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Este protocolo está optimizado para 100-250 μL de muestras de sangre procesadas en un plazo de 12 horas tras la recogida, ya sea criopreservadas o utilizadas de inmediato. Al nacer, el sistema inmunitario neonatal es lanzado a un entorno radicalmente diferente, enriquecido con estímulos microbianos y ambientales que antes estaban ausentes en el entorno intrauterinoprotegido 1,2. Este cambio requiere que el sistema inmunitario se adapte y responda a una gran variedad de nuevos antígenos, un proceso esencial para la supervivencia pero que también plantea desafíossignificativos 1,2. Cada vez más evidencia sugiere que la inmunidad en la primera edad no es simplemente inmadura ni una versión en miniatura del sistema inmunitario adulto. En cambio, está especialmente adaptado para satisfacer las necesidades específicas de este periodo crítico de desarrollo 3,4. Durante esta ventana neonatal, los componentes celulares del sistema inmunitario, incluidos varios tipos de células T, células B y células mieloides, maduran y desarrollan características y funciones únicas específicas de la vidatemprana 5,6,7,8. A pesar de su importancia, la inmunidad neonatal sigue siendo difícil de estudiar directamente debido a limitaciones éticas y prácticas. Una limitación importante es el bajo volumen sanguíneo en los recién nacidos, que promedia ~100 mL/kg 9,10. Este desafío se hace aún más evidente al recoger sangre de bebés extremadamente prematuros (nacidos antes de las 30 semanas de gestación) y de bebés ELBW, que pueden pesar tan solo 400 g con solo 40 mL de sangre circulante. Esto limita la cantidad de sangre que se puede recoger de forma segura, subrayando la necesidad de enfoques que maximicen el rendimiento de datos a partir de muestras mínimas. Para abordar este desafío, nuestro trabajo demuestra protocolos optimizados para el perfilado inmunitario de alta dimensión utilizando volúmenes sanguíneos minúsculos (100-250 μL), como los obtenidos de bebés ELBW.
Los avances recientes en la recogida y procesamiento de sangre han permitido el estudio de las respuestas inmunitarias en poblaciones donde la adquisición de muestras es tradicionalmente difícil. Dispositivos de microaguja como los sistemas de flebotomía Tasso y Touch Activated se desarrollaron inicialmente para una recogida de sangre cómoda en casa en adultos. Desde entonces se han adaptado para su uso en bebés, permitiendo a los cuidadores principales y equipos clínicos recoger muestras con molestias mínimas. Además, pueden usarse en casa sin el estrés de visitas clínicasrepetidas, facilitando el cumplimiento y la accesibilidad. Debe utilizarse un microtubo de ácido etilendidiaminético tetraacético (EDTA) con el dispositivo y enviarlo durante la noche al laboratorio cumpliendo con los protocolos adecuados de biohazard. A la mañana siguiente, cuando lleguen las muestras, deben procesarse utilizando métodos de lisis de glóbulos rojos (RBC) para capturar células inmunitariascirculantes 6. Cabe destacar que los tubos EDTA permiten aislar las células vivas, pero las consideraciones temporales son importantes. Para ensayos funcionales con estimulación, las muestras deben procesarse en menos de 4 horas y, idealmente, en menos de 2 horas desde la recogida. Para los ensayos fenotípicos no funcionales presentados a continuación, las muestras deben procesarse en un plazo de 12 horas para permitir el envío nocturno y asegurar la recuperación, ya que la viabilidad celular disminuye con eltiempo 12. En comparación con la separación tradicional por gradiente de densidad con Ficoll, la lisis es más rápida, menos laboriosa y produce una mayor recuperación13. Sin embargo, el aislamiento celular mononuclear en sangre periférica por lisis puede dejar granulocitos contaminantes, reduciendo la pureza, pero puede ser ventajoso para estudios interesados en estos tiposcelulares 14. Estos compromisos destacan cómo las adaptaciones metodológicas equilibran viabilidad y precisión al estudiar muestras clínicas raras o sensibles, como las de neonatos. El manejo posterior de células aisladas también se ha beneficiado de mejoras metodológicas. La criopreservación con suero bovino fetal (FBS) y dimetilsulfóxido (DMSO) sigue siendo un enfoque robusto para las células inmunitarias, especialmente en sangre fetal y neonatal, donde la viabilidad y recuperación celular son críticas. Además de optimizar el proceso de recogida de sangre, también hemos adoptado técnicas posteriores que permiten extraer la máxima información de pequeños volúmenes de muestras. Introducimos un conjunto de protocolos optimizados que facilitan el muestreo a lo largo de la vida temprana, permitiendo un examen detallado de la dinámica inmune a lo largo del tiempo. Nuestro enfoque aprovecha técnicas avanzadas como la citometría de flujo espectral, la proteómica y la secuenciación de ARN unicelular, que en conjunto ofrecen una visión sin igual de las firmas proteómicas y transcripcionales de las células inmunitarias circulantes en la vida temprana. Además, la citometría de flujo espectral ofrece oportunidades para obtener conocimiento funcional con una entrada celular mínima.
