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Research Article
Isa Marmelo1,2,3, Zélia Silva4,5, Daniel Bolotas2, Ricardo N. Alves6, Paula A. Videira4,5,7, António Marques2,3, Mário Sousa Diniz1,5, Ana Luísa Maulvault1,2,5
1UCIBIO - Applied Molecular Biosciences Unit, Department of Chemistry, NOVA School of Science and Technology,NOVA University of Lisbon, 2IPMA DivAV - Division of Aquaculture, Upgrading and Bioprospection,Portuguese Institute for the Sea and Atmosphere, 3CIIMAR - Interdisciplinary Centre of Marine and Environmental Research,University of Porto, 4UCIBIO - Applied Molecular Biosciences Unit, Department of Life Sciences, NOVA School of Science and Technology,NOVA University of Lisbon, 5Associate Laboratory i4HB - Institute for Health and Bioeconomy, NOVA School of Science and Technology,NOVA University of Lisbon, 6Bioscience Core Lab,King Abdullah University of Science and Technology, 7CDG & Allies - Professionals and Patient Associations International Network (CDG & Allies - PPAIN), Department of Life Sciences, NOVA School of Science and Technology,NOVA University of Lisbon
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Dieses Manuskript beschreibt die Isolierung und Fixierung von Leukozyten, die aus der Kopfniere der Goldbrasse extrahiert wurden, und die Beurteilung ihrer Lebensfähigkeit mittels Durchflusszytometrie. Diese Arbeit trägt zur Standardisierung von Protokollen bei und ermöglicht die Verarbeitung einer größeren Anzahl von Proben, ohne die Probenqualität zu beeinträchtigen, wodurch Fortschritte im Wissen über die Fischimmunologie gefördert werden.
Die Immunität ist entscheidend für die physiologische Regulation von Organismen und dient als primäre Abwehr gegen Krankheitserreger und Umweltstressoren. Die Isolierung und Analyse von Immunzellen liefert wichtige Einblicke in die Immunantwort auf äußeren Druck. Der Mangel an harmonisierten Protokollen für weniger untersuchte Arten, wie z. B. Meeresfische, führt jedoch oft zu technischen und analytischen Herausforderungen, die die Interpretation der Daten und ein gründliches Verständnis der artspezifischen Immunantworten behindern. Ziel dieser Studie war es, ein optimiertes, auf Durchflusszytometrie basierendes Analyseverfahren zur Charakterisierung und Bestimmung der Lebensfähigkeit von Leukozyten aus der Kopfniere (dem wichtigsten hämatopoetischen Organ bei Teleostfischen) von juvenilen Dorade (Sparus aurata) zu etablieren. Das Verfahren begann mit der Isolierung von Leukozyten durch einen Homogenisierungsprozess unter Verwendung der ausgewogenen Salzlösung von Hanks, gefolgt von einer optimierten Percoll-Dichtegradientenzentrifugationsmethode, um hohe Wiederfindungsraten von Leukozyten bei minimaler Erythrozytenkontamination zu gewährleisten, die für eine effiziente nachfolgende Durchflusszytometrie-Analyse erforderlich ist. Zusätzlich wurde eine neuartige Technik unter Verwendung eines zellreaktiven Farbstoffs (LIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stain Kit) eingesetzt, um lebensfähige von toten Zellen anhand ihrer fluoreszierenden Färbemuster zu unterscheiden. Die Fixierung wurde mit 3,7 % Formaldehyd erreicht, wodurch die Zellmorphologie, die Lebensfähigkeit und die Färbeeffizienz erhalten blieben. Bei der durchflusszytometrischen Analyse wurden erfolgreich drei vorherrschende Leukozytenpopulationen identifiziert: Lymphozyten, Monozyten und Granulozyten. Diese Methode ermöglichte nicht nur Viabilitätstests, sondern auch die genaue Differenzierung von Zelltypen. Die Verbesserung der Durchflusszytometrie-Protokolle stellt einen Fortschritt in der Fischimmunologie dar, indem sie die Genauigkeit und Effizienz der Immunzellanalyse erhöht. Darüber hinaus reduziert dieses Protokoll durch die Fixierung von Zellen für eine spätere Analyse den Zeit- und Arbeitsaufwand für Immunbewertungen erheblich, was es zu einem wertvollen Werkzeug sowohl für die Forschung als auch für praktische Anwendungen in verschiedenen Forschungsbereichen macht.
