$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
العدلات هي خلايا ديناميكية للغاية وسريعة الاستجابة وقصيرة العمر ولا يمكن حفظها بالتبريدحتى الآن 19 ، مما يجعل التحقيقات في بيولوجيتها صعبة. لذلك ، من الضروري اتباع خطوات دقيقة للحصول على العدلات القابلة للحياة والمخصبة والراحة11,20. استخدمت هذه الدراسة تقنية عزل قائمة على الكثافة تؤكد على التلاعب اللطيف والحد الأدنى ، بالإضافة إلى استخدام درجات حرارة منخفضة حتى خطوة التنشيط. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تتم معالجة الدم في غضون 30 دقيقة بعد بزل الوريد وأن يتم تخزينها في درجة حرارة الغرفة. يقدم العمل الحالي خيارا لتقليل إجهاد التلاعب ووقت التجربة. لتبسيط العملية بشكل أكبر ، قدمنا خطوة جديدة (كخيار) في البروتوكول ، والتي تتضمن إزالة كرات الدم الحمراء عن طريق إعادة التعليق اللطيف وشفط طبقة كرات الدم الحمراء بعد إجراء انحلال الدم واحد. تقلل هذه الخطوة من إجهاد التلاعب ووقت التجربة ، لأنها تزيل غالبية كرات الدم الحمراء بخطوة واحدة فقط من انحلال الدم منخفض التوتر. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن مهارات المشغل تؤثر بشكل كبير على فعالية هذه الخطوة ، وقد لا تزيل دائما كرات الدم الحمراء بالكامل. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي شفط كرات الدم الحمراء إلى فقدان العدلات ، لكن هذا لا يؤثر على المحصول ، حيث تم استرداد المزيد من العدلات في البداية من التدرج عند التجميع بالقرب من طبقة كرات الدم الحمراء. لذلك ، يوصى بشفط كرات الدم الحمراء إذا كانت المقايسات لا تتطلب أعلى نقاء ممكن ، أو إذا كان المشغل قد حقق نتائج جيدة باستمرار. بالنسبة لاختبارات الفحص المعروضة هنا ، فإن كمية صغيرة من كرات الدم الحمراء الملوثة (<3٪) لن تتداخل مع النتائج.
لضمان تنفيذ جميع الإجراءات في الوقت المناسب ، بما في ذلك إعداد الكاشف ، يتم تقديم سير عمل (الشكل 2) يوضح بالتفصيل الجدول الزمني وتقسيم المهام بين باحثين. بعد الانتهاء من جميع المقايسات الوظيفية ، يمكن تحضير الخلايا المتبقية لمزيد من التحقيقات الجزيئية ، مثل دراسات omics عن طريق تحلل الخلية مع المخزن المؤقت والتخزين المناسبين.
إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية
انفجار الجهاز التنفسي هو السمة المميزة لفتيلة العدلات وتنشيطها18،21 ، وتقييم إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية هو طريقة شائعة تستخدم لتقدير حالة تنشيط العدلات. قيمت هذه الدراسة إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية باستخدام نهجين: الفحص المجهري الضوئي والقياس الطيفي.
اختبار NBT هو نهج معروف لتقييم انفجار الجهاز التنفسي في العدلات22,23. طريقتان شائعتان الاستخدام هما الفحص المجهري الضوئي (أو اختبار الشرائح) والمقايسات القائمة على القياس الطيفي24،25،26. على الرغم من أن الفحص المجهري الضوئي يسمح بتصور التفاصيل على مستوى الخلية ، إلا أنه عرضة لتحيز المستخدم. لذلك ، يعمل اختبار شرائح NBT كمكمل نوعي للمقايسة الطيفية فيما يتعلق بميزات النمط الظاهري ، مثل أنماط تكوين الفورمازان وشدته وتجميع الخلايا.
