Este artículo detalla el monitoreo del flujo de autofagia para identificar nuevas moléculas mediante el cribado por imágenes basadas en células.
Artículo de método
Este artículo detalla el monitoreo del flujo de autofagia para identificar nuevas moléculas mediante el cribado por imágenes basadas en células.
La autofagia es un mecanismo central para regular la homeostasis. Las alteraciones de la autofagia contribuyen a las enfermedades relacionadas con el envejecimiento. Los métodos fenotípicos para identificar los reguladores de la autofagia podrían utilizarse para la identificación de nuevas terapias. Este artículo describe un flujo de trabajo de cribado por imágenes basado en células desarrollado para monitorizar el flujo autofágico utilizando LC3 como indicador del flujo autofágico (mCherry-EGFP-LC3B) en condrocitos humanos. La adquisición de datos se realiza utilizando un microscopio automatizado del sistema de detección de imágenes de alto contenido. Se desarrolló y validó un protocolo de análisis de imágenes automatizado basado en algoritmos para identificar moléculas que activan el flujo autofágico. Se informan pasos críticos, notas explicativas y mejoras con respecto a los protocolos actuales de monitoreo de autofagia. Los enfoques de cribado fenotípico fisiológicamente relevantes para determinar las características distintivas del envejecimiento pueden facilitar estrategias de descubrimiento de fármacos más eficaces para las enfermedades musculoesqueléticas relacionadas con la edad.
Muchas enfermedades crónicas están asociadas con las características distintivas del envejecimiento, incluida la autofagia defectuosa. La artrosis (OA) es la enfermedad articular más prevalente y tiene un gran impacto en la restricción de las actividades cotidianas en la población envejecida, pero aún no se dispone de medidas preventivas ni de tratamientos modificadores de la enfermedad2.
El envejecimiento articular y la artrosis se asocian con características que definen la progresión de la degeneración del cartílago, incluida la autofagia defectuosa y la senescencia 3,4. Dirigirse a la autofagia en los tejidos musculoesqueléticos puede ayudar a encontrar innovaciones terapéuticas para las enfermedades reumatológicas 5,6. La modulación farmacológica de la autofagia es un mecanismo prometedor y relevante para la intervención en modelos preclínicos de enfermedad7. En la artrosis, la activación de la autofagia se ha utilizado para prevenir la disfunción articular8. Los métodos para monitorear la autofagia basados en protocolos sólidos y reproducibles que permiten el análisis cuantitativo se pueden utilizar para identificar agentes novedosos y facilitar la orientación farmacológica de las características distintivas del envejecimiento relevantes para la enfermedad.
El flujo de autofagia refleja la actividad de degradación y es una medida relevante para identificar nuevas moléculas que activan la autofagia9. Este estudio describe un método desarrollado para determinar el flujo autofágico mediante la medición de la actividad de degradación autofágica utilizando una línea celular reportera de autofagia en condrocitos humanos (TC28a2). La expresión transitoria de mCherry-EGFP-LC3- permite el monitoreo simultáneo de los eventos de formación y degradación de autolisosomas al cuantificar las diferencias en la sensibilidad al pH entre las señales de GFP y mCherry LC3 en los lisosomas de células vivas10.
La adaptación de este método de citometría de flujo a un sistema de monitorización de imágenes de expresión estable en condrocitos vivos puede permitir la identificación de moléculas que activan el flujo autofágico en el contexto de la biología del cartílago.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
1. Generación de línea celular reportera de autofagia de condrocitos humanos inmortalizados
NOTA: La generación de una línea celular reportera de autofagia por transfección estable de pBABE-mCherry-GFP-LC3 mediante el establecimiento de una lectura cuantitativa de citometría de flujo se describió anteriormente11. Se utilizaron dos líneas celulares en la transfección retroviral: HEK 293-T17 durante el proceso de cotransfección y T/C28a2 en la etapa de infección.
2. Ensayo de flujo autofágico basado en imágenes en condrocitos vivos
NOTA: Después de seleccionar un clon, inicie el ensayo para cuantificar el flujo autofágico.
3. Adquisición de datos y análisis del flujo autofágico
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
El flujo autofágico puede monitorizarse en las células mediante modulación farmacológica o mediante la respuesta al estrés celular. Se emplearon condrocitos humanos inmortalizados (T/C28a2) para desarrollar una línea celular reportera de autofagia utilizando LC3 como reportero fluorescente (mCherry-EGFP-LC3B) para la autofagia. La Figura 1 muestra el flujo de trabajo esquemático del ensayo de cribado desde el desarrollo de la línea celular reportera de autofagia en condrocitos humanos (mCher...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
La autofagia defectuosa es un sello distintivo importante de la degeneración articular relacionada con el envejecimiento, pero aún no se dispone de tratamientos preventivos ni modificadores de la enfermedad dirigidos a la autofagia para ladegeneración del cartílago. Dada su relevancia e implicaciones clínicas, la autofagia se ha convertido en un objetivo de interés para el descubrimiento y desarrollo de fármacos, aunque los métodos para monitorear directamente los...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Los autores no tienen nada que revelar.