Die Immunität spielt eine zentrale Rolle bei der physiologischen Regulation von Organismen und fungiert als primäre Abwehr gegen eine Vielzahl von Krankheitserregern und Umweltstressoren1. Wie andere Wirbeltiere verfügen auch Fische über ein komplexes, dynamisches und koordiniertes Immunsystem, das für ihre allgemeine Gesundheit und ihr Wohlbefinden unerlässlich ist1.
Teleostfische verfügen sowohl über ein angeborenes als auch über ein adaptives Immunsystem, das gleichzeitig schädliche Eindringlinge erkennt, darauf reagiert und sie neutralisiert2. Das angeborene Immunsystem fungiert als erste Verteidigungslinie und reagiert sofort und unspezifisch auf Krankheitserreger2, während sich das adaptive Immunsystem im Laufe der Zeit entwickelt und eine spezialisiertere Reaktion bietet, die es den Fischen ermöglicht, spezifische Krankheitserreger zu erkennen und ein immunologisches Gedächtnis aufzubauen3. Das Immunsystem von Fischen stützt sich auf spezialisierte primäre lymphatische Organe (d. h. Thymus und Kopfniere) und sekundäre lymphatische Organe (z. B. Milz und Mukosa-assoziiertes lymphatisches Gewebe (MALT)), um die Immunabwehr zu unterstützen und die allgemeine Gesundheit zu erhalten4. Die Kopfniere ist das primäre hämatopoetische Organ bei Teleostfischen und spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Reifung von Immunzellen, einschließlich Leukozyten5.
In den letzten Jahren wurden erhebliche Fortschritte bei der Untersuchung der Immunantworten mehrerer Fischartenerzielt 2. Ein Schwerpunkt lag dabei auf dem Verständnis von Leukozytenpopulationen und ihrer Aktivität. Leukozyten, auch weiße Blutkörperchen genannt, werden im Allgemeinen in Monozyten, Lymphozyten und Granulozyten eingeteilt und spielen eine entscheidende Rolle bei der Immunabwehr von Fischen. Sie verfügen über phagozytische Zellen, die für das Verschlingen und Zerstören von Krankheitserregern verantwortlich sind und bakterizide reaktive Sauerstoffspezies freisetzen, die zur Eliminierung eindringender Mikroorganismen beitragen6. Leukozyten sind ebenfalls am Entzündungsprozess beteiligt und tragen dazu bei, Infektionen zu isolieren und auszurotten und gleichzeitig die Gewebereparatur zu fördern6. Die Häufigkeit und Aktivität von Leukozytenpopulationen sind wichtige Indikatoren für den Immunstatus bei Tiergesundheit und -krankheit 7,8.
Einige Studien haben gezeigt, dass Stressfaktoren, wie z. B. ungünstige Umweltbedingungen, die Anzahl und Morphologie der Erythrozyten und die Zusammensetzung der zirkulierenden Leukozyten verändern können 9,10. Wie von Franke et al. (2024) überprüft, ist es beispielsweise von entscheidender Bedeutung, das Immunsystem von Fischen in Szenarien des Klimawandels zu untersuchen, da Umweltstressoren die Immunität der Fische beeinträchtigen, die Krankheitsanfälligkeit erhöhen und die Infektiosität bestimmter Krankheitserreger erhöhen können, was letztendlich das Fortschreiten der Krankheit beschleunigt11. Darüber hinaus ist das Verständnis der Immunität von Fischen nicht nur für die Förderung der biologischen Grundlagenforschung, sondern auch für die Unterstützung verschiedener Bereiche der Gesellschaft, wie z. B. der Aquakulturindustrie, von entscheidender Bedeutung. Da die Aquakultur weltweit weiter expandiert, wird die Gewährleistung der Gesundheit und des Wohlergehens von Zuchtfischarten immer wichtiger. Dennoch ist das Wohlergehen von Fischen nach wie vor ein relativ neues Forschungsgebiet, und die Immunreaktionen von Zuchtfischen erfordern immer noch gründliche und standardisierte Bewertungen. Die Priorisierung von Immunantwortstudien ist von größter Bedeutung, da die gewonnenen Informationen die Nachhaltigkeit und Produktivität der Aquakultur durch effektive und maßgeschneiderte Ansätze verbessern können, die das Wohlergehen und die Widerstandsfähigkeit von Nutztieren verbessern.