الخطوات الحاسمة لكل من الشريحة NBT والاختبارات الطيفية هي NBT والذوبان الكامل للفورمازان. على عكس توصيات الشركة المصنعة ، لا يذوب NBT جيدا في الماء. ومع ذلك ، فإن تجانس NBT في DMSO لمدة 15 دقيقة على الأقل ثم إضافة الماء / HBSS والدوامة لمدة 2 دقيقة يوفر الذوبان الكامل. بالإضافة إلى ذلك ، لتحليل امتصاص الفورمازان ، يجب تحقيق خطوتين حاسمتين: (1) إطلاق بلورات الفورمازان من الخلايا عن طريق تحلل PMN و (2) الذوبان الكامل لبلورات الفورمازان. تم تحقيق كلتا الخطوتين من خلال معالجة حبيبات الخلية بنسبة 10٪ SDS ، كما اقترح مؤخرا27 ، تليها تحليل صوتنة وامتصاص المادة الطافية عند 570 نانومتر.
علاوة على ذلك ، فإن نتائج NBT للمجموعات الضابطة السلبية والإيجابية هي الخطوة الأولى للفحص الذي يجب تقييمه. يجب أن تظهر هذه الخطوة فرقا ملحوظا ، حيث يشير تقييم إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية من خلال الفورمازان إلى ما إذا كانت عملية العزل مسؤولة عن التغييرات غير المرغوب فيها في حالة الراحة للخلايا إما عن طريق التحفيز أو التثبيط.
غالبا ما تستخدم طرق أخرى ، مثل تقليل السيتوكرومج 28 أو تحليل قياس التدفق الخلوي29 ، للكشف عن أنواع الأكسجين التفاعلية ؛ ومع ذلك ، بالنظر إلى نهج الفحص ، يتطلب تطبيقها وقتا أطول للتجربة ، واستخدام علامات محددة ، وأدوات باهظة الثمن. يعد التلألؤ الكيميائي للمينول / الأيزولومينول طريقة سريعة وفعالة من حيث التكلفة للكشف عن أنواع الأكسجين التفاعلية مع السماح أيضا بالتمايز بين أنواع الأكسجين التفاعلية داخل وخارج الخلية. ومع ذلك ، مطلوب مقياس الإنارة لهذه الطريقة30,31. على الرغم من أنه يمكن التحايل على تكلفة الأداة باستخدام مرفق ، إلا أنه سيظل غير صالح لتحليل الفرز الذي يتم إجراؤه في وقت واحد مع المقايسات الأخرى.
البلعمه
يوفر حضانة PMN / الخميرة نظرة عامة على قدرة البلعمة العدلة وفعاليتها من خلال حساب عدد العدلات التي تؤدي البلعمة وعدد الخمائر التي يتم ابتلاعها لكل عدلات. ومع ذلك ، نظرا لأن جسيم الخميرة نفسه هو إشارة تنشيط ، فإن مقارنة المجموعة الضابطة مع PMN المعالج مسبقا يشكل نظام تحفيز مزدوج ، والذي قد لا يعرض تغييرات كبيرة ، كما هو موضح في CTRL مقابل PMN المعالج ب fMLP (الشكل 4). ومع ذلك ، فإن هذا الاختبار مفيد في الإشارة إلى ما إذا كان المغير المحتمل سيولد أي تأثير على البلعمة. تم اختبار ببتيد جديد مضاد للميكروبات باستخدام هذا الفحص ، وتشير النتائج إلى استجابة محتملة مثيرة للاهتمام لهذا المزيج من المحفزات ، والتي تمت مناقشتها مؤخرا حسب الحاجة للتنشيطالفعال 32.
الخطوة الحاسمة لهذا الفحص هي التلوين ، حيث يصبح التحليل غير موثوق به إذا تم الاحتفاظ بالشريحة على panoptic رقم 3 (الهيماتوكسيلين) لمدة ≥3 ثوان. وذلك لأنه لا يمكن تمييز خلايا فطر الخميرة والفصوص النووية المتعادلة بعضها عن بعض. علاوة على ذلك ، يسمح هذا النهج بتحليل مورفولوجيا العدلات بعد التعرض للمعدلات. قياس التدفق الخلوي هو تقنية فعالة أخرى لتحليل البلعمة33 ، على الرغم من أن لها قيودا من خلال صعوبة التمييز بين الجسيمات المرتبطة بالغشاء والغارقة والعوامل الأخرى المتعلقة بمجموعة الفحص المقترحة ، كما تمت مناقشته في الموضوع السابق. ويلاحظ نفس القيد في الطريقة الموصوفة هنا، على الرغم من أن هذا يعتبر بمثابة فحص أولي لتوجيه دراسات المتابعة.
