Este método de transmigración original fue presentado por Stephen Boyden en 1962 en el Journal of Experimental Medicine1. Gran parte de lo que sabemos sobre la quimiotaxis y la quimioquinética no sería posible sin el desarrollo de la cámara Boyden. Antes del descubrimiento de la primera quimiocina en 1977, se utilizaban sistemas de transmigración ex vivo para aprender sobre factores séricos que podrían detener el movimiento celular en los macrófagos mientras amplificaban la motilidad celular en neutrófilos1,2. Una enorme riqueza de conocimiento se ha desarrollado con respecto a la migración de células inmunitarias, y hasta la fecha, 47 quimioquinos se han descubierto con 19 receptores correspondientes3,4. Además, multitud de inhibidores/potenciadores de estas vías de quimiocina han sido objeto de desarrollo con fines terapéuticos5,6,7,8. Muchos de esos compuestos se han probado en cámaras de transmigración similares para entender las interacciones directas entre los compuestos y la capacidad de respuesta de las células inmunes a una quimiocinadada 9.
La transmigración, o diapedesis, al tejido inflamado es un proceso esencial para una respuesta inflamatoria saludable para eliminar la infección10,11. Una cámara Boyden, un sistema de transmigración o un aparato transwell se componen generalmente de dos cámaras separadas por una membrana porosa1,12. La cámara inferior a menudo contiene medios que contienen la quimiocina de interés, mientras que los leucocitos se colocan en la cámara superior. El tamaño del poro en la membrana se puede seleccionar en función del tamaño de la célula de interés. Para este proyecto, seleccionamos una membrana porosa de 3 m, ya que las células linfoides tienen un tamaño de 7-20 m, dependiendo de la etapa de desarrollo celular. Este tamaño de los poros asegura que estas células no están cayendo pasivamente a través de los poros, sino que están migrando activamente en respuesta al gradiente de quimiocina.
La principal ventaja de este protocolo es su rentabilidad. La transmigración in vivo es difícil porque requiere un amplio entrenamiento en manejo de animales y cirugía, y a menudo implica microscopía de alta potencia que no siempre está disponible para un investigador. El cribado rentable de compuestos que se cree que mejoran o inhiben la transmigración se puede realizar antes de la toma de imágenes in vivo. Debido a que el sistema de transmigración está estrechamente controlado, las células pueden ser tratadas inicialmente y luego añadidas al aparato transwell, o, viceversa, la quimiocina puede ser tratada primero con un inhibidor de la quimiocina y luego las células añadidas al aparato transwell. Por último, las células endoteliales y/o las proteínas de membrana del sótano se pueden agregar a la parte inferior del inserto transwell 1-2 días antes del experimento de transmigración para entender la implicación de estas células de barrera en la quimiocinética. Una vez más, estas manipulaciones del sistema proporcionan un poderoso medio de determinar información importante sobre la eficacia de un compuesto dado antes de estudios in vivo más complicados.
El uso de un sistema de cámara de transmigración es una forma eficaz de evaluar la movilidad de los linfocitos en diversas condiciones in vivo e in vitro12,13,14. Aquí, describimos un método optimizado para evaluar la capacidad de respuesta de los linfocitos ex vivo a las quimioquinas en una cámara de transmigración. En este experimento de ejemplo, las células CD4+ T y las células linfoides innatas del grupo 2 (ILC2) se aislaron de machos y hembras, ratones BALB/c después de la exposición a los alérgenos de OVA. Se generó la hipótesis de que CCR4+ CD45+ Lineage- (LIN-) ILC2 de ratones con alérgenos migrarían más eficientemente hacia CCL17 y CCL22 que las células auxiliares CCR4+ CD4+ T. CCL17 y CCL22 son quimiolinas comúnmente producidas por células dendríticas y macrófagos del fenotipo M2 (alérgico), entre otras células, en alergia15,16. CCL17 y CCL22 pueden considerarse biomarcadores de inflamación alérgica, ya que se detectan fácilmente en los pulmones durante las exacerbaciones de las vías respiratorias16,17,18. Es importante destacar que la expresión CCR4 es elevada en comparación con los controles no tratados, como se revela en los datos bioinformáticos generados a partir de ILC2 aislados de animales tratados con ácaros del polvo de la casa, y de manera similar ILC2 de animales ingenuos tratados ex vivo con IL-33 ( alérgenos que promueven la citoquina innata) upregulates CCR419,20. Además, según los datos de ILC2 en la base de datos del Proyecto Genoma Inmunológico (www.immgen.org), el ARNm CCR4 está muy expresado en estas células inmunitarias innatas. Hasta la fecha, poco se sabe con respecto al tráfico de ILC2 en los tejidos, pero es probable que las células ILC2 y CD4+ T utilicen quimioquinas y receptores similares para la quimiotaxis y quimiocinética, ya que expresan factores de transcripción y receptores similares. Por lo tanto, comparamos CCL17 frente a la capacidad de respuesta CCL22, de linfocitos ILC2 y CD4+ T, tanto de animales machos como de mujeres, con problemas de OVA.