Die Quantifizierung und Identifizierung von Leukozyten erfolgt in der Regel mit hämatologischen Methoden, wie z. B. der manuellen Zählung mit Bürker-, Neubauer- oder Thoma-Hämozytometern sowie mit gefärbten Blutausstrichen 7,10. Um die Visualisierung und Differenzierung von Blutzellen zu unterstützen, werden häufig Färbekits wie Wright, May-Grünwald-Giemsa und Hemacolor eingesetzt 7,12. Diese manuellen Zellzähltechniken sind jedoch mühsam, zeitaufwändig und anfällig für menschliche Fehler 8,10. Häufige Fehlerquellen sind unzureichendes Mischen oder Verdünnen des Blutes, Färbeprobleme und eine falsche Beladung der Hämozytometerkammer, die alle zu ungenauen Zellzählungen führen können12. Darüber hinaus erfordert die manuelle hämatologische Analyse ein hohes Maß an Fachwissen und Erfahrung, um die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten7. Da die Nachfrage nach präzisen und effizienten Diagnosewerkzeugen steigt, wird die Entwicklung innovativer Methoden, die ein tiefgreifendes Verständnis des Immunstatus von Fischpopulationen ermöglichen, zu einem immer wichtigeren Schritt, um dieses Gebiet voranzubringen.
Die Durchflusszytometrie hat sich in diesem Zusammenhang als leistungsstarkes Werkzeug erwiesen und bietet einen quantitativen Ansatz mit hohem Durchsatz zur Analyse von Leukozytenpopulationen und der Zellviabilität8. Diese moderne Diagnosetechnologie ermöglicht den schnellen Nachweis, die Zählung und die Charakterisierung einzelner Zellen in gemischten Populationen mit bemerkenswerter Präzision13. Darüber hinaus ermöglicht die Durchflusszytometrie simultane multiparametrische Messungen sowohl zur phänotypischen als auch zur funktionellen Charakterisierung. Obwohl seine Anwendung im klinischen Umfeld am Menschen und in der Veterinärmedizin weit verbreitet ist, bleibt seine Anwendung bei der Untersuchung von Fischleukozyten sehr begrenzt8. Obwohl einige Forschungsarbeiten an verschiedenen Fischarten durchgeführt wurden 1,6,8,13,14,15,16,17, müssen noch einige kritische Herausforderungen angegangen werden. Eine große Herausforderung bei diesen Analysen ist die Notwendigkeit, Suspensionen von lebenden Leukozyten zu erhalten, die aus peripherem Blut oder lymphatischen Geweben, wie z.B. der Kopfniere, extrahiertwurden 1. Die Isolierung von Leukozyten ist oft schwierig, da es ein einzigartiges Merkmal von Teleostfischen gibt: das Vorhandensein von kernhaltigen Erythrozyten. Die unbeabsichtigte Kontamination mit Erythrozyten kann die Leukozytenanalyse aufgrund ihrer Größe, ihrer eiförmigen Form und des Vorhandenseins eines Zellkerns beeinträchtigen1. Es ist daher zwingend erforderlich, Erythrozyten aus Leukozytensuspensionen zu eliminieren, um eine hohe Leukozytenreinheit zu erreichen und die phänotypischen und funktionellen Eigenschaften von Leukozyten durch durchflusszytometrische Analyse zu untersuchen. Bei Säugetieren beinhaltet die Leukozytenisolierung typischerweise eine osmotische Lyse von Erythrozyten oder eine Trennung durch Dichtegradient mit Ficoll oder Percoll1. Die osmotische Lyse ist jedoch sowohl bei Meer- als auch bei Süßwasserfischen unwirksam, da ihre kernhaltigen Erythrozyten nicht richtig lysiert werden können1. Stattdessen wird die Trennung durch Dichtegradienten bei Fischen bevorzugt, da sie die Zellstabilität über die Zeit effektiv bewahrt1. Obwohl es in einigen Studien gelungen ist, Leukozyten aus Jungfischen zu isolieren, konzentriert sich ein Großteil der Forschung immer noch hauptsächlich auf erwachsene Populationen17. Nichtsdestotrotz sind die frühen Lebensstadien nicht nur anfälliger für Krankheitsausbrüche, sondern auch kleiner, was den Probenahmeprozess komplexer und herausfordernder macht. Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass die derzeitigen Methoden oft auf eine begrenzte Anzahl von Proben oder Replikaten gleichzeitig beschränkt sind, da die Bewertung der Lebensfähigkeit von Leukozyten eine sofortige Verarbeitung erfordert. Verzögerungen bei der Probenverarbeitung können sich negativ auf die Lebensfähigkeit der Zellen auswirken, wodurch weitere Komplikationen in den Probenahmeprozess eingeführt werden und möglicherweise die gesamte Arbeit gefährdet wird.
