El ensayo de monocapa de monocitos (MMA) es un ensayo in vitro que utiliza monocitos primarios aislados obtenidos de sangre periférica entera de mamíferos para evaluar la fagocitosis mediada por el receptor Fcγ (FcγR).
Artículo de método
El ensayo de monocapa de monocitos (MMA) es un ensayo in vitro que utiliza monocitos primarios aislados obtenidos de sangre periférica entera de mamíferos para evaluar la fagocitosis mediada por el receptor Fcγ (FcγR).
Aunque originalmente se desarrolló para predecir los resultados de las transfusiones de sangre serológicamente incompatible, el ensayo de monocapa de monocitos (MMA) es un ensayo in vitro muy versátil que puede modificarse para examinar diferentes aspectos de la fagocitosis mediada por anticuerpos y receptores Fcγ (FcγR) tanto en investigación como en entornos clínicos. El ensayo utiliza monocitos adherentes de células mononucleares de sangre periférica aisladas de sangre total de mamíferos. El MMA ha sido descrito para su uso tanto en investigaciones humanas como murinas. Estos monocitos expresan FcγRs (por ejemplo, FcγRI, FcγRIIA, FcγRIIB y FcγRIIIA) que están implicadas en las respuestas inmunitarias. El MMA explota el mecanismo de las interacciones mediadas por FcγR, en particular la fagocitosis, en la que los glóbulos rojos (RBC) sensibilizados por anticuerpos se adhieren y/o activan los FcγR y posteriormente son fagocitados por los monocitos. In vivo, principalmente los macrófagos tisulares que se encuentran en el bazo y el hígado llevan a cabo la fagocitosis mediada por FcγR de los glóbulos rojos opsonizados con anticuerpos, causando hemólisis extravascular. Mediante la evaluación del nivel de fagocitosis utilizando el MMA, se pueden investigar diferentes aspectos del proceso in vivo mediado por FcγR. Algunas aplicaciones de la MMA incluyen la predicción de la relevancia clínica de los aloanticuerpos o autoanticuerpos en un entorno de transfusión, la evaluación de fármacos candidatos que promueven o inhiben la fagocitosis y la combinación del ensayo con la microscopía fluorescente o la inmunotransferencia occidental tradicional para investigar los efectos de señalización posteriores de los fármacos o anticuerpos que se acoplan al FcγR. Algunas limitaciones incluyen lo laborioso de esta técnica, que toma un día completo de principio a fin, y el requisito de aprobación de ética de investigación para trabajar con sangre de mamíferos. Sin embargo, con diligencia y capacitación adecuada, los resultados de MMA se pueden obtener en un tiempo de rotación de 24 horas.
El ensayo de monocapa de monocitos (MMA) es un ensayo in vitro desarrollado originalmente para predecir mejor los resultados de las transfusiones de sangre en pacientes con autoanticuerpos o aloanticuerpos contra los glóbulos rojos (RBC)1-5. Al evaluar el efecto de los anticuerpos anti-RBC en la mediación de la fagocitosis mediada por el receptor Fcγ (FcγR) mediante este ensayo in vitro, es posible predecir el resultado clínico in vivo. De hecho, el MMA se ha utilizado con éxito para evitar la destrucción inmunitaria de los glóbulos rojos unidos a anticuerpos, a pesar de la transfusión de sangre serológicamente incompatible5. El procedimiento típico previo a la transfusión para las pruebas de compatibilidad, también denominado pruebas cruzadas, implica métodos serológicos que incluyen la tipificación de la sangre del paciente para los antígenos ABO y Rh y la detección de la presencia de anticuerpos anti-RBC en el paciente6. Se selecciona la sangre compatible con ABO/Rh y, si hay anticuerpos, se intenta identificarlos para que la sangre para la transfusión pueda seleccionarse aún más para evitar estos antígenos. Un resultado ideal de prueba cruzada ocurre cuando toda la sangre del donante es serológicamente compatible con la sangre del paciente, lo que reduce el riesgo de hemólisis post-transfusión7. Sin embargo, este sistema se queda corto para el pequeño grupo de pacientes que se han aloinmunizado tras una transfusión repetida o un embarazo. Estos pacientes producen aloanticuerpos contra antígenos específicos de glóbulos rojos. Algunos producen anticuerpos contra antígenos de muy alta frecuencia en la población general y, por lo tanto, se vuelven progresivamente más difíciles de cruzar8,9. Para aumentar la complejidad, no todos los aloanticuerpos son clínicamente significativos; en otras palabras, la unión de un aloanticuerpo a los glóbulos rojos detectados por una prueba serológica no necesariamente resulta en hemólisis cuando se transfunde sangre incompatible con antígeno positivo. El MMA se desarrolló originalmente para evaluar la posible importancia clínica de la sangre serológicamente incompatible en un entornotransfusional 1-5.