الترحيل في الوقت الحقيقي
تم تحسين بروتوكول الفحص في الوقت الفعلي لتقييم قدرة ترحيل PMNs. على الرغم من أن دراسة سابقة أشارت إلى أن طلاء الجانب السفلي من لوحة RTCA كان ضروريا لمقايسة الهجرة لإظهار الفرق بين التحكم السلبي ومعالجة IL-815 ، أظهرت هذه الدراسة قيم فاصل ثقة عالية (CI) للخلايا المعالجة ب fMLP دون إضافة عوامل طلاء. قدمت النتائج قابلية عالية للتكاثر مع هجرة كبيرة من 12 دقيقة فصاعدا. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكشف تحليل ملاءمة المنحنى لبيانات الهجرة التي تم الحصول عليها عن معلمات ، مثل الحد الأقصى لمؤشر الخلية وكذلك زيادة ونقصان المنحدر ، والتي تكون مفيدة لفهم ديناميكيات الهجرة ، وقد تعتمد على التركيز أو تختلف بين الظروف. كان أفضل ملاءمة لمنحنيات هجرة العدلات (الشكل 5) هو دالة Gompertz المعدلة34 ، مما يدل على أن fMLP يزيد من الحد الأقصى لمؤشر الخلية وزيادة الميل.
مطلوب اهتمام خاص لتجنب الفقاعات في نظام RTCA لأنها يمكن أن تمنع الخلايا التي تمر عبر الأقطاب الكهربائية ، مما يعرض التجربة للخطر. العامل المحدد هو التكلفة العالية للوحات. على الرغم من أن التقنيات الأرخص تحلل هجرة الخلايا ، إلا أنها تفتقر إلى قابلية التكاثر الجيدة أو صعبة وتستغرق وقتا طويلا ، مثل غرفة Boyden35. لذلك ، RTCA هو تحليل ترحيل موثوق به متوافق مع اختبارات الفحص الأخرى المعروضة هنا.
شباك
أخيرا ، تم تطوير اختبار واعد وسهل ومنخفض التكلفة لإجراء تقييم أولي لتشكيل NET باستخدام المجهر الضوئي. تم اشتقاقه من ملاحظة شرائح البلعمة ، حيث تسبب PMA ، وهو حافز محدد يحفز NET تم اختباره لتأثيره على قدرة البلعمة ، في تكوين بنية تشبه الويب مقارنة بمجموعات CTRL و fMLP. افترض هذا العمل أن هذه الهياكل يمكن أن تشير إلى الإصدار الصافي. تم اختبار هذه الفرضية عن طريق معالجة العينات باستخدام DNase I بعد التنشيط ، حيث لم يتم العثور على هياكل خيطية في العدلات المنشطة PMA. يعتمد الافتراض بأن مثل هذه الهياكل من المحتمل أن تكون شبكات NETs على حقيقة أن PMA يتم الاستشهاد به كمحفز معروف لتشكيل NET 36,37 ، والعثور على هياكل مماثلة بواسطة المجهر الفلوري باستخدام علامات محددة ل NETs38,39 وتدهور NETs التي يحفزها DNase I40,41. من المهم التأكيد على أن هذه ليست طريقة لتأكيد تكوين NET ، ولكنها مجرد فحص أولي يشير إلى وجود NETs. على الرغم من أن هذا الاختبار له قيود ، حيث يمكن الخلط بين NETs والتحف الملطخة ، إلا أنه يخدم غرضا ذا صلة في اقتراح تكوين NET في فحص سريع ومنخفض التكلفة يمكن إجراؤه مع اختبارات وظيفية أخرى. بمجرد اكتشافها على أنها ذات صلة بالدراسة التي يتم فحصها ، يمكن تقييم الشبكات بشكل أكبر بواسطة المجهر البؤري أو المجهريالإلكتروني 42 ، كما تمت مناقشته لاحقا.