A lo largo de los años, se han utilizado varias técnicas, como los hemogramas completos (hemogramas), para analizar células inmunitarias derivadas dela sangre 15, mientras que otras han analizado proporciones de células inmunitarias en muestras neonatales de sangre total utilizando la metilación delADN 16,17. Aunque estas técnicas han sido útiles para aprender las proporciones de las células inmunitarias conocidas, todavía existen limitaciones en nuestra capacidad para obtener una visión profunda de las células sin un sistema multiómico. Los hemogramas solo proporcionan medidas generales de los principales tipos de células sanguíneas, lo que los hace útiles para establecer el estado inmunitario general en un entorno clínico, aunque limitados en su capacidad para resolver subtipos o estados funcionales. Más recientemente, los estudios han comenzado a abordar esta limitación empleando cambios transcriptómicos y metabolómicos derivados del plasma en bebés tan pronto como en la primera semana devida 18. La proteómica basada en espectrometría de masas se ha adaptado para estudiar perfiles inmunitarios en muestrasneonatales 19. Este enfoque es eficaz para medir una amplia gama de proteínas de manera imparcial e identificar posibles biomarcadores. Sin embargo, las principales limitaciones incluyen la necesidad de una aportación relativamente grande de proteínas y la falta de información directa sobre la identidad celular, a pesar de capturar tanto proteínas solubles como insolubles. El ensayo multiplex dirigido de proteómica (TMPA) ofrece alternativas para muestras de baja entrada. Estos métodos utilizan detección dirigida basada en anticuerpos, proporcionando un perfil de alta sensibilidad para muestras con material limitado. Uno de ellos, en particular, se ha utilizado para seguir longitudinalmente las trayectorias del desarrollo inmunitario en la vidatemprana 20.
La citometría de flujo permite el análisis cuantitativo de proteínas de células inmunitarias a nivel de célula única mediante el paso de células marcadas fluorescentemente a través de un haz láser enfocado y la medición de la dispersión de luz y las señales de fluorescencia resultantes. En esta técnica, los anticuerpos marcados con fluorescencia se unen a proteínas específicas de superficie o intracelulares. Esto permite la detección y cuantificación simultáneas de múltiples subtipos de células inmunitarias y sus características definitorias basadas en sus perfiles de fluorescencia. La citometría de flujo espectral amplía este enfoque capturando todo el espectro de emisión de cada fluorocromo, permitiendo una desmezcla espectral precisa y la detección simultánea de más de 35 marcadores en un solo ensayo 21,22,23. Esto permite analizar muchos más marcadores que los paneles convencionales de citometría de flujo, que están limitados a ~8-12 marcadores. Complementando estas técnicas citométricas, la secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) ha transformado los estudios inmunológicos al permitir un perfil transcriptómico de alta resolución y sesgo a partir de material de entradamínimo 24. A pesar de los mayores costes y la dependencia de la viabilidad celular, el scRNA-seq proporciona conocimientos inigualables sobre la heterogeneidad inmunitaria en la vida temprana en comparación con la secuenciación masiva. En conjunto, estos avances demuestran cómo se están adaptando innovaciones en la recopilación, preservación y análisis para superar los desafíos únicos de estudiar la inmunidad fetal y neonatal.
Este protocolo ha sido optimizado para el análisis de células inmunitarias periféricas criopreservadas aisladas mediante lisis serial de glóbulos rojos. Los investigadores deberían considerar este protocolo si sus estudios requieren un perfil inmunitario de alta resolución a partir de pequeños volúmenes de sangre (100-500 μL), especialmente cuando el análisis longitudinal es crítico. El método es ampliamente aplicable tanto a neonatos a término como prematuros y es compatible con una amplia gama de análisis posteriores, lo que lo hace adecuado para diversas cuestiones de investigación en inmunología neonatal y pediátrica.