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Aquí, se presentan dos protocolos simples pero efectivos para aislar las células inmunitarias del cerebro y la médula ósea del cráneo. Estos protocolos pueden producir de forma fiable una gran cantidad de células inmunitarias viables que pueden ser adecuadas para diversas aplicaciones posteriores, en particular para la citometría de flujo.
Para estudiar la neuroinflamación en diversos trastornos cerebrales, se han establecido muchos protocolos para la preparación de células inmunitarias del cerebro y se han utilizado en diferentes laboratorios 15,16,17. Los enfoques comunes implican la disociación celular basada en enzimas seguida de la separación en gradiente. Por lo general, en estos protocolos, el tejido cerebral se pica y luego se incuba en una solución de digestión enzimática que contiene colagenasa y DNasa durante 30-60 minutos a 37 °C con una agitación suave. Después de la digestión, las células se someten a una disociación adicional utilizando un método mecánico como el pipeteo o la homogeneización de Dounce. Después de pasar a través de un filtro de células (por ejemplo, un filtro de 70 μm), las células se someten a una centrifugación en gradiente (a menudo una solución de gradiente de densidad del 30%/70%) para eliminar la mielina, los glóbulos rojos y los desechos y para enriquecer los leucocitos. Sin embargo, este enfoque requiere una incubación enzimática prolongada a 37 °C que puede alterar sustancialmente el transcriptoma y el proteoma de las células inmunitarias cerebrales. De hecho, una investigación sistemática sugirió que el enfoque enzimático introduce alteraciones profundas en el transcriptoma y el proteotipo de células cerebrales específicas18. Esto podría dar lugar a artefactos en análisis transcriptómicos posteriores, como scRNA-seq. Por el contrario, el protocolo reportado aquí utiliza un enfoque de disociación mecánica a temperaturas frías durante todo el procedimiento, suprimiendo así el metabolismo celular. Esto asegura una mejor preservación del estado transcripcional y proteómico, minimizando los posibles artefactos. Durante el desarrollo del protocolo, nos dimos cuenta de que el uso de un gran homogeneizador Dounce para homogeneizar el tejido cerebral es fundamental para lograr recuentos celulares más altos con una menor muerte celular. Es probable que durante la homogeneización de Dunce, la presencia masiva de matrices extracelulares, restos celulares y componentes citoplasmáticos sea tóxica para las células. El uso de una cantidad excesiva de tampón ayuda a diluir estas sustancias tóxicas y, por lo tanto, mitiga sus efectos nocivos, lo que conduce a una mejor viabilidad celular. Los datos de citometría de flujo confirmaron una tasa de viabilidad aproximada del 85% de las células inmunitarias preparadas con este protocolo. Además, es notable que la centrifugación con solo una solución de gradiente de densidad del 30% enriquece eficazmente las células inmunitarias del cerebro y elimina la mielina. Esto también puede reducir el costo de la preparación de las células.
Los estudios sobre las células inmunitarias en la médula ósea del cráneo aún son limitados. Un método comúnmente utilizado para aislar células del cráneo del ratón consiste en cortar el cráneo en pedazos pequeños y luego triturar mecánicamente los pedazos con un mortero. En el protocolo actual, se utiliza la centrifugación breve. Este método es una adaptación de un protocolo publicado para la preparación de médula ósea a partir de fémures y tibias19. Para estos huesos largos, solo es necesario cortar un extremo del hueso para recolectar la médula ósea por centrifugación. En el caso del cráneo, este paso se modifica cortándolo en varios trozos pequeños para abrir la cavidad de la médula. Se recomienda utilizar un patrón consistente para cortar el cráneo con el fin de obtener recuentos celulares reproducibles. Además, para maximizar la recuperación de las células de la médula ósea, las piezas del cráneo pueden someterse a 2-3 rondas de centrifugación con mezcla entre cada centrifugación.
Ambos protocolos tienen limitaciones. En primer lugar, el uso de la centrifugación en solución de gradiente de densidad al 30% puede no eliminar eficazmente los glóbulos rojos restantes en el cerebro, lo que puede ocurrir debido a una perfusión incompleta. Además, si la estructura de la mielina se modula bajo ciertas condiciones, una solución de gradiente de densidad del 30% puede no ser una concentración óptima para su eliminación. En este caso, es necesario establecer otra concentración de trabajo de la solución de gradiente de densidad. En segundo lugar, aunque el análisis de citometría de flujo indica una buena viabilidad celular de las células inmunitarias cerebrales utilizando el protocolo descrito, aún debe evaluarse para otras aplicaciones, como el análisis transcriptómico en el que se puede utilizar actinomicina D. En tercer lugar, la calvaria se utiliza para preparar la médula ósea del cráneo. Sin embargo, hay que tener en cuenta que las células inmunitarias existen en muchas otras partes del cráneo. Por último, las meninges, especialmente la duramadre, albergan diversas células inmunitarias y desempeñan un papel en la homeostasis y la disfuncióncerebral. Para el análisis inmunológico de las meninges, se puede adoptar un protocolo publicado en otros lugares 17,21,22,23.
En resumen, se describen dos protocolos robustos para aislar células inmunitarias tanto del cerebro como del cráneo del ratón. Se espera que estos protocolos sean útiles para obtener una gran cantidad de células de alta calidad, adecuadas para diversas aplicaciones posteriores.