Aquí describimos un método para procesar el líquido BAL para obtener células T CD4 y AM, junto con PBMCs emparejados, que se pueden estudiar para investigar el reservorio de VIH dentro de los pulmones. Recientemente informamos sobre la cuantificación del ADN del VIH en células T CD4 a partir de muestras de sangre periférica y BAL coincidentes, y nuestro grupo demostró que el VIH es 13 veces más abundante en los glóbulos T CD4 pulmonares que en los de sangre periférica15. Sin embargo, los niveles de ADN del VIH en los malens son dependientes de los donantes y, por lo tanto, hasta ahora, no ha habido una correlación constante entre los niveles de ADN del VIH en los linfocitos en comparación con los macrófagos15. El acceso a estos subconjuntos primarios de células macróforas, sin embargo, será una herramienta vital para interrogar esta pregunta y obtener una mejor comprensión de la carga viral en el pulmón en el contexto del reservorio del VIH.
En la era pre-ART y en varios otros estudios utilizando líquido BAL, los participantes se sometieron a broncoscopia con el fin de diagnosticar una sospecha de patología u obtener un diagnóstico microbiológico de los síntomas respiratorios3. Sin embargo, pudimos reclutar participantes sin ningún síntoma pulmonar activo o patologías y todos los participantes firmaron un formulario de consentimiento ético15. Pudimos reclutar participantes de nuestro centro que participaban en otros estudios, como un estudio de detección de espirometría para la enfermedad pulmonar obstructiva24,así como aquellos sometidos a otros procedimientos de investigación, como la leucoféresis y Colonoscopia. Investigaciones previas entre personas que viven con el VIH demostraron que el altruismo es un factor clave que motiva la participación en estudios de investigación25. Al igual que con muchos especímenes humanos, observamos una gran cantidad de variabilidad de persona a persona. No había manera de "predecir" de qué participantes obtendríamos BAL con rendimientos celulares buenos frente a los pobres. A diferencia de la sangre periférica, que produce un número bastante consistente de linfocitos, los números celulares en el líquido BAL son muy variables. Inyectar un mayor volumen de salina normal en los pulmones (con la esperanza de obtener un mayor retorno del líquido BAL) no siempre es posible, ya que los volúmenes más grandes de salina normal a menudo se asocian con más tos y un mayor riesgo de postbroncoscopia de fiebre. Nos dimos cuenta de que el uso de un broncoscopio de diámetro más pequeño (en lugar de mayor) permitió al relecionólogo llegar más profundamente a los bronquios y obtener líquido que contiene mayores cantidades de células. Un hallazgo consistente fue que los fumadores de tabaco tenían proporciones mucho mayores de AMs que los linfocitos dentro de su líquido BAL, lo que se espera cuando los AM envuelven escombros y partículas. Además, observamos que el líquido BAL de los fumadores contenía desechos que pueden bloquear el equipo utilizado, como las máquinas PCR y los citometros de flujo. Pueden observarse problemas similares en áreas de alta contaminación o en individuos expuestos con mayor frecuencia a la mala calidad del aire.
Con respecto a su papel en el establecimiento de los reservorios del VIH y la persistencia viral, la pureza de los células T CD4 y los AM es una consideración clave. Por esta razón, optamos por utilizar la clasificación celular activada por fluorescencia (FACS) para obtener poblaciones celulares altamente puras. También es posible que el líquido BAL recogido pueda estar contaminado con sangre, ya que se espera un sangrado menor durante una broncoscopia; la presencia de células B ingenuas indicaría esto, y las células se pueden lavar en un tampón de lisis de glóbulos rojos para evitar este problema. Otro desafío con el estudio del líquido BAL se relaciona con la cuantificación de marcadores inflamatorios y citoquinas, que son importantes para entender la persistencia del VIH26. Como la salina inculcada diluye el líquido BAL, los niveles de mediadores inflamatorios y citoquinas pueden ser difíciles de medir. Aunque se ha propuesto un factor de corrección de la urea para dar cuenta de la dilución, hay relativamente poca literatura que describa su uso27,28.
