Las células mieloides cerebrales (BrMC) o microglía son las principales células inmunitarias innatas del sistema nervioso central (SNC)1,2,3. En condiciones sanas, monitorean constantemente el cerebro y ayudan en tareas como la poda sináptica, la eliminación de desechos y el soporte a las neuronas4,5,6. Cuando existe una enfermedad, la microglía se activa inmunológicamente, lo que provoca neuroinflamación, un proceso que desempeña un papel esencial en la neurodegeneración en diversas enfermedades del SNC7,8,9. Durante la infección por VIH-1 (VIH), las BrMC o microglía constituyen el principal reservorio del VIH en el cerebro, junto con las células T del SNC y posiblemente los astrocitos; estos últimos probablemente tienen un papel menor como reservorios del VIH en el SNC. La microglía alberga ADN proviral del VIH integrado y latente, pero mantiene una expresión baja de ARN del VIH, a pesar de una terapia antirretroviral (TAR) efectiva10,11,12. La infección persistente por VIH en las BrMC o microglía conduce a inflamación crónica y se asocia con el trastorno neurocognitivo asociado al VIH (HAND), incluso bajo la TAR moderna, evidenciado por síntomas cognitivos, conductuales y motores en hasta el 50 % de las personas con VIH (PVIH)13,14,15,16. Por lo tanto, comprender la función de la microglía persistentemente infectada por el VIH es una de las claves para conocer el mecanismo molecular de la infección y latencia del VIH, la comunicación entre la microglía y los astrocitos y otras células del SNC, el daño neuronal y el proceso de la enfermedad HAND, lo cual es fundamental para identificar dianas terapéuticas contra el neuroVIH11,12,17.
Sin embargo, existen desafíos técnicos al estudiar las microglías utilizando tejido cerebral humano post mortem. Un alto contenido de mielina, especialmente en la sustancia blanca, puede atrapar células y obstruir los filtros, lo que reduce el rendimiento celular a menos que la mielina se elimine antes de la selección inmunomagnética18,19. Después de la muerte del paciente con VIH, los marcadores de superficie celular, como TMEM119 y P2RY12, pueden degradarse, dificultando así la identificación precisa de las microglías20,21. Además, las células mieloides en cerebros infectados por el VIH incluyen monocitos periféricos y macrófagos residentes en tejidos que comparten algunos marcadores comunes con las microglías; por lo tanto, se requieren pasos adicionales para enriquecer la población pura de BrMCs, particularmente microglías22,23.
Los enfoques actuales para aislar microglía humana no funcionan bien con tejidos post mortem infectados por VIH. La clasificación de células activada por fluorescencia ofrece resultados exhaustivos, pero requiere equipos costosos, lleva más tiempo y produce un bajo rendimiento celular a partir de pequeñas cantidades de valiosos tejidos cerebrales humanos24,25. La inmunopanning es específica, pero no puede procesar muestras de muchas regiones cerebrales simultáneamente y requiere un tiempo prolongado de incubación, lo cual no es adecuado para tejidos post mortem que necesitan un procesamiento rápido tras un envío nocturno26,27. Además, ninguno de estos métodos permite recuperar tanto linfocitos T como células mieloides a partir de la misma muestra, lo cual es necesario para obtener un perfil inmunitario completo de las células del SNC infectadas por VIH17,28.
Este protocolo proporciona un enfoque reproducible, confiable y eficiente para el aislamiento y enriquecimiento de microglía y otras células inmunitarias del SNC a partir de tejidos cerebrales humanos postmortem infectados con VIH. La disociación mecánica controlada combinada con digestión enzimática suave (por ejemplo, TrypLE Express y DNasa I) puede preservar en gran medida los antígenos de superficie y minimizar la agregación celular29,30. La mielina se elimina mediante centrifugación en gradiente de densidad de Percoll, seguida de separación inmunomagnética de células T CD3⁺ y células mieloides CD11b⁺31,32. Es importante destacar que el uso de condiciones enzimáticas suaves preserva marcadores mieloides clave, incluidos CD11b y CD68, así como biomarcadores específicos de microglía como TMEM119 y P2RY12, lo que nos permite caracterizar con precisión las células del SNC y realizar análisis de vías de señalización posteriores33. El enfoque de selección en dos pasos también genera una fracción altamente pura de células T CD3⁺ adecuada para estudios virológicos e inmunológicos, lo cual es particularmente relevante para la NeuroVIH, dada la participación de las células T en el reservorio viral del SNC y en la lesión neurológica asociada al VIH tras la infiltración de células T en el cerebro34,35.
En general, este enfoque secuencial en dos pasos —la eliminación inicial de células T CD3⁺ seguida del enriquecimiento de células mieloides CD11b⁺ a partir de la fracción negativa para CD3— mejora tanto la pureza celular como el rendimiento de células del SNC, al tiempo que maximiza el uso de estas muestras tisulares valiosas, limitadas y preciadas. Las células aisladas son adecuadas para una amplia gama de aplicaciones posteriores, incluidas secuenciación de ARN a nivel masivo y a nivel de célula individual, citometría de flujo, ensayos funcionales y análisis virológicos, incluida la cuantificación de ADN/ARN del VIH y ensayos de brote viral para determinar los reservorios virales con capacidad de replicación dentro de las células inmunitarias residentes en el SNC17,36,37.
Este protocolo es compatible con laboratorios equipados para el procesamiento de tejido cerebral postmortem bajo condiciones BSL-2+, ya que muchas personas con VIH (PWH) están bajo supresión con terapia antirretroviral (ART) o presentan solo una interrupción a corto plazo de la ART al final de la vida. Además, solo requiere plataformas estándar de separación inmunomagnética y citometría de flujo para validar la especificidad de las células monocíticas cerebrales (BrMC)/microglia tras el aislamiento. Con modificaciones menores, también puede adaptarse al estudio de enfermedades del sistema nervioso central como la enfermedad de Alzheimer, la esclerosis múltiple, el COVID prolongado y la lesión cerebral traumática38,39,40. Este protocolo también se ha optimizado para aislar células cerebrales de primates no humanos (NHP) infectados con SIVmac251 o SIVmac23912,41, así como de modelos de ratones humanizados de infección o latencia por VIH, proporcionando un modelo fisiológicamente relevante de la infección por VIH en el cerebro. A diferencia de los cerebros humanos, estos modelos animales son más accesibles y ofrecen un recurso complementario valioso para estudios mecanicistas y traslacionales de la infección por VIH, la latencia del VIH y el neuroVIH asociado.