Nach unserem Kenntnisstand ist es bei keiner der veröffentlichten Methoden gelungen, Leukozytenzellen für eine anschließende Viabilitätsanalyse mittels Durchflusszytometrie zu fixieren. Die vorliegende Studie ist wegweisend, da sie eine effiziente Methode zur Isolierung von Leukozyten aus der Kopfniere von juvenilen Goldbrassen (Sparus aurata), der wichtigsten Fischart in südeuropäischen Ländern, unter Verwendung einer Percoll-Dichtegradienten-Trennungsmethode etabliert. Wir stellen auch eine verbesserte färbebasierte Technik vor, die lebende von toten Zellen unterscheidet und gleichzeitig die wichtigsten Leukozytenpopulationen (Lymphozyten, Monozyten und Granulozyten) durch Durchflusszytometrie identifiziert. Das verbesserte Protokoll beinhaltet eine Zellfixierung, die eine Analyse lebensfähiger Zellen bis zu 1 Monat nach dem Eingriff ermöglicht. Die Implementierung dieses Durchflusszytometrie-Protokolls hat das Potenzial, den Zeit- und Arbeitsaufwand, der normalerweise für Immunbewertungen erforderlich ist, erheblich zu reduzieren, was es zu einer wertvollen Technik sowohl für die Forschung als auch für praktischere Anwendungen im Aquakultursektor macht. Die Anwendung dieser Methodik bietet Vorteile für die Analyse einer großen Anzahl von Proben, die Konservierung der Zellen und die Ermöglichung einer verzögerten Analyse durch Durchflusszytometrie. Daher könnte es sehr hilfreich sein, wertvolle Einblicke in die Immunmechanismen von Fischen zu gewinnen und zu erfahren, wie die Lebensfähigkeit von Zellen durch verschiedene Umwelt- oder Versuchsbedingungen beeinflusst wird. Darüber hinaus kann dieser Viabilitätsassay in die multiparametrische phänotypische und funktionelle Charakterisierung spezifischer Immunzellpopulationen integriert werden. Dieser Ansatz ermöglicht eine umfassendere Analyse mehrerer immunologischer Parameter, die direkt mit den entsprechenden Zelltypen verknüpft und ein klareres Verständnis der Immunantworten ermöglicht wird. Diese Erkenntnisse könnten zur Entwicklung wirksamerer Strategien beitragen, einschließlich verbesserter Ansätze für das Krankheitsmanagement in Aquakulturen.
Dieses Protokoll muss von Forschern durchgeführt werden, die für Tierversuche zertifiziert sind (EU-Funktionen A und B). Alle Verfahren im Zusammenhang mit dem Umgang mit Tieren und der Probenentnahme müssen den ANARRIVE-Richtlinien (Animal Research: Reporting of in vivo Experiments) entsprechen und ethischen Standards für die Pflege und Verwendung von Tieren gemäß den Empfehlungen der Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA) entsprechen. Die vorliegende Studie folgte all diesen Standards sowie der portugiesischen Gesetzgebung für die Versuchstierkunde (EU-Richtlinie 2010/63; Gesetzesdekret Nr. 113/2013). Die Forschung wurde von der Tierschutz- und Ethikstelle der IPMA (ORBEA, LABVIVOS-002-AquaClimAdapt) unter der Aufsicht der Nationalen Behörde für die Verwendung lebender Tiere, bekannt als Generaldirektion Lebensmittel und Veterinärwesen (DGAV), unter der ethischen Freigabenummer 20596/25-S genehmigt.
1. Untersuchung des Modells und der Erhaltung von Organismen
HINWEIS: Diese Studie wurde speziell für juvenile Dorade (Sparus aurata) mit einem Durchschnittsgewicht von 30,0 ± 5,0 g und einer Gesamtlänge von 12,0 ± 2,0 cm durchgeführt. Diese Methode lässt sich möglicherweise nicht direkt auf andere Fischarten anwenden, da verschiedene Arten einzigartige physiologische und immunologische Eigenschaften aufweisen, die die Leukozytenisolierung, die Zellfixierung und die Viabilitätsbewertung beeinflussen können. Für andere Arten können Anpassungen des Protokolls erforderlich sein, und es werden Vorstudien empfohlen, um die Bedingungen für jede Zielart zu optimieren.
