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Una limitación de este protocolo es que no todas las sinapsis estarán orientadas idealmente perpendiculares al eje óptico. Usando esta técnica, no hay manera de predecir y/o influir en la orientación ideal para la toma de imágenes de sinapsis inmune. Para solucionar este problema, excluimos de los análisis posteriores todas las sinapsis capturadas aleatoriamente que finalmente no cumplen con los criterios ideales. Estas sinapsis, oportunamente suficientes, no son muy frecuentes. Sin embargo, es posible eludir esta limitación utilizando varios enfoques experimentales4.
La liberación polarizada CD63 (desgranulación) se puede cuantificar mediante otras técnicas complementarias como la tinción de la superficie celular de CD63 (relocalización cd63 a la superficie celular) en células vivas (no fijas y no permeabilizadas), después del paso 6, y posterior lavado y fijación, como se ha demostrado anteriormente8. Además, se puede realizar la liberación de CD63 en exosomas8,9 y la cuantificación de exosomas mediante análisis de seguimiento de nanopartículas9,25. Estos enfoques son ciertamente compatibles con nuestro protocolo, siempre que la fijación se está realizando después de la inmunofluorescencia de la superficie celular de las células vivas.
Hemos encontrado el número ideal de células (para un pozo de 1 cm2 en el portaobjetos de cámara de 8 pozos) es 4 x 105 células (2 x 105 células Raji y 2 x 105 células Jurkat) ya que se adhieren eficientemente a la parte inferior del pozo. La eficiencia de unión a los microtobogiles de plástico (usando fibronectina), o fondo de vidrio (usando poli-L-lisina) no suele ser un problema. Los números de celda más altos pueden no producir brechas entre las células adheridas y, posteriormente, conjugados sinápticos complejos(Figura 1); ambas situaciones no son deseables cuando los conjugados de una sola célula a célula necesitan ser imágenes en, por ejemplo, experimentos de polarización de gránulos mTOC o secretor. Un menor número de células puede disminuir las posibilidades de encontrar conjugados, especialmente cuando las células Jurkat transinfectadas son desafiadas con APC para generar sinapsis. Tenga en cuenta que hemos observado que una incubadora de etapa estabilizada por temperatura en su lugar en la etapa X/Y del microscopio antes del inicio del protocolo (es decir, 1-2 h de antemano para estabilizar la configuración del escenario/microscopio) mantiene los parámetros estables De,Y,Z, que es crucial para la toma de imágenes adecuada. El sistema de enfoque automático eventualmente compensará pequeñas variaciones Z.
Cuando ciertas técnicas de transducción de genes, como la electroporación, se utilizan para expresar proteínas quiméricas fluorescentes (es decir, GFP-CD63) en los clones de Jurkat (Video 1), una fracción considerable de las células puede morir después de la electroporación. Esto puede ser un problema ya que aunque las células muertas no forman sinapsis, cuando están en exceso sobre las células vivas y transinfectadas, pueden interferir con la formación de conjugados hechos por células Th vivas. Hemos encontrado que la eliminación cuidadosa de las células muertas de los cultivos transfectóte mediante el uso de un medio de gradiente de densidad siguiendo protocolos estándar antes de la etapa de formación conjugada puede aumentar las posibilidades de crear una imagen adecuada de los conjugados. Además, las bajas eficiencias de transfección (<20%) puede ser una advertencia importante ya que esto, combinado con una eficiencia de formación conjugada moderada (alrededor del 60%)25, disminuirá la probabilidad de encontrar conjugados hechos por células transinfectadas. Esto no es un problema cuando se utilizan células no transtrofadas para obtener conjugados en experimentos de punto final y posterior fijación. Los 8 portaobjetos de cámara de microrwell son compatibles con los protocolos de inmunofluorescencia convencionales. Esto aumenta la flexibilidad del protocolo anterior con diferentes propósitos. La fijación con acetona puede ser un problema a tener en cuenta al usar diapositivas de cámara con pozos de fondo de plástico. Sin embargo, hay disponibles comercialmente 8 diapositivas de cámara de microscopio de micropozo que contienen fondos de vidrio, que son compatibles con la fijación de acetona. Retire las tapas de plástico cuando se utilice acetona para fijar las células cultivadas en 8 diapositivas de cámara de fondo de vidrio de micropozo.
Se recomienda que el microscopio esté equipado con una etapa XY motorizada, una torreta de epifluorescencia motorizada y un sistema de enfoque automático (por ejemplo, Perfect Focus System) o suplementos equivalentes. Cuando se requiere una adquisición de varios pozos25,el sistema de enfoque automático garantizará un enfoque estable a lo largo del experimento. La experiencia previa indica que al establecer un desplazamiento de enfoque adecuado en las células Raji, tanto el movimiento de las células T (Video 1) como los movimientos de diapositivas de etapa/cámara del microscopio en experimentos multipunto XY, pueden ser compensados. Esto es realmente conveniente para la captura de lapso de tiempo multipozo.
Se utilizó una cámara de dispositivo acoplado (CDD) en blanco y negro, pancromática y enfriada, pero es deseable una cámara de semiconductores de óxido metálico complementario científico de fluorescencia científica (sCMOS) de alta sensibilidad, ya que esto disminuirá los tiempos de exposición de la cámara y mejorará la resolución temporal. Los cortos tiempos de exposición de la cámara que hemos utilizado (clasificación de 100 ms a 500 ms) combinados con el obturador automático de fluorescencia permiten una captura prolongada del lapso de tiempo (hasta 24 h) con una resolución de tiempo adecuada (1 fotograma por minuto o menos, para hasta 16 posiciones XY) sin blanqueo de fluorescencia significativo y/o pérdida de viabilidad celular. La etapa motorizada permite la captura multipunto (XY) y aumenta la posibilidad de encontrar e imaginar las sinapsis emergentes y en desarrollo en la orientación ideal, pero también permite la adquisición de imágenes en diapositivas multipozo cuando diferentes clones de Jurkat necesitan ser simultáneamente conjugados25. Es necesaria una alta apertura numérica del objetivo (es decir, 60x, 1.4) para obtener los mejores resultados al analizar el tráfico de gránulos secretores.
