan una reproducibilidad de reacción muy uniforme. Las partículas poliméricas monodispersas producidas mediante el método descrito en el documento US-A-4336173 son especialmente adecuadas.
Hay disponibles microesferas poliméricas no magnéticas adecuadas para el uso en el método de la invención de Dynal Particles AS (Lillestrøm, Noruega; previamente Dyno Particles o Dyno Speciality Polymers), así como de Qiagen, Amersham Pharmacia Biotech, Serotec, Seradyne, Merck, Nippon Paint, Chemagen, Promega, Prolabo, Polysciences, Agowa, Bangs Laboratories y Dyno Particles o Dyno Speciality Polymers.
Sin embargo, para facilitar la manipulación y la separación, se prefieren las microesferas magnéticas. El término "magnético", como se usa aquí, significa que se puede transmitir un momento magnético al soporte cuando se le coloca en un campo magnético, y así es desplazable bajo la acción de ese campo. En otras palabras, un soporte que comprende partículas magnéticas se puede extraer fácilmente mediante agregación magnética, que proporciona una forma rápida, simple y eficaz de separar las partículas después de las etapas de unión de células y ácidos nucleicos, y es un método mucho menos riguroso que las técnicas tradicionales, tales como la centrifugación, que genera fuerzas de cizallamiento que pueden romper las células o degradar los ácidos nucleicos.
Así, usando el método de la invención, las partículas magnéticas con células unidas se pueden extraer en una superficie adecuada mediante la aplicación de un campo magnético, p.ej. usando un imán permanente. Normalmente es suficiente aplicar un imán en el lateral del recipiente que contiene la mezcla de muestra para agregar las partículas en la pared del recipiente y para desechar el resto de la muestra.
Se prefieren especialmente las partículas superparamagnéticas, por ejemplo las descritas por Sintef en el documento EP-A-106873, ya que se puede evitar la agregación y aglutinación magnética de las partículas durante la reacción, y así se asegura la extracción uniforme de ácidos nucleicos. Las partículas magnéticas conocidas vendidas por Dynal Biotech ASA (Oslo, Noruega, previamente Dynal AS) como DYNABEADS son particularmente adecuadas para el uso en la presente invención.
Se pueden preparar partículas revestidas funcionalizadas para el uso en la presente invención mediante la modificación de las microesferas según las patentes de EE.UU. nºs 4.336.173, 4.459.378 y 4.654.267. Así, se pueden preparar microesferas, u otros soportes, que tienen diferentes tipos de superficie funcionalizada, por ejemplo cargada de forma positiva o negativa, hidrófila o hidrófoba.
La(s) molécula(s) de unión se puede(n) unir al soporte sólido de cualquier manera conveniente, antes o después de la unión a los leucocitos, según los métodos conocidos en la técnica y descritos en la bibliografía. Así, la molécula de unión se puede unir directa o indirectamente al soporte sólido.
En una realización conveniente, la molécula de unión se puede unir al soporte antes de ponerla en contacto con la muestra. Tal unión se puede conseguir fácilmente mediante métodos (p.ej. química de acoplamiento) conocidos en la técnica, y de forma conveniente la molécula de unión se une directamente al soporte sólido, por ejemplo mediante revestimiento. Sin embargo, también se puede unir por medio de restos espaciadores o ligadores. La molécula de unión se puede unir de forma covalente o reversible, según se prefiera.
De forma alternativa, como se mencionó anteriormente, la molécula de unión se puede poner en contacto primero con la muestra, para que se una a los leucocitos antes de unirse al soporte sólido. En este caso, el soporte sólido puede portar o se le puede proporcionar convenientemente un resto de unión capaz de unirse a la molécula de unión específica de leucocitos. De nuevo, tales sistemas de unión se conocen en la técnica. Por ejemplo, la superficie sólida puede portar un anticuerpo (secundario) capaz de unirse a la molécula de unión anti-leucocitos (p.ej. un anticuerpo anti-especie policlonal).
Cuando se usa más de un tipo diferente de molécula de unión (p.ej. anticuerpos anti-CD45 y anti-CD15) se pueden unir al mismo soporte sólido o a diferentes soportes sólidos. El sistema que usa diferentes soportes sólidos es aplicable particularmente en el caso de un soporte particulado, tal como microesferas. Así, las diferentes moléculas de unión se pueden unir a diferentes microesferas.
En las realizaciones en las que se usa más de un tipo diferente de molécula de unión, las cantidades o proporciones apropiadas a las que se pueden usar los diferentes tipos de molécula de unión serán determinadas fácilmente por una persona experta en la técnica. Por ejemplo, en las realizaciones preferidas de la presente invención, en las que se usan anticuerpos anti-CD45 y anti-CD15, éstos se pueden usar en cualquier proporción, con tal que dicha proporción permita que se aíslen las células. Las proporciones preferibles son proporciones 1:1 y 2:1 de CD45 respecto de CD15.
Como se mencionó anteriormente, los métodos de separación de células basados en unión de afinidad en fase sólida (p.ej. separación inmunomagnética (SIM)) se conocen en la técnica, y las condiciones para llevarlos a cabo pueden ser determinadas fácilmente por el experto en este campo. Así, por ejemplo, se puede poner en contacto con la muestra un soporte sólido que porta molécula(s) de unión anti-leucocitos. Por ejemplo, se puede añadir un soporte sólido particulado a la muestra contenida (p.ej. suspendida) en un medio apropiado (p.ej. un tampón). El soporte se puede dejar después en contacto con la muestra (p.ej. incubar) durante un periodo de tiempo para permitir que ocurra la unión de las células. Las condiciones durante la etapa no son críticas, y la mezcla muestra-soporte se puede incubar, p.ej. a 4 a 20ºC durante 10 minutos a 2 horas, p.ej. 20-45 minutos.
Después de la unión de las células, las células aisladas o unidas al soporte se lisan para liberar sus ácidos nucleicos. Los métodos de lisis celular se conocen en la técnica y están descritos extensamente en la bibliografía, y se puede usar cualquiera de los métodos conocidos. Se podría usar cualquiera de los siguientes métodos, por ejemplo: lisis con detergente que usa p.ej. SDS, LiDS o Sarcosil en tampones apropiados; el uso de agentes caotrópicos, tales como hidrocloruro de guanidinio (GHCl), tiocianato de guanidinio (GTC), yoduro sódico (NaI), perclorato, etc.; ruptura mecánica, tal como mediante una prensa de French, sonicación, trituración con microesferas de vidrio, alúmina o en nitrógeno líquido; lisis enzimática, por ejemplo mediante el uso de lisozima, proteinasas, pronasas o celulasas o cualquiera de las otras enzimas de lisis disponibles comercialmente; lisis de células mediante infección con bacteriófagos o virus; liofilización; choque osmótico; tratamiento con microondas; tratamiento térmico, p.ej. mediante calentamiento o ebullición, o mediante congelación, p.ej. en hielo seco o nitrógeno líquido, y descongelación; lisis alcalina. Como se mencionó anteriormente, todos los métodos son técnicas de lisis estándar y se conocen en la técnica, y se puede usar cualquiera de tales métodos o combinación de métodos.
Como se mencionó anteriormente, la presente invención proporciona la ventaja de que se puede evitar el uso de agentes tales como disolventes, alcoholes y agentes caotrópicos. Así, aunque se pueden emplear métodos de lisis tales como los mencionados anteriormente que usan tales agentes, en las realizaciones ventajosas de la invención se evita el uso de tales agentes.
