Este protocolo proporciona un procedimiento detallado paso a paso para preparar suspensiones unicelulares de alta calidad a partir de tejido pulmonar murino. Se requieren varios pasos críticos para lograr resultados óptimos.
Antes de la digestión enzimática, debe realizarse una perfusión corporal total para eliminar la sangre de los pulmones. Esto garantiza que las células inmunitarias detectadas por SCRNA-seq se originen en el tejido pulmonar en lugar de la sangre circulante. Durante la perfusión, es esencial insertar la aguja en el ventrículo izquierdo para evitar que la perfusión entre en la circulación pulmonar y dañe las células pulmonares. Para preservar la viabilidad celular, todos los tampones, incluidos los lavados, resuspensión y soluciones de perfusión, deben ser preenfriados sobre hielo. Dada la heterogeneidad inherente del tejidopulmonar 24, las muestras deben mantenerse en un medio DMEM/F12 antes y durante la digestión, ya que este medio proporciona nutrientes esenciales que sostienen la viabilidad celular.
La alta viabilidad celular y los agrupamientos celulares bien definidos observados en este protocolo confirman que la combinación enzimática es tanto leve como eficaz. Se sabe que los iones de calcio y magnesio promueven la agrupación celular y aumentan la actividadenzimática 25,26. Por lo tanto, se utiliza PBS libre de Ca+/Mg+ para preparar la mayoría de los tampones y así minimizar la agrupación, mientras que el DMEM/F12 que contiene estos iones se utiliza como medio basal para el tampón digestivo y así mantener una eficiencia enzimática equilibrada.
Aunque estudios previos han descrito pulmones murinos disociativos o tejidos tumorales, a menudo presentan una variabilidad significativa o una descripción incompleta de la selección y concentración deproteasas 11,15,27. Por ejemplo, Han et al.11 usaron cócteles enzimáticos sin informar la concentración, lo que dificulta la replicación. Por el contrario, un método altamente especializado descrito por Chen et al.28 es eficaz para la disociación de células Alveolar Tipo II (AT2), pero implica un flujo de trabajo complejo, lo cual es poco práctico si es necesario recoger varios ratones al mismo tiempo.
Un desafío crítico en la investigación en oncología pulmonar es la heterogeneidad estructural del pulmón portador de tumores, que consiste tanto en células normales frágiles como en células tumorales malignas. Los protocolos estándar o los kits comerciales suelen estar diseñados específicamente para muestras de tejido normal o tumores. O bien provocan una digestión incompleta, que no libera células cancerosas del núcleo tumoral, o una digestión excesiva, lo que induce un estrés significativo y muerte celular en el tejido normal más sensible de las muestras pulmonares con tumores.
Este protocolo aborda esto ajustando finamente el cóctel enzimático (Colagenasa IV, Dispasa II y DNasa I) para lograr una disociación equilibrada. Esta optimización garantiza la liberación de células malignas mientras preserva la viabilidad de las células normales. Esto se apoya en el análisis de citometría de flujo, donde identificamos y resolvimos con éxito dos células epiteliales distintas. Las células epiteliales están bien separadas en células TdTomato+ o TdTomato-. Este nivel de resolución demuestra que este método es adecuado para estudiar todo el microambiente pulmonar portador de tumores sin sacrificar la integridad del tejido huésped. Al incluir todas las células vivas individuales en el análisis, este protocolo permite el estudio de todos los tipos celulares relevantes dentro del microambiente pulmonar portador de tumores, incluidas las células similares a macrófagos asociadas al cáncer (CAMLs) (Figura 3), que no se han informado ampliamente en estudiosprevios 15,16,17.
Tras la digestión, los análisis de scRNA-seq demostraron que este procedimiento aísla con éxito diversos tipos celulares. Las soluciones enzimáticas deben prepararse frescas el día del experimento. Todos los parámetros digestivos están optimizados para un solo pulmón murino entero. Cuando se utiliza solo un lóbulo o varios pulmones, se debe ajustar el tiempo de digestión para asegurar una alta viabilidad celular y una disociación completa del tejido. La contaminación por ARN ambiental y la formación de multipletes son dos factores principales que afectan a la calidad delscRNA-seq 29. Aunque a menudo se utilizan kits de eliminación de células muertas para mejorar la viabilidad, este protocolo produce consistentemente más del 80% de las células vivas tras la digestión, haciendo que este paso sea opcional. El gráfico de rango por código de barras confirmó una contaminación mínima por ARN ambiental incluso sin la extracción de células muertas.
El estudio actual valida esta metodología en el contexto de todo el pulmón murino portador de tumores. Esta digestión enzimática optimizada proporciona una plantilla para estudiar diversos otros tejidos portadores de tumores caracterizados por microambientes similares. Además, la alta viabilidad celular y la preservación de todos los tipos celulares logradas por este protocolo lo hacen adecuado para tecnologías avanzadas de secuenciación, como CITE-seq para el mapeo de proteínas superficiales y ATAC-seq para perfilado epigenético.
Aunque este protocolo produce suspensiones de célula única de alta calidad a bajo coste, el estrés celular inducido por el proceso puede seguir ocurriendo durante la digestión enzimática. Para minimizar los artefactos de expresión génica relacionados con el estrés, un solo operador no debe procesar más de cuatro muestras simultáneamente.