Dado que se sabe que la hemólisis extravascular de los glóbulos rojos unidos a anticuerpos está mediada por el sistema de fagocitos mononucleares, se utilizan monocitos/macrófagos primarios en el desarrollo de ensayos de diagnóstico. El primer ensayo para estudiar la interacción de monocitos, glóbulos rojos y anticuerpos se publicó en 1975, pero las condiciones subóptimas utilizadas solo condujeron a la formación de rosetas (la unión de glóbulos rojos a la periferia del monocito), y no se observó fagocitosis10. Varios grupos realizaron modificaciones significativas en el ensayo, lo que condujo a un ensayo en el que el nivel de fagocitosis de los glóbulos rojos unidos a aloanticuerpos pudo correlacionarse con el resultado clínico de la hemólisis1-5. Recientemente, se examinaron las condiciones óptimas de almacenamiento de las muestras clínicas y la optimización adicional de las condiciones de ensayo para mejorar la utilidad de una prueba cruzada clínica de MMA utilizando muestras de pacientes autólogos11.
Se han empleado otras tres técnicas diagnósticas además de la MMA para predecir los resultados de las transfusiones: la prueba de liberación de 51Cr, la prueba de roseta y la prueba de quimioluminiscencia (CLT). En la prueba de liberación de 51Cr, se inyecta al paciente 51glóbulos rojos de donantes marcados con Cr, y se monitoriza la vida media de los glóbulos rojos marcados y es predictiva de la supervivencia o el aclaramiento post-transfusión12,13. Como este método utiliza materiales radiactivos, ya no se realiza muy raramente. La prueba de la roseta consiste en mezclar e incubar monocitos con hematíes y cuantificar el nivel de formación de roseta (sin fagocitosis)14. La importancia clínica de los anticuerpos in vivo implica la fagocitosis activa de los macrófagos que se encuentran en el bazo y/o el hígado; Por lo tanto, este método no proporciona una lectura relevante de la fagocitosis. El CLT utiliza luminol para monitorear el estallido oxidativo durante la fagocitosis de monocitos de los glóbulos rojos, ya que el luminol emite fluorescencia azul cuando se oxida en el fagosoma15. Este método es bueno, pero la contaminación por neutrófilos puede confundir la lectura. Se han realizado comparaciones paralelas para evaluar la sensibilidad, practicidad y reproducibilidad de los cuatro métodos disponibles, y tanto el CLT como el MMA se clasificaron como superiores16. Sin embargo, el CLT se ha utilizado principalmente en la evaluación de la enfermedad hemolítica del feto y del recién nacido (HDFN), y el pH óptimo del ensayo de 8,0 podría comprometer el nivel de fagocitosis11.
Además de su utilidad diagnóstica y clínica, el MMA ha sido modificado para otros fines de investigación. De hecho, el MMA no solo puede servir como un ensayo funcional para abordar las discrepancias entre la serología y la biología, sino que también se ha utilizado para investigar retrospectivamente la causa de la hemólisis después de la terapia con inmunoglobulina intravenosa (IVIG)17. También se ha utilizado para examinar la estructura-función de los inhibidores químicos de la fagocitosis mediada por FcγR18-20 y para estudiar la señalización posterior de la fagocitosis mediada por FcγR21. En nuestro laboratorio, además de utilizar una MMA humana, estamos desarrollando una MMA murina utilizando células mononucleares de sangre periférica (PBMC) primarias de ratón y glóbulos rojos autólogos. El objetivo es examinar los anticuerpos que pueden inducir fagocitosis mediada por FcγR como intermediario para el desarrollo de un modelo de ratón in vivo de anemia hemolítica autoinmune (AIHA) (datos no publicados). Las diversas modificaciones se centran en diferentes aspectos de la interacción entre el anticuerpo IgG y el FcγR que inducen la fagocitosis.