Convenientemente, la lisis se puede llevar a cabo según la presente invención usando detergentes. Un agente ejemplar de lisis adecuado incluye así un detergente tal como SDS u otra sal de alquilsulfato de metal alcalino, p.ej. LiDS, o Sarcosil o sus combinaciones. Los agentes de lisis se pueden proporcionar en disolución acuosa simple, o se pueden incluir en una disolución tampón, para formar un denominado "tampón de lisis". Se puede usar cualquier tampón adecuado, que incluye, por ejemplo, tampones Tris, Bicina, Tricina y fosfato. De forma alternativa, los agentes de lisis se pueden añadir por separado. También se pueden incluir, o añadir, sales en los tampones de lisis, por ejemplo LiCl y NaCl. En particular, se prefiere LiCl cuando se usa LiDS y se prefiere NaCl cuando se usa SDS.
Las concentraciones y cantidades adecuadas de los agentes de lisis variarán según el sistema concreto, etc., y se pueden determinar de forma apropiada, pero se pueden usar concentraciones de, p.ej., agentes caotrópicos 2 M a 7 M tales como GTC, GHCl, NaI o perclorato, agentes alcalinos 0,1 M a 1 M tales como NaOH, y 0,1 a 50% (p/v), p.ej. 0,5 a 15% de detergente.
Para llevar a cabo el método de la invención, las células aisladas unidas al soporte se pueden extraer o separar convenientemente del resto de la muestra, por lo que se concentran o se enriquecen las células. Así, la etapa de unión de leucocitos sirve para enriquecer las células o para concentrarlas en un volumen más pequeño que la muestra inicial. Para facilitar las etapas posteriores puede ser deseable, antes de la etapa de lisis, diluir las células unidas al soporte, p.ej. en un tampón apropiado u otro medio. Si se desea, las células se pueden tratar adicionalmente, p.ej. calentando o agitando (p.ej. con vórtice). Puede ser ventajosa una etapa de dilución para evitar la aglomeración/agregación de un soporte particulado, tal como microesferas, particularmente en una matriz de ADN genómico que hace el manejo posterior de las microesferas difícil y poco fiable para la transferencia del sobrenadante o del sedimento de microesferas a otro compartimento o receptáculo, p.ej. pocillo/tubo/bandeja, etc. La lisis se puede llevar a cabo después convenientemente añadiendo un tampón de lisis apropiado que contiene los agentes de lisis deseados, o sometiendo a las células aisladas a las condiciones de lisis deseadas. Por ejemplo, en el caso de añadir simplemente un tampón de lisis que contiene agentes de lisis apropiados, las células aisladas se pueden incubar simplemente en presencia del tampón de lisis durante un intervalo adecuado para permitir que tenga lugar la lisis. Pueden ser apropiadas diferentes condiciones de incubación para diferentes sistemas de lisis, y se conocen en la técnica. Por ejemplo, para un tampón de lisis que contiene detergente, la incubación puede tener lugar a temperatura ambiente o a temperaturas superiores, p.ej. 37ºC, 50ºC ó 65ºC. De forma similar, el tiempo de incubación se puede variar desde unos minutos, p.ej. 5 ó 10 minutos, a horas, p.ej. 20 a 40 minutos o 1 a 2 horas. Para lisis enzimática, p.ej. mediante el uso de proteinasa K, etc., pueden ser necesarios tiempos de tratamiento superiores, p.ej. durante la noche.
En una realización ventajosa de la invención, la etapa de lisis del método comprende una etapa adicional que implica la adición de una cantidad adicional o extra de soporte sólido a los leucocitos aislados. Tal soporte sólido "adicional" (también denominado aquí como un "segundo" soporte sólido) puede comprender el mismo soporte sólido o uno diferente del que se usó en la etapa (a) del método, y se puede añadir a la muestra de células como un componente separado antes o después de la adición del tampón de lisis, o incluirse en la disolución o tampón de lisis. El segundo soporte sólido o soporte sólido adicional puede comprender así cualquiera de los soportes sólidos discutidos anteriormente para el uso en la etapa (a). Sin embargo, ya que el aislamiento de los leucocitos ya se ha llevado a cabo mediante la etapa de lisis, no hay necesidad absoluta de que la segunda fase sólida tenga una molécula de unión específica de leucocitos asociada a su superficie. Se ha descubierto que el uso de un segundo soporte sólido ofrece ventajas en la recogida de la muestra, por ejemplo mejorando la formación del sedimento y por lo tanto el aislamiento del primer soporte sólido. La formación mejorada del sedimento también puede reducir la unión inespecífica de sustancias o entidades del sedimento, o, en otras palabras, reduce la contaminación del sedimento. Aunque no se desea limitarse por la teoría, se cree que cuando se usa solamente un primer soporte sólido, el ácido nucleico aislado se une al primer soporte sólido en forma de malla suelta, no compacta, por lo que da como resultado un sedimento no compacto relativamente suelto. Sin embargo, cuando se usa un segundo soporte, y particularmente cuando este segundo soporte sólido comprende partículas que son más pequeñas o más grandes que el primer soporte sólido, el segundo soporte sólido rellena los huecos (o viceversa) de la malla suelta, por lo que hace que el sedimento sea más apretado y más compacto, por lo que se reduce la tendencia a retener material contaminante.
Así, el segundo soporte sólido puede ser de tamaño y densidad comparables al primer soporte sólido. Preferiblemente, sin embargo, el segundo soporte sólido es de tamaño menor que el primer soporte sólido. Por ejemplo, cuando los soportes son particulados, el segundo soporte sólido comprende partículas de un diámetro más pequeño (p.ej. aproximadamente la mitad del diámetro) que las que comprende el primer soporte sólido. En realizaciones especialmente preferidas, el primer soporte sólido comprende partículas de 4,5 \mum de diámetro (p.ej. las microesferas M450 descritas aquí) mientras el segundo soporte sólido comprende partículas de 2,8 \mum de diámetro (p.ej. las microesferas M280 y M270 descritas aquí). De forma alternativa, el primer soporte puede ser más pequeño que el segundo soporte, y las dimensiones descritas anteriormente se pueden invertir.
De forma especialmente preferible, el segundo soporte sólido puede tener un papel más activo en el aislamiento del ácido nucleico, y en tal caso la segunda fase sólida es capaz de unirse al ácido nucleico, es decir, tiene propiedades de unión de ácido nucleico. Preferiblemente, por lo tanto, el segundo soporte sólido puede estar hecho de vidrio, sílice, látex, plástico o cualquier material polimérico (es decir, una superficie sin revestir) capaz de unir ácidos nucleicos, y tal soporte sólido se puede funcionalizar opcionalmente, por ejemplo para ayudar o mejorar la unión de ácidos nucleicos. A este respecto, son particularmente preferidos los soportes sólidos funcionalizados que tienen una carga superficial, preferiblemente una carga superficial negativa. Los más preferidos son soportes sólidos revestidos con grupos funcionales de ácido carboxílico. Tales soportes sólidos están disponibles comercialmente, por ejemplo las microesferas de ácido carboxílico M-270 o las microesferas de hidroxilo M-280 fabricadas por Dynal Biotech ASA. Preferiblemente, los segundos soportes sólidos son particulados, p.ej. microesferas, y de forma especialmente preferible son magnéticos.
La provisión de una cantidad adicional o extra de soporte sólido después de la etapa de aislamiento de células da como resultado un rendimiento mejorado de ácido nucleico, y también hace más fácil la elución del ácido nucleico desde el soporte sólido, particularmente cuando se usan soportes sólidos con superficies cargadas negativamente. Aunque no se desea limitarse por la teoría, como se describió anteriormente, se cree que la adición de una cantidad extra de un "segundo" soporte sólido mejora el grado de compactación del sedimento de microesferas y ácidos nucleicos, y particularmente cuando el ADN es capaz de unirse al segundo soporte sólido, se consigue una unión más eficaz y completa de las moléculas de ácido nucleico, en vez de que las moléculas de ácido nucleico se unan a las microesferas solamente por un extremo o que se unan a las microesferas de forma suelta.