Este estudio ha sido financiado por el Instituto de Salud Carlos III- Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, España, Plan Estatal 2013-2016 y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), "Una manera de hacer Europa", PI14/01324 y PI17/02059, por la plataforma Innopharma Pharmacogenomics aplicada a la validación de dianas y descubrimiento de fármacos candidatos a fases preclínicas, Ministerio de Economía y Competitividad. También agradecemos a la Fundación para la Investigación en Reumatología (FOREUM) por su apoyo.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Placa de cultivo celular de 100 mm | Corning | 430167 | Placa de cultivo celular |
| Multiplaca de 12 pocillos | Corning | 353043 | Placa de cultivo celular |
| 15 mL Tubo cónico de centrífuga | Falcon-Corning | 352095 | Tubo cónico |
| de centrífuga Multiplaca de 24 pocillos | Corning | 351147 | Placa de cultivo celular |
| Matraz | de cultivo celular de 25 cm2Matraz de cultivo celular Falcon-Corning | ||
| 353014 Multiplaca de 384 pocillos Perkin | Elmer | 6007550 | Placa de cultivo celular |
| Multiplaca de 6 pocillos | Corning | 351146 | Placa de cultivo celular |
| Multiplaca de 96 pocillos | Corning | 353077 | Placa de cultivo celular |
| Tecnología acústica de manejo de líquidos | Labcyte | − | https://www.labcyte.com |
| Cloroquina | Sigma-Aldrich | C6628 | inhibidor de flujo autofágico |
| Dimetilsulfóxido (DMSO) | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | D2650 | Disolvente |
| Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) | Lonza, Basilea, Suiza | BE-604F | T/C28a2 medio |
| de crecimiento Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) | ATCC | 30– 2003 | HEK 293-T17 medio de crecimiento |
| FACScitómetro de calibur | Becton Dickinson, CA | − | https://www.bdbiosciences.com/en-eu |
| Suero fetal bovino (FBS) | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | F9665 | HEK 293-T17 suero |
| Suero fetal para terneros (FCS) | Gibco by Life Technologies, CA | 26010– 074 | Suero |
| FuGene | Promega | E2691 | Una mezcla no liposomal de lípidos como método de administración de plásmidos para crear una línea celular autofagia reportada |
| Pipeta electrónica portátil de 384 canales | Integra | − | https://www.integra-biosciences.com/united-states/en/electronic-pipettes/viaflo-96384#downloads |
| Solución salina equilibrada de Hank (HBSS) | Sigma-Aldrich | H6648 | Tampón |
| HEK 293-T17 | ATCC | CRL-11268 | Línea celular de riñón. Se utilizaron células para facilitar el empaquetamiento retroviral |
| Sistema de cribado de alto contenido | Perkin Elmer | − | https://www.perkinelmer.com/es/product/operetta-cls-system-hh16000000 |
| Hoechst 33342 | Thermo Fisher Scientific | 62249 | de análisis de imágenes de tinción de ADN |
| Perkin Elmer | − | https://www.perkinelmer.com/es/product/harmony-4-9-office-license-hh17000010 | |
| Estación de trabajo para manipuladores de líquidos | Perkin Elmer | − | https://www.perkinelmer.com/es/category/janus-liquid-handler-workstations |
| robot lavadora de microplacas | Biotek | − | https://go.biotek.com/405tradein |
| Opti-MEM® (1 vez) | Thermo Fisher Scientific | 11058 | Medio de transfección |
| Paraformaldehído (PFA) | Sigma-Aldrich | 158127 | Fixer |
| pBABE-puro mCherry-EGFP-LC3B | Addgene, Cambridge, MA | 22418 | Plásmido |
| pCL-Eco | Addgene, Cambridge, MA | 12371 | Plásmido |
| Penicilina-Estreptomicina (P/S) | Sigma-Aldrich | P0781 | Antibiótico |
| Solución salina tamponada con fosfato (PBS) | MP Biomedicals | 2810305 | tampón |
| Puromycin | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | P8833 | Antibiótico |
| Rapamicina | Calbiochem, Alemania | 5053210 | activador de flujo autofágico |
| Software CellQuestPro | Becton Dickinson | − | https://www.bdbiosciences.com/en-eu |
| Filtros de jeringa 0,45 μ m | Corning | CLS431220 | Filtro estéril |
| T/C28a2 | − | &menos; | Línea celular de condrocitos humanos |
| Tripsina | Gibco de Life Technologies, CA 15400054 | Tripsina utilizada con células T/C28a2 | |
| Tripsina | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | SM-2002-C | Tripsina utilizada con células HEK 293-T17 |
| VSV. G | Addgene, Cambridge, MA | 14888 | plásmido |
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este artículo de JoVE
Solicitar permiso