2. Fischprobenahme, Euthanasie, Sektion und Entnahme von Kopfnieren

Abbildung 1: Stellung der Kopfniere: (A) Abbildung, die die typische Lage der Kopfniere hinter den Kiemen und entlang des vorderen dorsalen Bereichs der Körperhöhle darstellt; (B) Repräsentatives Bild der Kopfniere in der Dorade, das ihre dunklere Färbung im Vergleich zum umgebenden Gewebe hervorhebt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
3. Isolierung von Leukozyten der Kopfniere (Abbildung 2)

Abbildung 2: Illustrative Beschreibung der Leukozytenisolierung aus der Kopfniere. Das Protokoll umfasst mehrere Schritte: Beginnend mit der Homogenisierung des Gewebes, gefolgt von der Zentrifugation des Dichtegradienten, der Entnahme des Leukozytenrings, dem Waschen des Leukozytenrings und schließlich der Resuspension und Einstellung der Zellkonzentration. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Leukozytenring an der Grenzfläche zwischen dem Dichtegradientenmedium und dem Zelltrümmerpellet. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
4. Färbung und Fixierung von Leukozyten (Abbildung 4)
HINWEIS: Die LIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stain Kits bieten eine verbesserte Methode zur Bewertung der Zellviabilität in fixierten Zellen mittels Durchflusszytometrie. Diese Assays verwenden einen fluoreszierenden reaktiven Farbstoff, der mit zellulären Aminen interagiert. Wenn die Zellmembranen beeinträchtigt sind, kann der Farbstoff in die Zellen eindringen und mit freien Aminen sowohl im Inneren als auch auf der Zelloberfläche reagieren, was zu einer intensiven Fluoreszenzfärbung führt. Umgekehrt stehen in lebensfähigen Zellen nur die Amine der Zelloberfläche zur Verfügung, um mit dem Farbstoff zu reagieren, was zu einer relativ schwachen Färbung führt. Die Färbeintensität bleibt nach der Fixierung mit Formaldehyd erhalten, das auch die Probe konserviert, indem es das Wachstum von Mikroorganismen verhindert. Die LIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stain Kits sind bis auf den Fluoreszenzfarbstoff identisch - erhältlich in Blau, Violett, Aqua, Gelb, Grün, Rot, Fernrot oder Nahinfrarot (Infrarot). In dieser Studie haben wir den Nah-IR-Fluoreszenz-Reaktivfarbstoff verwendet. Darüber hinaus ermöglicht dieser einfarbige Assay die parallele Prüfung anderer Parameter in einem Mehrfarbenexperiment.

Abbildung 4: Illustrative Beschreibung der Färbung und Fixierung von Leukozyten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
5. Durchflusszytometrie

Abbildung 5: Durchflusszytometrische Gating-Strategie zur Beurteilung der Lebensfähigkeit in Kopfnierenzellen: (A) Stellt das FSC-A/SSC-A-Profil aller gesammelten Ereignisse dar. (B) Stellt den Multiplett-Ausschluss basierend auf der Definition des Einzelkornbereichs dar, der auf der Linearität im Diagramm der Vorwärtsstreuung (FSC-A)/Vorwärtsstreuung (FSC-H) basiert. (C) Stellt die 3 Hauptpopulationen dar, die auf der Grundlage von FSC-A/SSC-A definiert wurden, nach Ausschluss von Multipletten. (D) Stellt ein Histogramm dar, das die Lebend-/Tot-Viabilitätsfärbung zeigt. Um den Schwellenwert festzulegen, der die Unterscheidung zwischen lebenden und toten Zellen ermöglicht, wurden die Leukozyten einem leichten Hitzeschock (50 °C, 7 min) unterzogen und dann mit Viabilitätsfarbstoff gefärbt. Zellen mit hoher Färbeintensität positiv (++) sind die toten Zellen, und niedrig färbbare positive Zellen (+-) sind die lebenden Zellen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 6 zeigt repräsentative durchflusszytometrische Daten, die Leukozytenpopulationen zeigen, die aus der Kopfniere von juvenilen Goldbrassen (Sparus aurata) isoliert wurden, und ihre Zellviabilität unter Verwendung des in dieser Studie beschriebenen Protokolls. Die Abbildung vergleicht zwei Proben: eine mit hoher zellulärer Lebensfähigkeit, bei der die Fische optimalen Bedingungen ausgesetzt waren (Abbildung 6A), und eine andere mit geringer zellulärer Lebensfähigkeit, bei der die Zellen thermischem Stress ausgesetzt waren (Abbildung 6B).