Obtener la aprobación para el uso de muestras humanas por la junta junta de revisión ética de la investigación / institucional, y obtener el consentimiento firmado de todos los donantes humanos. El MMA también se puede realizar utilizando PBMCs de ratón de una manera similar como el ensayo humano, después de la aprobación de uso de animales de la ética. El MMA utiliza técnicas de cultivo de tejidos asépticas.
NOTA: Consulte la Figura 1.
NOTA: Aunque se recomienda el uso de una cámara de flujo laminar nivel 2 durante el ensayo para mantener una técnica aséptica, ya que el método sólo es un método de cultivo "a corto plazo", no hay tiempo suficiente para que realmente las bacterias contaminen el ensayo. Por lo tanto, si una cámara de flujo laminar nivel 2 no existe, en lugar de comprar uno sólo para este ensayo, el ensayo se podría realizar fuera de una cámara de flujo laminar, en un banco abierto. El uso de una incubadora a 37 ° con 5% de CO 2, sin embargo, no es una opción y debe ser utilizado pararesultados óptimos.
Aislamiento de células mononucleares de sangre periférica 1.
2. Pre-tratamiento de monocitos Adheridos
NOTA: Este paso sólo es necesario si buscando la manera de inhibir o potenciar la fagocitosis.
3. La opsonización de R 2 R 2 Glóbulos Rojos
NOTA: El R2 R2 utiliza aquí se obtienen de la Colección Centro de Sangre (Canadian Blood Services), pero también están disponibles en el mercado. 2 RBCs opsonizado R 2 R se utilizan como un control positivo para la fagocitosis mediada por FcyR. Naïve R 2 R 2 se debe almacenar en solución de Alsever (para prolongar la vida útil) a 4 ° C durante un máximo de 1 mes. solución de Alsever se hace en la casa y consta de 0,8% W / v de ácido cítrico v de citrato trisódico (dihidrato), 1.9% w / v de dextrosa, 0,42% w / v de cloruro de sodio, y 0,05% w / (monohidrato). Si R 2 R 2 células no están disponibles, otras células phenotyped-Rh, tales como R 1 R 2, R 1 R 1, R 1 R, o R 2 r, se puede utilizar.
4. La fagocitosis mediada por el receptor Fc
5. La cuantificación de la fagocitosis
Siguiendo los pasos cruciales en la figura 1 y el procedimiento descrito anteriormente, el MMA se puede realizar de forma reproducible. IVIG fue usado como un ejemplo para la inhibición de la fagocitosis en la Figura 2. IVIG se sabe que se unen y bloquear los receptores Fc, inhibiendo así el resultado corriente abajo de la fagocitosis. Por titulación de la cantidad de IVIG utilizada, se observa una inhibición dependiente de la dosis, en la que las concentraciones por encima de 200 mg / ml dio lugar a cerca de 100% de inhibición y concentraciones por debajo de 0,5 g / ml no inhibió en absoluto (Figura 2A). Cuando los índices fagocíticas se transforman y se normalizaron con el control positivo R 2 R 2 como 0% de inhibición, una curva de inhibición con una CI 50 de 3 mg / ml se puede determinar (Figura 2B).
Además de realizar el ensayo de manera consistente, quantificación del ensayo a veces puede ser difícil. La Figura 3 es una colección de imágenes de microscopía de contraste de fase de varios toboganes de MMA. Con la experiencia microscopía, se puede distinguir un monocito de un RBC contaminante (Figura 3D), o una vacuola de un RBC fagocitado (Figura 3B). Densos racimos de células y / o escombros deben evitarse durante la cuantificación (Figuras 3E y F). También, uno debe evitar el exceso de opsonizantes el R 2 R 2 RBC, lo que llevaría a la fagocitosis mayor que overcrowds el interior de monocitos e interfiere con la cuantificación exacta (Figura 3C).