في مختبرنا ، يتم تقييم الببتيدات الجديدة المضادة للميكروبات ، والتي من المحتمل أيضا أن يكون لها أنشطة مناعية ، بشكل متكرر من خلال هذه المجموعة من فحوصات الفحص لتوجيه المزيد من التحليل بشكل أفضل لتأثيرات بعض الببتيدات على العدلات البشرية ، حيث يظهر البعض خصائص ROS43 المثيرة للاهتمام ، البلعمة ، الهجرة و / أو خصائص تعديل الشبكة.
في الختام ، توفر شاشة NeutroFun أداة قيمة لتحديد المعدلات المحتملة لنشاط العدلات ذات الكثافة الطبيعية من عدد كبير من المركبات غير المختبرة. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن هذه الطريقة تعمل فقط كفحص أولي. بعد هذا الفحص الأولي ، يمكن توجيه منهجيات أكثر تكلفة ومتقدمة وتستغرق وقتا طويلا إلى وظائف أو مسارات محددة تقترحها هذه النتائج الأولية للتحقق من صحة البيانات. لإنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية ، والبلعمة ، وتكوين NET ، هناك طرق بديلة للتحقق من صحة البيانات والحصول على مزيد من النتائج الكمية. يمكن إجراء التصور الصافي والقياس الكمي من خلال التحليل المجهري المناعي ، والذي يحدد وجود وتداخل الحمض النووي خارج الخلية والبروتينات الحبيبية ، مثل الميلوبيروكسيديز والإيلاستاز العدلات ، كما هو موضح بالتفصيلمؤخرا 42. تلعب أنواع الأكسجين التفاعلية أدوارا حاسمة مختلفة في العديد من العمليات البيولوجية ، وبالتالي فإن دراستها واسعة الانتشار ومتنوعة. من بين المنهجيات الأكثر رسوخا تلك التي تستخدم الأجسام المضادة ، مثل مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) والنشاف المناعي للتلألؤ ، أو الكشف عن التألق - مثل قياس التدفق الخلوي للخلايا تحت علامات مختلفة - من خلال DCFDA ، التحليل الطيفي EPR ، وقياسات النشاط الأنزيمي44. وبالمثل ، يتم إجراء تقييم قوي للبلعمة بعدة طرق. تشمل الطرق البديلة قياس التدفق الخلوي وحده45,46 أو جنبا إلى جنب مع المجهر الفلوري47. إن ترحيل الخلايا في الوقت الفعلي الموصوف هو اختبار قوي وكاف لا يتطلب مزيدا من التحقق من الصحة ويقدم معلمات لا يمكن للمنهجيات الأخرى التفكير فيها. قد تتناسب مجموعات أخرى من هذه الأساليب بشكل أفضل مع سيناريوهات محددة ، ولكن باختصار ، يمثل هذا مزيجا سريعا وبأسعار معقولة يشمل العديد من أنشطة العدلات.
باختصار ، تهدف هذه الدراسة إلى توفير مجموعة من المقايسات التي تتكون من منهجيات بسيطة وسريعة ومنخفضة التكلفة لتقييم استجابات العدلات المتعددة للجزيئات والظروف الجديدة كوسيلة لتوجيه الجهود بشكل أفضل نحو المنهجيات المتقدمة. كقيود رئيسية ، يجب اعتبار النتائج من فحوصات ROS و NET والبلعمة أولية وتحتاج إلى مزيد من التحقق من الصحة من خلال فحوصات أكثر تحديدا وتفصيلا ، وتلك التي تعتمد على عدد خلايا الفحص المجهري غير الآلي عرضة للتحيز اللاواعي.