In beiden Proben wurden mit der vorliegenden Methode drei Haupt-Leukozytenpopulationen identifiziert: Lymphozyten (LY), Monozyten (MO) und Granulozyten (GR). Diese Populationen wurden auf der Grundlage von Unterschieden in der Zellgröße und -komplexität unterschieden, wie durch Vorwärtsstreudiagramme (FSC-A) und Seitenstreuung (SSC-A) angezeigt wird. Die Vorwärtsstreuung (FSC-A) gibt die relative Zellgröße an, während die Seitenstreuung (SSC-A) die interne Komplexität bzw. Granularität der Zellen widerspiegelt und so eine klare Trennung der Populationen ermöglicht. Unter optimalen Bedingungen (Abbildung 6A) verteilten sich die Leukozytenpopulationen wie folgt: LY bei 31,0 %, MO bei 38,0 % und GR bei 31,0 %. In der Stichprobe, die thermischem Stress ausgesetzt war (Abbildung 6B), wurde jedoch eine Verschiebung in der Verteilung dieser Populationen beobachtet, wobei die LY auf 21,3 % abnahm, die MO auf 45,6 % anstieg und die GR mit 33,1 % relativ stabil blieb.
Eine weitere Analyse der Zellviabilität, die in Abbildung 6A1-A3 und Abbildung 6B1-B3 detailliert ist, zeigt einen signifikanten Kontrast zwischen den beiden Proben. Wie zu beobachten ist, wies die Probe, die optimalen Bedingungen ausgesetzt war (Abbildung 6A), eine höhere Lebensfähigkeit auf, mit einer Dominanz lebender Zellen (dargestellt in blau) in allen Leukozytenpopulationen. Im Gegensatz dazu zeigte die thermisch belastete Probe (Abbildung 6B) einen signifikanten Anstieg des Zelltods (intensivere Färbung in rot), wobei LY 50,7 % Zelltod, MO 83,7 % und GR 84,5 % zeigte.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse deutlich die Wirksamkeit des Protokolls sowohl bei der Isolierung und Analyse von Leukozytenpopulationen als auch bei der Beurteilung der Zellviabilität. Darüber hinaus liefern die Daten wertvolle Erkenntnisse darüber, wie Stressbedingungen, wie z. B. thermische Exposition, die Dynamik der Leukozytenpopulation und die Lebensfähigkeit der Zellen beeinflussen. Die beobachteten Verschiebungen in der Zellverteilung und der Lebensfähigkeit unter Stress deuten darauf hin, dass die thermische Exposition nicht nur das Gleichgewicht der Leukozytenpopulationen stört, sondern auch die Zellgesundheit beeinträchtigt. Diese Veränderungen können auf eine Immunantwort auf Stress hinweisen, was auf einen aktiven Abwehrmechanismus hinweist, der durch Umweltstressoren ausgelöst wird.

Abbildung 6: Repräsentative Diagramme der Durchflusszytometrie, die die Identifizierung und Lebensfähigkeit verschiedener Leukozytenpopulationen aus der Kopfniere der Goldbrasse (Sparus aurata) veranschaulichen: (A) Probe mit hoher Zellviabilität, die optimalen Bedingungen ausgesetzt war: Das linke Feld zeigt das Gating von Leukozytenpopulationen auf der Grundlage von FSC-A/SSC-A, zur Identifizierung von Lymphozyten (LY), Monozyten (MO) und Granulozyten (GR); Lebensfähigkeit von LY (A.1), MO (A.2) und GR (A.3). (B) Probe mit geringer Zellviabilität, thermischer Belastung ausgesetzt: Das linke Feld zeigt das Gating von Leukozytenpopulationen auf der Grundlage von FSC-A/SSC-A, zur Identifizierung von Lymphozyten (LY), Monozyten (MO) und Granulozyten (GR); Lebensfähigkeit von LY (B.1), MO (B.2) und GR (B.3). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Ergänzende Abbildung 1: Repräsentatives Bild eines Quarantänebeckens mit einem Gesamtfassungsvermögen von 660 L. Bitte klicken Sie hier, um diese Abbildung herunterzuladen.
Ergänzende Abbildung 2: Bild eines RAS-System-Setups. (1) Profilux; (2) Leuchten; (3) Aquarien/Aquarien; (4) Kühlschrank; (5) Wasserhähne in Aquarien; (6) Blauer Siphon für Aquarienwasserauslässe; (7) Sumpf; (8) Eiweißabschäumer; (9) Mechanischer Filter (Filterbeutel); (10) Mechanischer Filter (blauer Schwamm + Glaswolle); (11) Biologischer Filter (Biobälle); (12) Thermostat; (13) Hauptpumpe; (14) UV-Sterilisator; (15) Temperatursensor; (A) Mechanischer Filter (blauer Schwamm); (B) Mechanischer Filter (Glaswolle). Bitte klicken Sie hier, um diese Abbildung herunterzuladen.