Figura 1. Diagrama esquemático de la MMA. Una pintura paso a paso de los pasos cruciales en la MMA: el aislamiento de PBMC de sangre completa, la alimentación de la monocyt adheridoí con opsonizado R2 R2, y el lavado de los portaobjetos de cámara. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2. intravenosa IgG (IVIG) inhibe la fagocitosis in vitro utilizando el MMA. IVIG es conocida para inhibir la fagocitosis y se utiliza como un control de inhibición en el MMA humano. (A) La titulación de IVIG resultó en una inhibición dependiente de la dosis de la fagocitosis en comparación con los no tratados R 2 R 2 de control. Los resultados muestran la media ± el error estándar de la media (SEM) de n = 3 experimentos. El análisis estadístico se realizó mediante la t de Student-test: ** *** p≤0.01 y p≤0.001. (B) La inhibición de la curva de IVIG con una CI 50 of 3 mg / ml (línea de puntos). Los resultados muestran los datos normalizados a no tratada R 2 R (0% de inhibición) 2; media ± SEM de n = 3 experimentos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3. Imágenes de microscopía de contraste de fase de diapositivas de muestra con una lupa de 40X. (A) El tobogán perfecto en el que los monocitos fagocitados 1-2 R2 R2 en promedio (flechas negras con un brillo distintivo de halo), con muy pocos contaminantes, no-fagocitado R2 R2 en el fondo (flechas blancas). Vacuolas (B) Como se muestra en esta diapositiva, monocitos veces han agrandado (flechas blancas), que puede ser confundido con fagocitado R2 R2. (C </ strong>) Cuando R2 R2 han sido sobre-opsonizado, más de 4-5 fagocitado R 2 R 2 por monocitos (flechas negras) rinde precisa contar difícil, ya que el R2 R2 se llena dentro de los monocitos y células distinta límites no se pueden distinguir. (D) el lavado inadecuado de la corredera conduce a la abundante R2 R2 contaminación (flechas blancas), que podría confundirse con los glóbulos rojos adheridos. (E) A veces, los monocitos y los glóbulos rojos contaminantes pueden formar racimos. Clusters también indican la contaminación bacteriana, que debe ser evitado. (F) Los monocitos pueden formar agregados más grandes, que deben ser evitados durante la cuantificación. El uso de la selección al azar de los campos para ver, el panel A es lo que se observa por lo general si el MMA se ha realizado correctamente. La barra de escala es de 20 micras. Por favor, haga clic aquípara ver una versión más grande de esta figura.
La MMA es una técnica laboriosa que requiere experiencia tanto en el cultivo de tejidos y la microscopía. Hay varios pasos críticos para asegurar el éxito: 1) generación de la monocapa de monocitos; 2) la opsonización de los glóbulos rojos, y 3) la cuantificación manual. La monocapa de monocitos no se adhiere muy fuertemente a la diapositiva cámara, por lo que el pH fisiológico debe mantenerse durante todo el ensayo de 11 y un número adecuado de PBMCs se debe sembrar. pipeteo vigoroso, lo que podría molestar a las células adheridas, deben ser evitados. Un enfoque es eliminar siempre y añadir soluciones de la misma esquina de la cámara y para asegurar que el movimiento es lento y constante. Del mismo modo, durante la última etapa de lavado para eliminar el exceso de glóbulos rojos, el movimiento debe ser lenta y constante. Esto asegura una mínima perturbación a la monocapa mientras que todavía la eliminación de la mayoría de los glóbulos rojos de la ONU-fagocitados. lavado inadecuado dará lugar a un alto fondo de los glóbulos rojos contaminantes, lo que hace qua Manualntification difícil. En segundo lugar, los R 2 R 2 RBCs deben ser suficientemente opsonizadas para obtener un índice de fagocitosis promedio de 80 a 120 para el control de la fagocitosis. Esta gama fagocítica deseada establece un equilibrio entre la facilidad de recuento (por ejemplo, los monocitos con más de 5 fagocitados RBCs son difíciles de cuantificar con precisión) y el mantenimiento de una cantidad adecuada de la fagocitosis para el análisis estadístico. El grado de opsonización puede ser confirmada por un IAT, y se necesita una lectura entre 3+ a 4+. El R 2 R 2 RBCs deben desecharse cuando hay exceso de lisis durante el lavado, cuando el sobrenadante se vuelve rojo oscuro, o cuando una disminución significativa en la fagocitosis se observa en los experimentos debido al envejecimiento de las células en almacenamiento. Por último, la cuantificación manual mediante el microscopio puede ser difícil, especialmente cuando se comparan los recuentos entre el personal del laboratorio y entre los experimentos. Examinando el mismo campo en cada pocillo, o simplemente contando más células, Un recuento más consistente se puede obtener. Se recomienda la formación de lado a lado con un técnico con experiencia y el uso de un conjunto designado de diapositivas de formación.
