Un método simple y efectivo que emplea nanopartículas magnéticas para detectar y enriquecer células B reactivas al antígeno para el análisis funcional y fenotípica se describe.
Artículo de método
Un método simple y efectivo que emplea nanopartículas magnéticas para detectar y enriquecer células B reactivas al antígeno para el análisis funcional y fenotípica se describe.
células B reactivas con un antígeno específico suelen producirse a una frecuencia del <0,05% de los linfocitos. Durante décadas, los investigadores han buscado métodos para aislar y enriquecer estas células raras para estudiar su fenotipo y biología. Los enfoques se basan inevitablemente en el principio de que las células B reconocen el antígeno nativo en virtud de los receptores de la superficie celular que son representativos en especificidad de los anticuerpos que eventualmente serán secretados por sus hijas diferenciadas. Quizás el enfoque más obvio para el problema implica el uso de antígenos conjugados con fluorocromo junto con la clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS). Sin embargo, la utilidad de estos métodos está limitada por la frecuencia de las celdas y la tasa alcanzable de análisis y aislamiento mediante clasificación electrónica. Se describe un método novedoso para enriquecer células B raras específicas de antígeno utilizando nanopartículas magnéticas que da como resultado un enriquecimiento de alto rendimiento de células B reactivas a antígenos de grandes poblaciones de células iniciales. Este método permite mejorar el seguimiento del fenotipo y la biología de las células reactivas al antígeno antes y después del encuentro con el antígeno in vivo, como después de la inmunización o durante el desarrollo de la autoinmunidad.
Dilución limitante análisis de la frecuencia de precursor de células secretora de anticuerpos han sugerido que las células B reactivas a un antígeno particular se producen normalmente a una frecuencia de 0,05 a 0,005% en el repertorio normal de, dependiendo del estado de la vacunación y el tamaño / número de epítopos presentes en el antígeno. La baja frecuencia de estas células ha hecho que sea difícil para el estudio de los cambios en su estado durante el desarrollo de la respuesta inmune, tales como después de la vacunación o la exposición a un antígeno extraño, o durante el desarrollo de la autoinmunidad. Anteriormente, los investigadores han llevado a cabo el aislamiento de células B reactivas al antígeno utilizando técnicas que van desde las placas recubiertas con antígeno o adsorbentes de la columna, para la reposición de glóbulos rojos antígeno recubierto, a clasificación de células 1, 2, 3, 4, 5, 6 activada por fluorescencia. though estas técnicas han tenido éxito en la identificación y el aislamiento de células B reactivas al antígeno, los resultados han variado en términos de rendimiento, pureza y capacidad de ampliación. Recientemente hemos desarrollado un nuevo método para detectar y enriquecer tanto subpoblaciones de linfocitos B raras usando nanopartículas magnéticas. El método permite el enriquecimiento con rendimiento relativamente alto y la pureza de las poblaciones de partida de gran tamaño, y es compatible con el análisis de las respuestas a antígeno. Al enriquecer a partir de poblaciones de células en suspensión, el método elimina las limitaciones que se asocian con la geometría de placas o columnas recubiertas de antígeno, y límite de rendimiento. Finalmente, ya que las células enriquecidas permanecen asociados con el antígeno y un reportero fluorescente, que se pueden purificar aún más por FACS clasificación. Como se describe en el presente documento hemos usado este enfoque para el estudio de las células de toxoide del tétanos reactiva de sangre periférica B antes y después de la inmunización de sujetos humanos, así como las células B autoantígeno reactiva de sujetos con diferentes autoitrastornos mmune, incluyendo la diabetes tipo 1, enfermedad de Graves, y la enfermedad de Hashimoto 7. El método funciona igual de bien en el ratón y humano, y es compatible con el análisis de las células B reactivas al antígeno de una variedad de tejidos (manuscrito en preparación).
En su formato básico, las células mononucleares de sangre periférica se incubaron primero con el antígeno biotinilado junto con anticuerpos para antígenos de la superficie celular necesarias para el análisis fenotípico. Esta etapa de marcaje es seguido por el lavado y fijación, y la adición de estreptavidina acoplada a colorante rojo lejano fluorescente para la detección de las células de unión biotinilado-antígeno (Figura 1). Estudios previos han identificado las células B específicas de antígeno de una manera similar pero utilizando antígenos directamente conjugado con un fluorocromo 8, 9, 10, 11. Aunque este es un dignoenfoque, el uso de antígenos biotinilados en conjunción con estreptavidina permite una mayor amplificación de la señal (por lo tanto una mejor diferenciación de la unión y las células no vinculante), en particular cuando los antígenos son pequeñas 12, 13, 14. Una consideración adicional es el uso de estreptavidina en lugar de avidina porque estreptavidina se desglicosilada, la disminución de la unión no específica. Además, usamos colorante rojo lejano fluorescente como el fluorocromo debido a su fotoestabilidad, rendimiento cuántico (brillo), y su pequeño tamaño (~ 1,3 kD). Fluorocromos de proteínas como la ficoeritrina (~ 250 kD) y aloficocianina (~ 105 kDa) 15 no son óptimas, ya que potencialmente contienen muchos epítopos antigénicos. El uso de un pequeño tinte fluorescente orgánica compuesta de un único epítopo, tal como tinte rojo lejano fluorescente, reduce la complejidad de la población de células aislada.