Así, una realización adicional de la invención proporciona un método para aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra de sangre, y dicho método comprende:
(a) aislar de forma selectiva leucocitos a partir de dicha muestra mediante la unión de dichos leucocitos a un primer soporte sólido por medio de una molécula de unión específica para leucocitos;
(b) lisar dichos leucocitos aislados;
(c) unir el ácido nucleico liberado de dichas células lisadas a dicho primer soporte sólido; y
(d) poner en contacto dichos leucocitos aislados de la etapa (b) o el ácido nucleico de la etapa (c) con una cantidad adicional de un segundo soporte sólido, y preferiblemente unir dicho ácido nucleico a dicho segundo soporte sólido, que es capaz de unir ácidos nucleicos.
Preferiblemente, los linfocitos aislados se lisan en presencia de dicho segundo soporte sólido.
Este método que usa un segundo soporte sólido se puede usar igualmente para aislar selectivamente ácidos nucleicos a partir de células de cualquier muestra. En tales métodos, las células a partir de las cuales se desea aislar ácidos nucleicos se aíslan de forma selectiva a partir de la muestra uniendo dichas células a un soporte sólido por medio de una o más moléculas de unión apropiadas, tras lo cual se llevan a cabo las etapas (b), (c) y (d) del método descrito anteriormente sobre las células aisladas particulares en cuestión.
Los primeros y segundos soportes sólidos apropiados para el uso en tales métodos se discuten aquí (y pueden ser iguales o diferentes), ya que son métodos apropiados para el aislamiento selectivo de células y métodos de lisis. Preferiblemente, la etapa de lisis (b) del método también implica el uso de proteinasas, y en particular proteinasa K, a una concentración apropiada. Como se discutió anteriormente, el uso de proteinasas en las técnicas convencionales de aislamiento de ácidos nucleicos es a menudo desventajoso, ya que tales materiales tienden a interferir con muchas reacciones enzimáticas y otras aplicaciones en procedimientos posteriores. Sin embargo, en los métodos preferidos de la presente invención, estos efectos desventajosos de las proteinasas se minimizan mediante el uso de la técnica de separación magnética, en la que la cantidad de enzimas contaminantes será insignificante, ya que las microesferas se pasan de recipiente a recipiente durante el aislamiento de ácidos nucleicos y las etapas de lavado posteriores.
La expresión cantidad "adicional" o "extra", cuando se usa aquí con respecto a la adición de una segunda fase sólida, se usa para indicar la adición de cualquier cantidad (en peso) de una segunda fase sólida de forma que se mejora el aislamiento de ácidos nucleicos, por ejemplo se mejora el rendimiento de ácido nucleico aislado. Por ejemplo, la cantidad de la segunda fase sólida añadida podría ser la misma cantidad de la primera fase sólida usada, o puede ser de hasta aproximadamente 3 a 5 veces la cantidad de la primera fase sólida usada. De forma alternativa, la cantidad de la segunda fase sólida añadida puede ser inferior que la cantidad de la primera fase sólida, con tal que se mejore el aislamiento de ácidos nucleicos. Preferiblemente, la cantidad usada de la segunda fase sólida es 0,5 a 3 veces la cantidad de la primera fase sólida.
La "cantidad" de fase sólida se refiere al peso de la fase sólida, en las realizaciones preferidas de la invención en las que la primera y segunda fases sólidas son particuladas y las partículas que componen la segunda fase sólida son más pequeñas (o más grandes) que las partículas que componen la primera fase sólida, el número de partículas usado para la primera y la segunda fase sólida será generalmente diferente.
Tras la lisis, el ácido nucleico liberado se une al mismo soporte al que están unidas las células lisadas, o en otras realizaciones de la invención el ácido nucleico liberado se une al mismo soporte sólido al que están unidas las células lisadas y al segundo soporte sólido adicional. Esta unión de ácidos nucleicos se puede conseguir de cualquier manera conocida en la técnica para la unión de ácidos nucleicos a un soporte sólido. De forma conveniente, el ácido nucleico se une inespecíficamente al soporte, es decir, independientemente de la secuencia. Así, por ejemplo, el ácido nucleico liberado se puede precipitar en el soporte usando cualquiera de los precipitantes conocidos de ácidos nucleicos, p.ej. alcoholes, combinaciones alcohol/sal, polietilenglicoles (PEGs), etc. La precipitación de ácidos nucleicos sobre microesferas de esta manera se describe, por ejemplo, en el documento WO 91/12079. Así, se puede añadir una sal al soporte y al ácido nucleico liberado en disolución, seguido de la adición de alcohol que provocará que el ácido nucleico precipite. De forma alternativa, la sal y el alcohol se pueden añadir juntos, o se puede omitir la sal. Como se describió anteriormente con respecto a la etapa de unión de células, se puede usar cualquier alcohol o sal adecuados, y se pueden determinar fácilmente las cantidades o concentraciones apropiadas. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, se prefiere evitar el uso de disolventes, alcoholes y agentes similares. Así, se prefieren métodos alternativos que evitan el uso de tales agentes.
Un método de unión de ácidos nucleicos alternativo y preferido incluye el uso de detergentes como se describe en el documento WO 96/18731 de Dynal AS (el procedimiento denominado "DNA Direct"). Se describen diversos sistemas basados en detergentes para unir ácidos nucleicos a un soporte sólido en esta publicación, y se pueden usar según la presente invención.
De forma conveniente, la etapa de unión de ácidos nucleicos puede tener lugar de forma simultánea o concomitante con la etapa de lisis celular. Esto se puede llevar a cabo de forma conveniente usando los métodos basados en detergentes del documento WO 96/18731. Así, por ejemplo, un agente o agentes de lisis y unión de ácidos nucleicos pueden estar contenidos de forma conveniente en un medio apropiado (p.ej. un tampón u otra disolución acuosa) y se añaden a las células unidas al soporte. Después, las células se pueden mantener en contacto con el medio, p.ej. se incuban (p.ej. como se describió anteriormente), para permitir que tenga lugar la lisis y la unión de ácidos nucleicos. Tal medio se puede denominar como un medio de "lisis/unión". Un detergente puede funcionar tanto como agente de lisis como para ayudar en la unión del ácido nucleico al soporte.
El detergente puede ser cualquier detergente, y se conocen y están descritos en la bibliografía una extensa variedad de ellos. Así, el detergente puede ser iónico, que incluye aniónico y catiónico, no iónico o dipolar. La expresión "detergente iónico", como se usa aquí, incluye cualquier detergente que está parcial o completamente en forma iónica cuando se disuelve en agua. Se ha demostrado que los detergentes aniónicos funcionan particularmente bien, y se prefieren. Los detergentes aniónicos adecuados incluyen, por ejemplo, dodecilsulfato sódico (SDS) u otras sales de alquilsulfato de metales alcalinos o detergentes similares, Sarcosil, o sus combinaciones.
Convenientemente, el detergente se puede usar en una concentración de 0,2 a 30% (p/v), p.ej. 0,5 a 30%, preferiblemente 0,5 a 15%, más preferiblemente 1 a 10%. Para detergentes aniónicos, se ha demostrado que las concentraciones de 1,0 a 5%, p.ej. 0,5 a 5%, funcionan bien.
El detergente se puede suministrar en disolución acuosa simple, que puede ser alcalina o ácida, o más preferiblemente en un tampón. Se puede usar cualquier tampón adecuado, que incluye por ejemplo tampones Tris, Bicina, Tricina y fosfato. De forma conveniente, se puede incluir una fuente de cationes monovalentes, p.ej. una sal, para aumentar la captura de ácido nucleico, aunque no es necesario. Las sales adecuadas incluyen sales de cloruro, p.ej. cloruro sódico, cloruro de litio, etc., a concentraciones de 0,1 a 1 M, p.ej. 250 a 500 mM. Como se mencionó anteriormente, también se pueden incluir otros componentes, tales como enzimas.