El RAJI-SEE-Jurkat constituye un modelo de sinapsis inmunológica bien establecido que ha sido utilizado por una miríada de investigadores desde que fue descrito originalmente11. Hemos adaptado nuestro protocolo a este modelo para visualizar adecuadamente las primeras etapas de la formación de IS. Nuestro objetivo era mejorar los primeros acercamientos20 previamente seguidos para estudiar la polarización del MTOC y la maquinaria secretoras hacia el EI. Es notable que los conjugados realizados con este protocolo produzcan reorganización F-actin a la sinapsis, configurando un SMAC canónico, concomitantemente al tráfico polarizado MVB25. Estos eventos cruciales también han sido analizados y validados por microscopía confocal25.
Existen diferencias cinéticas en el tráfico polarizado entre los diferentes tipos de EI. Por ejemplo, el transporte polarizado de gránulos líticos desde los CTL tiene lugar en segundos o muy pocos minutos, mientras que varias vesículas que contienen citoquinas de los linfocitos Th tardan desde minutos hasta varias horas en terminar. Estas diferencias temporales deben tenerse en cuenta de antemano, con el fin de diseñar la mejor estrategia y seleccionar el enfoque experimental y de imagen más adecuado, ya que para algunas estratagemas de imágenes (es decir, microscopía confocal de escaneo láser (LSCM)), el tiempo puede ser un factor limitante ya que el tiempo de captura es mucho mayor que la resolución de tiempo adecuada (1 min o menos)4. Esto no es una limitación cuando la microscopía de fluorescencia de campo ancho (WFFM) se utiliza como se describe en el protocolo anterior. Dado que en los CTL, la polarización de MTOC hacia la sinapsis dura sólo unos minutos3,6,17, diversos enfoques de microscopía de última generación diferentes a los descritos aquí (pero que albergan una resolución espacial y temporal más alta) son necesarios para la imagen adecuada de estas sinapsis26,27, principalmente cuando se utilizan varias imágenes de campos de microscopio (captura multipunto). Estos nuevos enfoques de alta resolución también se pueden utilizar para tomar imágenes de las sinapsis hechas por los linfocitos Th, aunque razones económicas y/o logísticas (es decir, el equipo central necesario para algunas de estas técnicas de imagen cuesta 6-7 veces más que la descrita aquí) sin duda podría constituir una limitación para estos métodos de imagen de última generación4. El hecho de que los linfocitos Th son de larga duración, y la circunstancia de que en los linfocitos Th el MTOC, las vesículas secretoras que contienen linfina y MVB tardan desde varios minutos hasta horas para transportar y acoplarse al IS22,hace de este protocolo un enfoque ideal y asequible para la toma de imágenes del Th-APC IS.
WfFM en combinación con la desconvolución de la imagen posterior a la adquisición constituye un enfoque interesante y no sólo las razones económicas apoyan esta estrategia. La mala resolución intrínseca en el eje Z (la advertencia más importante de la técnica) se puede mejorar mediante el uso de la desconvolución de imagen posterior a la adquisición4 (comparar vídeo 1 con vídeo 2). La deconvolución utiliza un enfoque de procesamiento de imágenes basado en cálculos que puede mejorar la relación señal-ruido y la resolución de la imagen y el contraste27 hasta 2 veces, hasta 150-100 nm en el eje XY y 500 nm en el eje Z4.
El uso de alta sensibilidad, alta velocidad de lectura y amplio rango dinámico, nuevas cámaras sCMOS de fluorescencia mejorará la calidad de las imágenes y reducirá el blanqueo de fluorescencia. La flexibilidad ofrecida por el protocolo de conjugación de célula a célula descrito aquí permite la combinación del enfoque celular descrito con varias técnicas de microscopía de última generación, tanto en células vivas como en células fijas, y el resultado esperado mejorará nuestro conocimiento de la sinapsis inmunológica.
Aunque hemos implementado y validado el protocolo mediante el uso de líneas celulares fáciles de manejar y bien establecidas, el potencial que el enfoque puede permitir la visualización de más interacciones fisiológicas cuandoseutilizan células T primarias y diferentes tipos de células que presentan antígenos (como células dendríticas de macrófagos). En este contexto, este protocolo también se ha ampliado y validado mediante el uso de superanógeno (SEB) ratón pulsado LÍNEA celular EL-4 utilizado como un APC, para desafiar el ratón primario Linfoblasts T9. De hecho, los linfocitos T primarios, los CTL en particular, prestaron contactos sinápticos más efímeros y dinámicos (véase El vídeo suplementario 8 en la referencia9)a los observados con el modelo SEE-Raji y Jurkat. La mejor manera de ver la variabilidad de los modos de contacto sináptico para las interacciones primarias de células T con células dendríticas o células B en equivalentes de tejido in vitro bidimensionales que también se pueden registrar y analizar mediante este protocolo. Además, aparte de los superanógenos, la técnica se puede utilizar para crear imágenes de otros tipos de sinapsis. Por ejemplo, podría utilizarse en un modelo de célulata T transgénica transgénica tingeno, por ejemplo, utilizando el sistema murine OT1/OT2 específico de ovalbumina o mediante la transfección de células T con receptores de células T específicos de antígenos. Esto abre un sinfín de posibilidades experimentales para el futuro inmediato.