Una vez que son células con biotina-antigen y adsorbido rojo lejano-colorante fluorescente-estreptavidina, que se enriquecen usando nanopartículas magnéticas de tinte-conjugado anti-rojo lejano fluorescentes. Nanopartículas individuales no son detectados por la mayoría de los citómetros de flujo y por lo tanto no tienen que ser retirados antes de la purificación por clasificación FACS y ensayos de aguas abajo 16. la selección magnética de células B específicas de antígeno enriquece la población de interés, lo que elimina el tiempo y el coste de clasificar los eventos raros utilizando un citómetro de flujo.
A continuación les mostramos los resultados representativos de enriquecimiento de células B-toxoide tetánico-específica de un sujeto antes y siete días después de la inmunización de refuerzo de toxoide tetánico. Elegimos esta aplicación particular como un ejemplo con el fin de demostrar la capacidad de este método para enriquecer células B específicas de antígeno siguientes aguda en la estimulación in vivo. Cuando se combina con citometría de flujo, este método es capaz de enriquecer y diferenciar específica de antígeno ingenuo, la memoria, ycélulas y plasmablasto B permite al investigador para seguir los cambios en su frecuencia con el tiempo. Además, se incluye otra posible ensayo de aguas abajo, por ejemplo, un ensayo ELISPOT, lo que demuestra que las células conservan la capacidad de secretar anticuerpos después de enriquecimiento. Otra aplicación de este método podría implicar la transferencia adoptiva de células enriquecidas en un huésped. Hemos demostrado anteriormente células mantienen la capacidad para actuar como células presentadoras de antígeno a las células T específicas de antígeno después del aislamiento y de transferencia (datos no mostrados). Por lo tanto, hay una serie de posibles ensayos de aguas abajo que pueden ser acoplados con el método, que en conjunto informa a la comprensión de la respuesta inmune específica de antígeno. Hemos descrito a continuación el método, incluidos los controles para determinar el rendimiento general, la pureza, la especificidad de la célula, y doblar-enriquecimiento.
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1. Aislamiento de PBMC humanas
2. La tinción de células
3. Enriquecimiento magnética basada en nanopartículas
4. Uso de enriquecimiento magnético o columnas LS LD
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Análisis de la pureza, rendimiento, y doblar el enriquecimiento mediante citometría de flujo
Poblaciones enriquecidas como se describió anteriormente, inevitablemente, contienen células contaminantes que no se han unido tinte rojo lejano estreptavidina fluorescente, pero están atrapadas en la matriz. Estas impurezas pueden eliminarse de las poblaciones enriquecidas por FACS. Para estimar la pureza de las poblaciones enriquecidas,...
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Aquí se describe un nuevo método para llevar a cabo el aislamiento y enriquecimiento de células B de unión a antígeno de la sangre periférica humana. El método es fácilmente aplicable a los ratones y a otros tejidos, tales como el bazo y los ganglios, y es compatible con el análisis post-enriquecimiento de fenotipo y la función celular (manuscrito en preparación).
El usuario debe tener en cuenta una serie de variables que pueden afectar el éxito de este procedimiento. Por experiencia células...
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Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.
Este trabajo fue financiado por subvenciones de la JDRF (1-2008-994, 27-2012-450) y los Institutos Nacionales de Salud (R01DK096492-05, R21AI124488-01, T32OD012201 y F30OD021477).
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Antígeno de | la variable | de interés variable | Al menos 100 μ g a biotinilar fácilmente; si usa proteína, intente usar proteína que haya sido validada por ELISA. Debe ser portador Sin proteínas. |
| Biotina para etiquetado; p. ej. EZ link Sulfo-NHS-LC-Biotin | Thermo Scientific | 21335 | La biotina está disponible en diferentes formulaciones, como las que contienen espaciadores de varias longitudes, por lo que el tipo utilizado debe ser determinado por el investigador |
| Estreptavidina-Alexa Fluor 647 | Invitrogen | S21374 | Puede obtenerse de otros proveedores. |
| Anti-Cy5/Anti-Alexa Fluor 647 Microperlas | Miltenyi Biotech | 130-091-395 | |
| LS Columnas | Miltenyi Biotech | 130-042-401 | |
| MACS Separadores manuales | Miltenyi Biotech | ||
| Diluido | al 2% con PBS; opcional si el ensayo posterior requiere células | ||
| vivas PBS sin calcio y magnesio | |||
| Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare | 17-1440-02 | |
| Sangre total en tubos | |||
| Tampón FACS (PBS + 1% BSA + 0,01% azida sódica) | |||
| Tampón de separación (PBS + 0,5% BSA + 2 mM EDTA) | |||
| Tubos cónicos de 50 ml Tubos cónicos de | |||
| 15 ml | |||
| 1,5 ml de tubos Eppendorf Marcadores de | |||
| superficie Anticuerpos reactivos, Fc Block, tinción discriminante viva/muerta, si es necesario | |||
| Suministros ELISPOT, si es necesario |
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