Otros componentes opcionales en la composición de detergente incluyen agentes quelantes, p.ej. EDTA, EGTA y otros ácidos poliaminocarboxílicos de forma conveniente a concentraciones de 1 a 50 mM, etc., agentes reductores tales como ditiotreitol (DTT) o \beta-mercaptoetanol, a concentraciones de, por ejemplo, 1 a 10 mM.
Las composiciones de detergente preferidas pueden comprender, por ejemplo:
Tris-HCl 100 mM, pH 7,5
EDTA 10 mM
2% de SDS
\vskip1.000000\baselineskip
o:
Tris-HCl 100 mM, pH 7,5
EDTA 10 mM
5% de SDS
NaCl 10 mM
\vskip1.000000\baselineskip
o:
Tris-HCl 100 mM, pH 7,5
LiCl 500 mM
EDTA 10 mM
1% de LiDS
Se hace referencia al documento WO 96/18731 para más detalles, condiciones de reacción ejemplares, etc.
En las realizaciones de la invención en las que se añade un segundo soporte sólido, este segundo soporte sólido se puede incluir en la composición de detergente. Las composiciones de detergente preferidas comprenden así las anteriores composiciones que además comprenden una cantidad apropiada de un segundo soporte sólido, p.ej. microesferas de ácido carboxílico M270 o microesferas de hidroxilo M-280, por ejemplo a una concentración de aproximadamente 1,5 mg/ml, y opcionalmente una cantidad apropiada de proteinasas, p.ej. proteinasa K, por ejemplo a 20 mg/ml.
Seleccionando las condiciones de "unión de ácidos nucleicos" apropiadas (p.ej. composiciones de tampón o medio de lisis/unión apropiadas), se puede seleccionar si se une el ADN liberado de las células o el ARN liberado de las células al soporte sólido. Así, las composiciones de "medio de unión" se pueden seleccionar para favorecer la unión de ADN (o más particularmente la unión de ADN genómico) al soporte sólido. Tales composiciones del medio de unión incluyen las mencionadas anteriormente, las descritas en los ejemplos más adelante, y las composiciones del documento WO 96/18731. Por ejemplo, un medio de unión de ADN representativo puede incluir GuHCl y opcionalmente EDTA.
Para unir ARN, se conocen en la técnica composiciones de medios o condiciones apropiadas, o se pueden determinar fácilmente a partir de los procedimientos de aislamiento de ARN conocidos en la técnica, y pueden incluir, por ejemplo, los tampones y procedimientos descritos en el documento EP-A-0389063 y en el documento US-A-5.234.809 de Akzo Nobel NV.
Las composiciones de unión de ARN representativas pueden incluir así tiocianato de guanidina (GTC) con EDTA.
Para la unión de ARN, la naturaleza del soporte sólido puede ser de importancia, y se debería usar una superficie sólida de "sílice" (es decir, que comprende sílice propiamente dicho o que se basa en sílice o en un derivado de sílice) (véase más adelante).
De forma ventajosa, cuando el método de la invención se usa para aislar ADN, se puede combinar con una etapa adicional de forma separada para aislar el ARN de la muestra. Así, tras el procedimiento discutido anteriormente, y seleccionando las condiciones de unión de ADN en la etapa de unión de ácidos nucleicos (p.ej. un medio de lisis/unión o unión que favorece la unión de ADN), el ADN liberado de las células unidas al soporte se puede unir al soporte, y se puede extraer de la muestra. El ARN, más particularmente ARNm, liberado de los leucocitos, permanece en la muestra (más exactamente en el sobrenadante). Este ARN se puede aislar fácilmente de la muestra usando procedimientos estándar, por ejemplo mediante unión a una sonda de captura inmovilizada de forma conveniente (p.ej. mediante unión a un soporte sólido), que consiste en oligo dT.
También se pueden usar los métodos de unión de ácidos nucleicos alternativos para llevar a cabo la etapa de unión del ácido nucleico liberado al soporte sólido. Por ejemplo, un método puede aprovechar la ventaja del principio conocido de unión de ácidos nucleicos a una superficie de sílice.
Así, en tal realización, el soporte sólido puede comprender o consistir en un material de sílice, o basado o derivado de sílice. Se conocen y están descritos en la técnica muchos de estos materiales, y la bibliografía está repleta de referencias que describen el aislamiento de ácidos nucleicos mediante unión a superficies de sílice (véase, p.ej., el documento EP-A-0389063 de AKZO N.V., el documento US-A-5.342.931, el documento US-A-5.503.816 y el documento US-A-5.625.054 de Becton Dickinson, el documento US-A-5.155.018 de Hahnemann University, el documento US-A-6.027.945 de Promega Corp. y el documento US-A-5.945.525 de Toyo Boseki KK).
La unión iónica del ácido nucleico al soporte se puede llevar a cabo usando un soporte sólido que tiene una carga superficial, por ejemplo un soporte revestido con poliaminas.
El soporte que se usa en el método de la invención puede portar también grupos funcionales que ayudan en la unión específica o inespecífica de los ácidos nucleicos, por ejemplo proteínas de unión de ADN, p.ej. cremallera de leucinas o histonas o tintes intercalantes (p.ej. bromuro de etidio o Hoechst 42945) que se pueden revestir en el soporte.
De forma similar, se puede proporcionar al soporte moléculas de unión para ayudar en la captura selectiva de ácidos nucleicos. Por ejemplo, se pueden usar secuencias de ADN o ARN complementarias, o proteínas de unión a ADN. La unión de tales proteínas al soporte sólido se puede llevar a cabo usando métodos conocidos en la técnica. De forma conveniente, tales moléculas de unión de ácidos nucleicos se pueden entremezclar en el soporte sólido con las moléculas de unión anti-leucocito.
Aunque no es necesario, puede ser conveniente introducir una o más etapas de lavado en el método de aislamiento de la invención, por ejemplo tras la etapa de aislamiento de células y/o unión de ácidos nucleicos. Se puede usar cualquier tampón de lavado convencional u otros medios. En general, se prefieren tampones de fuerza iónica baja a moderada que contienen sales, p.ej. Tris-HCl 10 mM a pH 8,0/NaCl 10 mM ó 40 mM. También se pueden usar otros medios de lavado estándar, p.ej. que contienen alcoholes, si se desea, por ejemplo lavar con etanol del 70%.
El uso de partículas magnéticas permite etapas de lavado fáciles simplemente mediante la agregación de las partículas, la extracción del medio de unión de ácido nucleico, la adición del medio de lavado y la reagregación de las partículas tantas veces como sea necesario.
Tras el proceso de aislamiento de ácido nucleico y las etapas de lavado opcionales que se puedan desear, el soporte que lleva el ácido nucleico unido se puede transferir, p.ej. se resuspende o se sumerge en cualquier medio adecuado, p.ej. agua o tampón de fuerza iónica baja. Así, el ácido nucleico aislado se puede extraer o separar de la muestra. Dependiendo del soporte y de la naturaleza de cualquier procedimiento posterior deseado, puede o no ser deseable liberar el ácido nucleico del soporte.
En el caso de un soporte sólido particulado, tal como microesferas magnéticas o no magnéticas, éste se puede usar en muchos casos directamente, por ejemplo en PCR u otras amplificaciones, sin eluir el ácido nucleico del soporte. Además, para muchos métodos de detección o identificación de ADN no es necesaria la elución, ya que aunque el ADN puede estar en contacto de forma aleatoria con la superficie de la microesfera y unido en varios puntos mediante enlaces de hidrógeno o fuerzas iónicas o de otro tipo, en general habrá suficiente longitud de ADN disponible para la hibridación con oligonucleótidos y para la amplificación.