Ergänzende Tabelle 1: Zusammensetzung der Inhaltsstoffe (%) und Näherungsanalyse (% TM) des in der Studie verwendeten Versuchsfutters. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Ergänzende Tabelle 2: Im Protokoll verwendete Reagenzien: Gesundheitsgefahren, Gefahrenhinweise, Sicherheitshinweise und Erste-Hilfe-Maßnahmen. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Ergänzende Tabelle 3: Geeignete Anregungs- und Detektionskanäle für die Verwendung mit den aminreaktiven LIVE/DEAD-fixierbaren Totzellfärbungen. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Ergänzende Datei 1: Berechnungen für die Herstellung von Lösungen. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.
Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen, persönlichen oder beruflichen Interessenkonflikte haben, die die Forschung, Analyse, Dateninterpretation, das Schreiben oder die Entscheidung, das Manuskript zur Veröffentlichung einzureichen, beeinflusst haben könnten.
Dieses Manuskript beschreibt die Isolierung und Fixierung von Leukozyten, die aus der Kopfniere der Goldbrasse extrahiert wurden, und die Beurteilung ihrer Lebensfähigkeit mittels Durchflusszytometrie. Diese Arbeit trägt zur Standardisierung von Protokollen bei und ermöglicht die Verarbeitung einer größeren Anzahl von Proben, ohne die Probenqualität zu beeinträchtigen, wodurch Fortschritte im Wissen über die Fischimmunologie gefördert werden.
Diese Arbeit wurde von der Fundação Portuguesa para a Ciência e Tecnologia (FCT I.P.) im Rahmen des Projekts Aqua-CLIMADAPT (PTDC/CTA-AMB/0592/2021, https://doi.org/10.54499/PTDC/CTA-AMB/0592/2021) unterstützt. Wir würdigen das BioLab, das von der Abteilung für angewandte molekulare Biowissenschaften (UCIBIO) und dem Associated Laboratory for Green Chemistry Research Unit – LAQV unterstützt wird, die aus nationalen Mitteln von FCT/MCTES (UIDB/04378/2020 bzw. UIDB/50006/2020) finanziert werden, sowie das Associate Laboratory Institute for Health and Bioeconomy – i4HB (LA/P/0140/2020). Diese Arbeit wurde auch von der Europäischen Kommission durch das Projekt GLYCOTwinning (Grant Agreement No. 101079417) und FCT durch InnoGlyco (2022.04607.PTDC) unterstützt. Isa Marmelo dankt auch FCT I.P. für das PhD Grant (2020.04413.BD, https://doi.org/10.54499/2020.04413.BD).
| Ausströmersteine | N/A | N/A | |
| Aquafeed | SPAROS, Lda., Portugal | N/A | Hochwertige Ernährung |
| Automatische Zellzählgeräte | NanoEnteK, Korea | N/A | EVE automatischer Zellzähler (NanoEnteK) |
| Automatische Wasserkühlsysteme | Foshan Weinuo Refrigeration Equipment Co., Ltd, China | N/A | |
| Bio Balls 1,5" Aquarium Teichfilter | TMC Iberia, Portugal | N/A | |
| Rinderserumalbumin (BSA) | Sigma-Aldrich, Deutschland | A7906 | |
| Eimer (3 L) | N/A | N/A | Zur Vorbereitung und Durchführung von Euthanasie |
| Schaufeln (5 L) | N/A | N/A | Für den Transport der Tiere |
| Zellsiebe | Jetbiofil, China | CSS-013-100 | Zellsieb, 100 μ m Nylon Mesh, steril, gelb |
| Zentrifugue | Fisher Scientific, Deutschland N | /A | accuSpin Micro 17 R |
| Kolorimetrisches Testkit für Ammoniak (NH4+/NH3) | Tropic Marin, USA | N/A | |
| Kolorimetrisches Testkit für Nitrat (NO3-) | Tropic Marin, USA | N/A | |
| Kolorimetrisches Testkit für Nitrit (NO2-) | Tropic Marin, USA | N/A | |
| Computer | N/A | N/A | Zur Erfassung und Analyse der vom Durchflusszytometer erhaltenen Daten |
| Computergestütztes Steuerungssystem (Profilux) | GHL, Deutschland | N/A | ProfiLux 3 Deionisiertes Wasser für den Außenbereich |
| N/A | N/A | Zur Reinigung des Durchflusszytometers | |