Los aMs son altamente autofluorescentes, lo que plantea un problema durante la clasificación celular y el análisis fenotípico de citometría de flujo. En particular, el efecto es más pronunciado en los fumadores cuyos MAL pueden ser completamente de color negro, afectando significativamente a su autofluorescencia. Cuando se excita con un láser azul estándar de 488 nm, la autofluorescencia AM se encuentra en su apogeo en aproximadamente 540 nm, que se superpone con los espectros de fluorescencia de conjugados de uso común como FITC y PE29,30. Vale la pena señalar que dos láseres separados se pueden utilizar para excitar FITC y PE (por ejemplo, PE por el amarillo / verde y FITC por el láser azul 488). Para superar la autofluorescencia inherente con FITC, utilizamos AMs no manchados para determinar el fondo de autofluorescencia. Además, el uso de controles de fluorescencia menos uno (FMO) puede ser muy útil para combatir estos problemas técnicos. Se pueden utilizar perlas más grandes (p. ej., 7,5 m), que son más de tamaño para compensar las poblaciones de macrófagos, en comparación con las cuentas más pequeñas (por ejemplo, 3,0 m), que se pueden utilizar para compensar las poblaciones de linfocitos. Un enfoque aún más adecuado sería utilizar una pequeña fracción de celdas como los controles de una sola mancha, utilizando un marcador conocido y altamente expresado en el subconjunto, como HLA-DR o CD45, conjugado con cada uno de los fluorocromos deseados, lo que permitiría un marcador mucho más compensación precisa que se puede lograr con cuentas. En el caso de las muestras de los fumadores, esta táctica es particularmente útil ya que los macrófagos son mucho más grandes y más autofluorescentes. Además, a partir del paso de preparación, toda la muestra BAL podría ser cultivada en una placa antes de clasificarse como se describe en la sección 3 del protocolo, para permitir una separación de las poblaciones por adherencia. De esta manera, los macrófagos adherentes pueden aislarse de otras células no adherentes como los linfocitos. La compensación es mucho menos difícil si las poblaciones de linfocitos y AM se separan en lugar de examinarse juntas; sin embargo, confiar en la adherencia resultará en una pérdida de macrófagos, lo que es una consideración importante cuando los números de celda ya están limitando. También, un paso de adherencia podría resultar en la activación no deseada de monocitos adherentes, que puede afectar los resultados posteriores generados utilizando estas células. El valor de clasificar eficientemente las células en poblaciones más puras debe sopesarse frente a la restricción de tener menos de estas células para experimentos posteriores.
Otros modelos, sobre todo los modelos murinos, se han utilizado para estudiar las características inmunológicas de los macrófagos y la biología. Aunque estos modelos son extremadamente útiles y permiten una gran visión de un tipo de celda que es difícil de manipular, tienen limitaciones. Muchos de los marcadores de superficie celular varían entre ratones y humanos, de manera que el inmunofenotipo de los MAL humanos no se entiende completamente. Sin embargo, este sistema modelo requiere la agrupación de varios ratones para ensayos debido a los bajos números de celda disponibles de cada animal. Además, la necesidad de agrupar especímenes impide consideraciones de predisposición genética y sexo. Recientemente, se ha demostrado que el sexo juega un papel en la infectividad de los macrófagos por el VIH-1 debido a la expresión dispar del factor de restricción SAMHD-131. Los primates no humanos (NHP) representan el modelo más cercano a los seres humanos y facilitaron el estudio de la infección por el virus de inmunodeficiencia simio (SIV) y su efecto en el sistema inmunitario, proporcionando información sobre el papel de los macrófagos residentes en los tejidos en comparación con macrófagos derivados de monocitos. En los macacos de rhesus, también se ha demostrado que los macrófagos pulmonares se aíslan de BAL albergan un virus competente para la replicación; un ensayo de crecimiento viral (VOA) se utilizó para analizar el comportamiento del SIV en células residentes en tejidos32. Tal hallazgo es de un valor de investigación significativo, pero todavía debe ser validado en los seres humanos antes de que pueda ser aplicado, y el alto costo de usar NCP impide el uso de grandes poblaciones de muestras. Además, los MI humanos serán útiles para muchas otras aplicaciones, como los ensayos de infección viral/microbiana in vitro y en estudios de otros patógenos como la coinfección por tuberculosis/VIH.