Sin embargo, si se desea, la elución del ácido nucleico se puede llevar a cabo fácilmente usando medios conocidos, por ejemplo calentando, p.ej. a 65ºC durante 5 a 10 minutos, tras lo cual el soporte se puede extraer del medio y dejar el ácido nucleico en disolución. Tal calentamiento se obtiene de forma automática en la PCR en la etapa de desnaturalización del ADN que precede al programa de termociclado. También se puede usar de forma conveniente un tampón de elución que no contiene sal.
Si se desea eliminar el ARN del ADN, se puede llevar a cabo destruyendo el ARN antes de la etapa de separación de ADN, por ejemplo mediante la adición de ARNasa o de un álcali, tal como NaOH.
Una ventaja de la presente invención es que es rápida y simple de realizar, y con una combinación apropiada de etapas de unión de células, lisis y unión de ácidos nucleicos, proporciona un método que produce de forma fiable y simple ácido nucleico aislado en un periodo de tiempo corto, en muchos casos menos de una hora, o incluso menos de 45 minutos. La simplicidad del método permite un elevado rendimiento de muestras. De forma concomitante, la etapa de unión de células da como resultado un enriquecimiento o concentración de las células, y la eliminación de otros componentes de la muestra, por lo que mejora el proceso de aislamiento de ácidos nucleicos. Además, de forma ventajosa, se evita el uso de disolventes tales como cloroformo/fenol. De forma ventajosa, el método de la invención permite que se aísle ácido nucleico a partir de muestras relativamente pequeñas de sangre, por ejemplo de hasta 10 ml de sangre, por ejemplo 10 \mul a 2 ml de sangre, p.ej. 200 a 500 \mul de sangre o 50 a 200 \mul, (p.ej. 100 \mul) de capa de leucocitos. Los rendimientos y la calidad del ácido nucleico aislado usando los métodos de la invención son buenos. Por ejemplo, 0,2 ml de sangre proporcionan de forma rutinaria 5-12 \mug de ADN con una proporción DO_{260/280} de 1,75-1,9. Además, como se mencionó anteriormente, los métodos de la invención se pueden usar para aislar ácidos nucleicos a partir de grandes muestras de sangre, p.ej. a partir de muestras mayores de 10 ml.
Se han obtenido resultados particularmente favorables usando el método de la invención para aislar ADN genómico a partir de muestras de sangre. En particular, se ha demostrado que se puede obtener ADN de elevada calidad con poca fragmentación.
La invención es ventajosamente susceptible de automatización, particularmente si se usan partículas, y especialmente partículas magnéticas, como soporte. En una realización particularmente preferida de la invención, el método de aislamiento de ácidos nucleicos se realiza usando un sistema automatizado para el manejo del soporte sólido durante la lisis celular, la unión de ácido nucleico, y opcionalmente, las etapas de lavado. Así, las células aisladas unidas al soporte se pueden transferir a un aparato, lavarlas si se desea, y lisarlas; el ácido nucleico se puede unir al soporte, y el ácido nucleico unido se puede lavar fácilmente usando tal aparato. Además, también se puede usar el aparato para manejar el soporte durante la etapa de aislamiento de células. Se puede hacer mención particular a este respecto del Bead Retriever^{TM}, disponible de Dynal ASA, Noruega. El aparato tiene un sistema para la transferencia fácil y eficaz del soporte (que porta las células o el ácido nucleico) desde un pocillo a otro. Tal aparato es particularmente eficaz para manejar el ADN viscoso de elevada calidad que resulta del método de la invención.
Como se mencionó anteriormente, el método de la invención tiene utilidad particular como una primera etapa preliminar para preparar ácidos nucleicos para el uso en procedimientos de detección basados en ácidos nucleicos, por ejemplo en el genotipado.
Como se mencionó anteriormente, de forma ventajosa el ácido nucleico unido no necesita ser eluido o extraído del soporte antes de llevar a cabo la etapa de detección, aunque esto se puede realizar si se desea. Si se eluye o no el ácido nucleico puede depender también del método particular que se usó en la etapa de unión de ácido nucleico. Así, ciertos procedimientos de unión de ácido nucleico unirán el ácido nucleico de forma más apretada que otros. En el caso de unión de ADN que usa detergentes (p.ej. mediante DNA Direct), por ejemplo, el ácido nucleico eluirá del soporte sólido cuando se introduzca un tampón de elución u otro medio apropiado. El ácido nucleico unido por medio de un precipitante, tal como alcohol o un agente caotrópico, permanecerá unido de forma más apretada, y puede no eluir cuando se coloque en un medio tampón, y puede necesitar calentamiento para eluir.
Así, el ácido nucleico unido al soporte se puede usar directamente en un procedimiento de detección basado en ácido nucleico, especialmente si el soporte es particulado, simplemente resuspendiendo el soporte en, o añadiendo al soporte, un medio apropiado para la etapa de detección. El ácido nucleico puede eluir al medio, o, como se mencionó anteriormente, no es necesario que eluya.
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Se conocen varios métodos diferentes para detectar ácidos nucleicos y se describen en la bibliografía, y se puede usar cualquiera de éstos según la presente invención. De forma conveniente, se puede detectar ácido nucleico mediante métodos ópticos, por ejemplo midiendo o determinando la densidad óptica (DO). De forma alternativa, el ácido nucleico se puede detectar mediante hibridación con una sonda, y se han descrito muchosprotocolos de hibridación (véase, p.ej., Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2ª Ed., Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, NY). Muy frecuentemente, la detección implicará una etapa de hibridación in situ, y/o una etapa de amplificación in vitro que usa cualquiera de los métodos descritos en la bibliografía para esto. Así, como se mencionó, se pueden usar métodos tales como LAR, 3SR y el sistema de replicasa Q-beta. Sin embargo, la PCR y sus diversas modificaciones, p.ej. el uso de cebadores anidados, será generalmente el método de elección (véase, p.ej., Abramson y Myers, 1993, Current Opinion in Biotechnology, 4: 41-47 para un resumen de las técnicas de amplificación de ácidos nucleicos).
Otros métodos de detección se pueden basar en una aproximación de secuenciación, por ejemplo, la aproximación de minisecuenciación descrita por Syvänen y Söderlund, 1990, Genomics, 8: 684-692.
En las técnicas de amplificación tales como PCR, el calentamiento necesario en la primera etapa para desnaturalizar la molécula bicatenaria de ADN puede liberar el ADN unido del soporte. Así, en el caso de una etapa de detección posterior, tal como PCR, el ácido nucleico unido al soporte se puede añadir directamente a la mezcla de reacción, y el ácido nucleico eluirá en la primera etapa del proceso de detección. Se puede usar en la etapa de detección la muestra completa de ácido nucleico unida al soporte aislada obtenida según la invención, o una alícuota.
Los resultados de la PCR o de otra etapa de detección se pueden detectar o visualizar por muchos medios, que se describen en la técnica. Por ejemplo, los productos de PCR o de otra amplificación se pueden separar en un gel de electroforesis, p.ej. un gel de agarosa teñido con bromuro de etidio, usando métodos conocidos. De forma alternativa, se puede usar el sistema DIANA, que es una modificación del método de cebadores anidados. En el sistema DIANA (Detection of Immobilised Amplified Nucleic Acids) (véase Wahlberg et al., Mol. Cell Probes 4: 285 (1990)), el segundo par de cebadores internos portan, respectivamente, medios de inmovilización para permitir la captura de ADN amplificado, y un indicador o medios para la unión de un indicador para permitir el reconocimiento. Esto proporciona la doble ventaja de una señal de fondo reducida, y un medio rápido y fácil para la detección del ADN amplificado.