| Density Gradient Medium: Percoll | Cytiva, Sigma-Aldrich, Germany | 17-0891-01 | |
| Digitale Waage | KERN & Sohn GmbH, Deutschland | N/A | KERN EMS 300-3 |
| Ethanol 70% | Millipore, Supelco, Portugal | EX0281 | Um den Arbeitsplatz sauber zu halten |
| EVE Cell Counting Slides | NanoEnteK, Korea | N/A | |
| Falcon Tubes (15 mL) | pluriSelect Life Science, Deutschland | 05-00002-01 | Sterilfilterbeutel |
| TMC Iberia, Portugal | N/A | 400 Mikron | |
| Filterschwamm | N/A | N/A | |
| Durchflusszytometer | ThermoFisher Scientific, USA | N/A | Attune Durchflusszytometer |
| FlowJo v10.8.1 Software | BD Life Sciences | N/A | |
| Formaldehyd 37% | Sigma-Aldrich, Deutschland | 8.18708 | |
| Glaswolle | N/A | N/A | |
| Hanks' Balanced Salt Solution | Merck Life Science S.L, Portugal | H6648 | Modifiziert, mit Natriumbicarbonat, ohne Phenolrot, Calciumchlorid und Magnesiumsulfat, flüssig, sterilfiltriert, geeignet für Zellkulturen |
| LIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stain Kits | Life Technologies Europe, Netherlands | L10119 | Nah-IR-Fluoreszenz-Reaktivfarbstoff + DMSO-Hauptwasserpumpen |
| EHEIM, Deutschland | Universal 1200 | ||
| Mikrozentrifugenröhrchen (2 mL) | BRAND, Merck, Deutschland | Z628034 | sterile |
| Mikropipettenspitzen | Sartorius, Deutschland | 790010, 790200, 791000 | Kompatibel mit Sartorius, 1-10 µ L, 2-20 &Mikro; L, 20-200 & Mikro; L, 100-1000 & Mikro; L |
| Mikropipetten | Sartorius, Deutschland | 728020, 728030, 728060, 728070 | Sartorius ProlinePlus 1-10 & Mikro; L, 2-20 &Mikro; L, 20-200 & Mikro; L, 100-1000 & Mikro; L |
| Mini-Zellsiebe | pluriSelect Life Science Global Headoffice, Deutschland | 43-10100-50 | PluriStrainer 100 µ m Nylonnetz, steriles |
| Multiparameter-Messgerät | WTW, Deutschland | Multi 3420 SET G + IDS digitale Leitfähigkeitszelle (TetraCon 925) + Optischer IDS DO Sensor (FDO 925) + IDS pH-Elektrode (SenTix 940) | |
| Pasteur-Pipetten (1 mL, 5 mL) | Humeau Expert du laboratoire, Frankreich | 248295 | Sterile |
| Petrischalen | Sarstedt, Deutschland | 82.1194.500 | 60 x 15 mm, Polystyrol, steriles |
| pH-Messgerät | Hanna Instruments Inc., Rumänien | HANNA HI2211 | |
| Falcon-Röhrchen aus Polystyrol mit rundem Boden (5 mL) | Fisher Scientific, Germany | 14-959-2A | Steriles |
| tragbares Präzisionsthermometer | Ebro Electronic, Germany | N/A | TFX 430 |
| Protein Skimmer | Mantis | N/A | Tornado 120 |
| Qualitätskontrollperlen/Leistungstestbeads | Thermofisher Scientific, USA | N/A | |
| Quarantänebecken | N/A | N/A | Tanks mit 660 L Gesamtvolumen |
| Rechteckige Glastanks/Aquarien | N/A | N/A | Tanks mit 200 L Gesamtvolumen |
| Kühlschrank | N/A | N/A | Zur Lagerung der Proben bei 4 & Grad; C |
| Lineal 30 cm | N/A | N/A | Zur Messung der Fischlänge |
| Natriumbicarbonat | Honeywell Fluka, Deutschland | 31437 | Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3) |
| Natriumchlorid | Sigma-Aldrich, Deutschland | S9888 | |
| Sterile Dissektionswerkzeuge | N/A | N/A | (z. B. Skalpell, Schere, Pinzette mit feiner Spitze, Präpariertablett/-brett) |
| Digitale Tauchheizungen | TMC Iberia, Portugal | 300 W, V2Therm Digital Heaters Spritzen | |
| 1 mL | IVFSTORE, USA | 8300014579-MEA | Steril, HSW Soft-Ject Spritzen zur Mazeration |
| GHL, Deutschland | PT 1000 | ||
| Tricain (MS-222) | ThermoFisher Scientific, Deutschland | 118000500 | Ethyl-3-aminobenzoat, Methansulfonsäuresalz, 98% (C10H15NO5S) |
| UV-Wassersterilisator | EHEIM, Deutschland | 5305010 | ClearUVC-36 |
| Wasserbad | Fisher Scientific, Germany | N/A | Fisherbrand IsotempTM (P/N U01318) |
| Wasserdichte Leuchten | N/A | N/A |