Una crítica importante de la MMA es la subjetividad de la etapa de cuantificación manual. Sin embargo, con una formación adecuada, la consistencia se puede obtener a través de diferentes contadores. Otra limitación es la intrínsecas diferencias donante-donante en monocitos y capacidades fagocíticas en R 2 R 2 de superficie los niveles de expresión del antígeno, que es una fuente de variación de los datos cuando se trata de muestras humanas.
Otras técnicas alternativas están disponibles para el examen de la fagocitosis mediada por FcyR. La mayoría de los kits comerciales utilizan salida fluorescente para controlar la fagocitosis (por ejemplo, biopartículas, la proteína de fluorescencia sensible al pH, o perlas de látex fluorescentes marcadas con IgG). El uso de la salida fluorescente sí ofrece una cuantificación más objetiva, pero también se necesita para conSider la disponibilidad, el coste, y la formación asociada con el uso de un microscopio de fluorescencia o un citómetro de flujo, así como la dependencia subsiguiente a kits disponibles en el mercado.
Por último, este ensayo puede ser modificado dependiendo de la pregunta de investigación. Por ejemplo, cuando se prueba la inhibición de la fagocitosis de drogas, ya sea monocitos pueden ser tratados previamente o co-incubaron tanto con las drogas y los glóbulos rojos opsonizadas (es decir, un ensayo de competición). La señalización aguas abajo de anticuerpos de diferentes subtipos, anticuerpos quiméricos, o construcciones recombinantes también se puede probar. Con los recientes avances en el desarrollo de un análisis de sangre de antígeno nula universal de 24, el MMA se podría utilizar en las pantallas iniciales de estos glóbulos rojos antígeno nula con diversos anticuerpos para evaluar si efectivamente existe una eficacia baja en el desencadenamiento de la fagocitosis.
Los autores no tienen nada que revelar.
Los autores agradecen a los Servicios Canadienses de Sangre por un Premio del Programa de Becas de Posgrado a T.N.T. Esta investigación recibió apoyo financiero del Centro Canadiense de Innovación de los Servicios de Sangre, financiado por el gobierno federal (Health Canada) y los ministerios de salud provinciales y territoriales. Las opiniones expuestas en este documento no reflejan las opiniones de los gobiernos federales, provinciales o territoriales de Canadá.
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Vacutainers de citrato ácido dextrosa (ACD) | BD REF364606 | ||
| RPMI 1640 | Sigma | R8758 | |
| HEPES | Bioshop | HEP003.100 | |
| Suero fetal bovino | Multicell | 080150 | |
| Gentamicina | Gibco | 15710-64 | |
| Ficoll-Paque PLUS | GE | 17-1440-03 | https://www.gelifesciences.com/ |
| Solución salina tamponada con fosfato | Sigma | D8537 | |
| portaobjetos de 8 cámaras | Lab-Tek-ll | 154534 | |
| glóbulos rojos R2R2 (cDE/cDE) | Servicios | de Sangre Disponible comercialmente (p. ej., http://www.bio-rad.com/en-ca/product/reagent-red-blood-cells) | |
| Anti-D policlonal a partir de suero humano | Gamma Biologics | DIN 02247724 | Puede sustituirse por anti-D monoclonal disponible en el mercado o con inmunoglobulina Rh |
| Metanol 100% | Caledon | 6700-1-42 | |
| Resina | de alcohol polivinílicoSigma | P8136 | Se puede sustituir con la montura disponible en el mercado |
| Glicerina ultrapura | Invitrogen | 15514-011 | |
| Cubrecubiertas | VWR | 48366 067 | |
| Novaclone anti-IgG | Immucorgamma | 5461023 | Opcional para IAT (http://www.fda.gov/downloads/biologicsbloodvaccines/.../ucm081743.pdf) |