El ácido nucleico amplificado también se puede detectar, o se puede confirmar el resultado, mediante secuenciación, usando cualquiera de las muchas técnicas de secuenciación diferentes que están disponibles actualmente, p.ej. secuenciación estándar, secuenciación en fase sólida, secuenciación cíclica, secuenciación automática y minisecuenciación.
De forma ventajosa, se ha descubierto que las células aisladas se pueden mantener en un tampón "de unión de células" según la invención, p.ej. un tampón sal/alcohol durante al menos una semana a temperatura ambiente, sin pérdida detectable de sensibilidad en una etapa de detección de ácidos nucleicos posterior. Tal estabilidad es una ventaja en situaciones de campo.
Así, los métodos de la invención se pueden usar para aislar ácidos nucleicos para cualquier uso apropiado posterior. Los ejemplos de tales usos se describieron de forma breve anteriormente. De forma ventajosa, los métodos de la invención se podrían usar para preparar y aislar ácidos nucleicos a partir de las muestras en el punto de recogida, p.ej. en el lecho del paciente o cerca de él, o en una consulta, en donde el ácido nucleico aislado u obtenido se podría usar después opcionalmente en análisis posteriores también en el punto de recogida, p.ej. se podría usar en análisis genéticos de presencia/ausencia en un análisis de hibridación en mancha, por ejemplo.
Los diversos reactivos y componentes necesarios para realizar los métodos de la invención se pueden suministrar convenientemente en forma de un equipo. Tales equipos representan un aspecto adicional de la invención.
En su forma más simple, este aspecto de la invención proporciona un equipo para aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra, que comprende:
(a) un soporte sólido;
(b) medios para la unión de leucocitos a dicho soporte sólido;
(c) medios para lisar dichas células; y
(d) medios para la unión del ácido nucleico liberado de dichas células lisadas a dicho soporte sólido.
Los componentes opcionales adicionales del equipo incluyen (e) un segundo soporte sólido, que puede ser el mismo componente del soporte sólido de (a) u otro diferente, y (f) una proteinasa, tal como proteinasa K. En los equipos de la invención en los que se incluye un segundo soporte sólido, se debería notar que tales equipos se pueden usar igualmente para aislar ácidos nucleicos a partir de cualquier muestra de células, y no se limitan a aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra que contiene leucocitos, p.ej. una muestra de sangre. En tales equipos, el componente (b) se sustituye por un medio apropiado para la unión de las células particulares, a partir de las cuales se desea aislar ácidos nucleicos, a un soporte sólido.
Los diversos medios (b), (c), (d), (e) y (f) pueden ser como los descritos y discutidos anteriormente, con respecto a los métodos de la invención.
Un componente opcional adicional es (g), medios para detectar el ácido nucleico. Como se discutió anteriormente, tales medios pueden incluir una sonda apropiada o secuencias cebadoras de oligonucleótidos para el uso en métodos de detección basados en hibridación y/o amplificación.
Opcionalmente, se puede incluir además en tal equipo tampones, sales, polímeros, enzimas, etc.
La invención se describirá a continuación con más detalle en los siguientes ejemplos no limitantes con referencia a los dibujos, en los que:
La Figura 1 es un gráfico que muestra del rendimiento de ADN (\mug) aislado a partir de 100 \mul de muestra de capa de leucocitos como se describe en el Ejemplo 2, aislamientos I, II y III;
La Figura 2 es un gráfico que muestra el rendimiento de ADN (\mug) aislado a partir de una muestra de 100 \mul de capa de leucocitos como se describe en el Ejemplo 3, aislamientos I, II y III;
La Figura 3 es un gráfico que muestra el % de ADN aislado a partir de 1 ml de muestra de sangre como se describe en el Ejemplo 4, mediante el uso de diferentes preparaciones anticuerpo-microesfera (microesferas CD45/CD15: KB 458-18; KB 458-16; y KB 458-10; y microesferas separadas CD45 y CD15).
La Figura 4 es un gráfico que muestra el rendimiento de ADN (\mug) aislado a partir de 200 \mul de sangre como se describe en el Ejemplo 6. También se muestra el valor de una proporción que da una indicación de la pureza de ADN tal como se describe en el Ejemplo 6 (\blacklozenge).
Ejemplo 1 Protocolo general para el aislamiento de ADN a partir de leucocitos
Se ha desarrollado un método para el aislamiento y la purificación de ADN a partir de células aisladas de forma específica, concretamente leucocitos, de la sangre. El método se basa en el uso de anticuerpos u otras moléculas de afinidad revestidas sobre un soporte sólido, tal como microesferas magnéticas, para el aislamiento específico de células. La lisis posterior de estas células en un medio apropiado, p.ej. en un tampón con una sal o agente caotrópico que contiene un detergente, libera el ADN, y el ADN se adsorbe en las microesferas. El ARN y otros contaminantes permanecen en el sobrenadante, y mediante la separación del soporte, p.ej. de forma magnética, el complejo ADN/soporte se lava para eliminar estos contaminantes residuales. El ADN se resuspende después en un tampón apropiado, y está preparado para ser usado en aplicaciones posteriores.
Aislamiento de leucocitos
375 \mug de cada una de Dynabeads^{TM} M450 CD45 y M450 CD15 magnéticas (disponibles de Dynal ASA) provistas con anticuerpo anti-CD45 o anti-CD15 (resuspendidas en PBS, pH 7,4, con 0,1% de BSA y 0,02% de NaN_{3}), en una proporción 1:1 se lavan y se resuspenden en DPBS (PBS de Dulbecco (solución salina tamponada con fosfato) usado sin Ca^{+2} y Mg^{+2}), pH 7,4, con 0,1% de BSA y 0,6% de citrato sódico. Las células se añaden después a sangre o capa de leucocitos, y se incuban durante 20-45 minutos a 4-20ºC. Las células se aíslan de forma magnética y se lavan en DPBS, pH 7,4, con 0,1% de BSA y 0,6% de citrato sódico, o se añaden directamente a tampón de lisis/unión (véase Lisis celular) sin lavar.
Lisis celular
Las microesferas con las células aisladas unidas se añaden a tampón de lisis/unión (Tris-HCl 100 mM, pH 7,5, LiCl 100 mM, EDTA 10 mM, pH 8,0, 1% de LiDS y DTT 5 mM (ditiotreitol)) y se incuban durante cinco minutos a temperatura ambiente.
Lavado y elución
El complejo ADN/microesferas se aísla de forma magnética y se lava en NaCl 40 mM. El ADN se eluye con Tris-HCl 10 mM de pH 7,4 mediante pipeteo enérgico e incubación posterior a 65ºC durante 5 minutos. Las microesferas se extraen de forma magnética del ADN eluido.
Ejemplo 2 Aislamiento automatizado de ADN genómico a partir de capa de leucocitos
En este procedimiento, las etapas de aislamiento de células y de aislamiento de ADN están automatizadas.
\newpage
Se realizó aislamiento de ADN a partir de 100 \mul de capa de leucocitos, diluida hasta 1 ml con DPBS, pH 7,4, con 0,1% de BSA y 0,6% de citrato sódico, usando 375 \mug de M450 CD45 y 375 \mug de M450 CD15. El aislamiento de células y de ADN se realizó usando el aparato Bead Retriever^{TM} de Dynal. Las células aisladas se transfirieron a tampón de lisis/unión, y el complejo ADN/microesferas se lavó dos veces en NaCl 40 mM antes de la elución parcial en Tris-HCl 10 mM de pH 7,4. Para eluir el ADN completamente se realizó manualmente pipeteo enérgico y elución a 65ºC. El rendimiento de ADN se determinó midiendo la DO_{260} y DO_{280} y usando la fórmula de Warburg-Christian ([ácido nucleico, \mug/ml] = 62,9 DO_{260} - 36,0 DO_{280}). La pureza del ADN aislado se determinó mediante la proporción DO_{260}/DO_{280}, en la que una proporción entre 1,7 y 2,0 se considera como una preparación de ADN puro. Los resultados se muestran en la Tabla 3 a continuación, y también en la Figura 1.
TABLA 3
Aislamiento DO_{260} DO_{280} Proporción 260/280 Volumen \mul \mu/ml de ADN \mug ADN
I 0,758 0,457 1,66 170 31,23 5,31
II 0,778 0,456 1,71 189 32,56 6,15
III 0,792 0,459 1,73 180 33,29 5,99
Ejemplo 3 Aislamiento semiautomatizado de ADN genómico a partir de capa de leucocitos
En este procedimiento, las células se aíslan manualmente y el aislamiento de ADN está automatizado.
Se realizó aislamiento de ADN a partir de 100 \mul de capa de leucocitos, diluida hasta 300 \mul con DPBS, pH 7,4, con 0,1% de BSA y 0,6% de citrato sódico, usando 375 \mug de M450 CD45 y 375 \mug de M450 CD15. El aislamiento de células se realizó manualmente y el aislamiento de ADN se realizó usando el aparato Bead Retriever^{TM} de Dynal. Las células aisladas manualmente se lavaron tres veces antes de la adición de tampón de lisis/unión. El complejo ADN/microesferas se lavó tres veces en NaCl 40 mM antes de la elución parcial en Tris-HCl 10 mM de pH 7,4. Para eluir el ADN completamente, se realizó de forma manual pipeteo enérgico y elución a 65ºC. El rendimiento de ADN se determinó midiendo la DO_{260} y DO_{280} y usando la fórmula de Warburg-Christian ([ácido nucleico, \mug/ml] = 62,9 DO_{260} - 36,0 DO_{280}). La pureza del ADN aislado se determinó mediante la proporción DO_{260}/DO_{280}, en la que una proporción entre 1,7 y 2,0 se considera como una preparación de ADN puro. Los resultados se muestran en la Tabla 4 a continuación, y también en la Figura 2.
TABLA 4
Aislamiento DO_{260} DO_{280} Proporción 260/280 Volumen \mul \mug/ml de ADN \mug ADN
I 0,942 0,522 1,80 186 40,46 7,53
II 0,834 0,463 1,80 205 35,79 7,34
III 1,104 0,624 1,77 180 46,98 8,46
Ejemplo 4 Aislamiento de ADN a partir de sangre usando microesferas con CD45 y CD15 comparado con microesferas con CD45 y CD15 en dos microesferas diferentes
Se aislaron células a partir de 1 ml de muestras de sangre completa (que contenían aproximadamente 2\cdot10^{7} leucocitos) usando el procedimiento general descrito en el Ejemplo 1. Las microesferas que portaban tanto anti-CD45 como anti-CD15 (KB 458-18; KB 458-16 y KB 458-10; estas denominaciones representan preparaciones de microesferas diferentes) se compararon con un procedimiento que usaba una combinación de microesferas CD45 y CD15 separadas (como en los ejemplos previos). Se usaron 375 \mug de microesferas en cada caso.
El número de leucocitos en 1 ml de sangre se determinó mediante citometría de flujo para ser 2.600.000. Las muestras de sangre se diluyeron de 9,6 ml a 12,5 ml, concretamente una dilución de 1,3, por lo que dio como resultado 2.000.000 de leucocitos. Se supone que 5 pg de ADN por célula dan aproximadamente 12 \mug de ADN en 1 ml de sangre.
Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 5 y en la Figura 3.
1
\newpage
Ejemplo 5 Protocolo general para el aislamiento de ADN a partir de leucocitos usando el Bead Retriever^{TM} de Dynal Materiales
Sangre
M450 CD45 y M450 CD15 ó M450 CD45/15
DPBS/BSA (0,1% de BSA y 0,6% de citrato sódico)
(50 ml de DPBS + 250 \mul de BSA del 20% + 30 mg de citrato sódico)
Tampón de lisis/unión
(Tris-HCl 100 mM, pH 7,5, NaCl 500 mM, EDTA 10 mM, pH 8, DTT 0,5 mM, 1% de SDS)
Tampón de lavado (NaCl 40 mM)
Tris-HCl 10 mM de pH 7,4
\vskip1.000000\baselineskip
DPBS = PBS de Dulbecco usado sin Ca^{+2} ni Mg^{+2}
DTT = Ditiotreitol
Método Aislamiento y lavado de leucocitos
1. Usar 1\cdot10^{7} microesferas por 1 ml de sangre. Las microesferas son, o bien M450 CD45 y CD15 1:1, o bien M450
{}\hskip0,8cm CD45/15.
2. Eliminar el sobrenadante y lavar las microesferas con tampón DPBS/BSA.
3. Añadir las microesferas a tubos de 2 ml con tapón de rosca.
4. Añadir 1 ml de sangre. Mezclar bien pipeteando de forma cuidadosa.
5. Incubar 20 min a 2-8ºC en un agitador rotativo.
6. Añadir a la gradilla de tubos para el Bead Retriever:
Tubo 1: vacío (para añadir 1 ml de sangre con células aisladas)
Tubo 2, 3, 4 y 5: 1 ml de DPBS/BSA
7. Tras el aislamiento de células, añadir la sangre con las células aisladas en el primer tubo de la gradilla de tubos
{}\hskip0,8cm del Bead Retriever.
8. Colocar los tubos y las puntas en el Bead Retriever e iniciar el programa:
Tubo 1: recoger las células aisladas
Tubo 2, 3 y 4: lavar 1 min
Tubo 5: lavar 1 min, recoger las células en las puntas y colocar en posición 0
Lisis, unión de ADN y lavado en Bead Retriever
9. Añadir a una gradilla nueva de tubos para Bead Retriever:
Tubo 1: 500 \mul de tampón de lisis/unión
Tubo 2, 3 y 4: 1 ml de tampón de lavado
Tubo 5: 200 \mul de Tris-HCl 10 mM de pH 7,4
10. Dejar las puntas en el aparato, pero sustituir los tubos del lavado de células con los tubos nuevos para unión de
{}\hskip1cm ADN y lavado.
11. Iniciar el programa:
Tubo 1: 5 min de lisis
Tubo 2, 3 y 4: 1 min de lavado
Tubo 5: agitación enérgica para liberar el complejo de las microesferas
Elución y determinación de la pureza y rendimiento de ADN
12. El ADN no se liberará durante la agitación en el Bead Retriever, y necesita ser manejado manualmente. Trans-
{}\hskip1cmferir todo el contenido del tubo 5 a un tubo Eppendorf y pipetear varias veces hasta que las microesferas estén
{}\hskip1cmen disolución.
13. Eluir el ADN a 65ºC durante 5 minutos. Transferir el sobrenadante a un tubo nuevo.
14. Determinar la DO_{260}, DO_{280} y DO_{320}. Calcular la proporción:
\hskip0,5cm(DO_{280} y DO_{320})/(DO_{280} y DO_{320})
15. Calcular la cantidad de ADN aislado:
\hskip0,5cm\mug de ADN = [62,9*(DO_{260} y DO_{320}) - 36,0*(DO_{280} y DO_{320})]*ml de volumen de elución
16. Analizar una muestra de 5 \mul en un gel de agarosa para visualizar el tamaño y cantidad de ADN.
Ejemplo 6 Aislamiento de ADN a partir de leucocitos usando un primer y un segundo soporte sólido Material
- Sangre
- M450 CD45 (4x10^{8} microesferas/ml y 30 mg/ml)
- M450 CD15 (4x10^{8} microesferas/ml y 30 mg/ml)
- DPBS con un 0,1% de BSA
- Tampón de lisis/unión (Tris-HCl 100 mM, pH 7,5, LiCl 500 mM, EDTA 10 mM, pH 8,0, DTT 0,5 mM, 1% de
{}\hskip0,7cm LiDS) con 1,5 mg/ml de M270-COOH
- 20 mg/ml de proteinasa K
- Tampón de lavado (Tris 10 mM de pH 8,0, LiCl 150 mM)
- Tampón de resuspensión (Tris-HCl de pH 8,0, 0,01% de Tween-20)
Métodos Aislamiento y lavado de leucocitos
1. Usar 6x10^{6} microesferas (450 \mug) por 200 \mul de sangre en una proporción 2:1 de M450 CD45 y CD15. Eliminar
{}\hskip0,8cm el sobrenadante y lavar las microesferas con tampón DPBS/BSA.
2. Añadir las microesferas lavadas a 200 \mul de sangre diluidos en 200 \mul de tampón DPBS/BSA. Mezclar bien
{}\hskip0,8cm pipeteando de forma cuidadosa.
3. Incubar con movimiento constante durante 20 minutos a temperatura ambiente.
4. Lavar las células aisladas tres veces en tampón DPBS/BSA. Cambiar el tubo en el primer lavado. Eliminar el
{}\hskip0,8cm sobrenadante.
Lisis de leucocitos y aislamiento de ADN
5. Añadir 0,5 ml de tampón de lisis/unión que contiene 1,5 mg/ml de microesferas extra y 20 \mul de 20 mg/ml de
{}\hskip0,8cm proteinasa K a las células aisladas y a las microesferas. No mezclar mediante pipeteo.
6. Incubar durante 5 minutos a temperatura ambiente con movimiento constante.
7. Lavar tres veces añadiendo tampón de lavado sin pipeteo adicional.
8. Añadir 200 \mul de tampón de resuspensión e incubar durante 5 minutos a 80ºC.
9. Centrifugar brevemente, pipetear unas cuantas veces y/o golpear suavemente el tubo. Transferir el sobrenadante
{}\hskip0,8cm a un tubo nuevo.
Determinación de la pureza y el rendimiento de ADN:
10. Determinar las DO_{260}, DO_{280}, DO_{320}. Calcular la proporción: (DO_{260}-DO_{320})/(DO_{280}-DO_{320})
11. Calcular la cantidad de ADN aislado:
\hskip0,5cm\mug de ADN = [50 x (DO_{260}-DO_{320})] x ml de volumen de elución.
Los resultados de cinco muestras de sangre diferentes que se han sometido a este protocolo se muestran en la Figura 4.

Claims (29)

1. Un método para aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra de sangre, que comprende:
(a) aislar de forma selectiva leucocitos a partir de dicha muestra, mediante la unión de dichos leucocitos a un soporte sólido por medio de una molécula de unión específica de leucocitos;
(b) lisar dichos leucocitos aislados; y
(c) unir el ácido nucleico liberado de dichas células lisadas a dicho soporte sólido.
2. El método de la reivindicación 1, en el que en la etapa (a) los leucocitos de dicha muestra se unen a una molécula de unión específica de leucocitos, y dicha molécula de unión se une a un soporte sólido antes o después de unirse a dichos leucocitos, por lo que se une dicho soporte a dichos leucocitos.
3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en el que el ácido nucleico es ADN, ARN o cualquier modificación natural suya, o sus combinaciones.
4. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la molécula de unión de la etapa (a) se une específicamente a leucocitos presentes en la muestra, pero no a otras células o componentes de la muestra.
5. El método de la reivindicación 4, en el que dicha molécula de unión es un anticuerpo o un fragmento o derivado de un anticuerpo.
6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se usan una o más moléculas de unión diferentes para aislar los leucocitos.
7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que se separan todos o sustancialmente todos los leucocitos presentes en la muestra.
8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la molécula de unión reconoce o es capaz de unirse de forma específica a una o más de las moléculas seleccionadas del grupo que comprende HLA-I, CD11a, CD18, CD45, CD46, CD50, CD82, CD100, CD162, CD5 y CD15.
9. El método de la reivindicación 8, en el que se usa una o más de dichas moléculas de unión.
10. El método de la reivindicación 8 ó 9, en el que se usa una combinación de moléculas de unión específicas para CD45 y CD15.
11. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el soporte sólido de la etapa (a) comprende partículas, preferiblemente partículas poliméricas.
12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho soporte sólido es magnético, preferiblemente superparamagnético.
13. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la molécula de unión se une directa o indirectamente al soporte sólido de la etapa (a).
14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en el que se usa más de un tipo diferente de molécula de unión, y dichas moléculas de unión se unen al mismo o a diferentes soportes sólidos.
15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la unión de ácido nucleico de la etapa (c) se lleva a cabo mediante el uso de un sistema basado en detergente.
16. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que dichas células aisladas de la etapa (b) o el ácido nucleico de la etapa (c) se ponen en contacto adicionalmente con una cantidad adicional de un segundo soporte sólido, y preferiblemente unir dicho ácido nucleico a dicho segundo soporte sólido, que es capaz de unir ácidos nucleicos.
17. Un método para aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra de células, que comprende:
(a) aislar de forma selectiva células a partir de dicha muestra mediante la unión de dichas células a un soporte sólido por medio de una o más moléculas de unión apropiadas específicas de dichas células;
(b) lisar dichas células aisladas;
(c) unir el ácido nucleico liberado de dichas células lisadas a dicho primer soporte sólido, y
(d) poner en contacto dichas células aisladas de la etapa (b) o el ácido nucleico de la etapa (c) con una cantidad adicional de un segundo soporte sólido, y preferiblemente unir dicho ácido nucleico a dicho segundo soporte sólido, que es capaz de unir ácidos nucleicos.
18. El método de la reivindicación 17, en el que las células son leucocitos.
19. El método de la reivindicación 17 ó 18, en el que la muestra de células es una muestra de sangre.
20. El método de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que los componentes usados, o las características presentes en las etapas (a), (b) y (c) son como se definió en cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
21. El método de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que las células aisladas se lisan en presencia de dicho segundo soporte sólido.
22. El método de cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, en el que el primer soporte sólido es como se definió en cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, y el segundo soporte sólido, que es diferente de dicho primer soporte sólido, está cargado negativamente.
23. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en el que el ácido nucleico aislado es ADN, y el método comprende una etapa adicional para aislar ARN a partir de la muestra.
24. Un equipo para aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra, que comprende:
(a)
un soporte sólido;
(b)
medios para unir leucocitos a dicho soporte sólido;
(c)
medios para lisar dichas células; y
(d)
medios para unir el ácido nucleico liberado de dichas células lisadas al mismo soporte sólido.
25. El equipo de la reivindicación 24, que comprende además uno o más de:
(e)
un segundo soporte sólido;
(f)
una proteinasa; y
(g)
medios para detectar ácidos nucleicos.
26. Un equipo para aislar ácidos nucleicos a partir de una muestra de células, que comprende:
(a)
un soporte sólido;
(b)
medios para unir las células particulares a partir de las que se desea aislar ácido nucleico a dicho soporte sólido;
(c)
medios para lisar dichas células; y
(d)
medios para unir el ácido nucleico liberado de dichas células lisadas al mismo soporte sólido; y
(e)
un segundo soporte sólido.
27. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, en el que dicho método se realiza usando un sistema automatizado para manejar el soporte sólido durante la lisis celular, la unión de ácidos nucleicos y opcionalmente las etapas de lavado.
28. El método de la reivindicación 27, en el que el sistema automatizado maneja adicionalmente el soporte durante la etapa de aislamiento de células.
29. El método de la reivindicación 27 ó 28, en el que se usa el aparato Bead Retriever^{TM}.
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