Microscopía intravital de dos fotones del pulmón de ratón trasplantado
19 de abril de 2024
Aquí, presentamos un protocolo para obtener imágenes intravitales del pulmón izquierdo del ratón trasplantado utilizando microscopía de dos fotones. Esto representa una herramienta valiosa para estudiar la dinámica celular y las interacciones en tiempo real después del trasplante de pulmón murino.
El objetivo de nuestra investigación es comprender los mecanismos inmunes que subyacen a la isquemia, la lesión por reperfusión y las respuestas inflamatorias y tolerogénicas después del trasplante pulmonar. Queremos estudiar las interacciones dinámicas entre las células donantes y receptoras. Actualmente hacemos uso de varias técnicas quirúrgicas y de imagen en el estudio de la inmunología del trasplante pulmonar en ratón.
Estos incluyen trasplante y retrasplante ortotópico de pulmón izquierdo, pinzamiento del hilar pulmonar izquierdo, tomografía por emisión de positrones no invasiva e imágenes intravitales de dos fotones. Nuestra investigación revela respuestas inmunitarias únicas en los pulmones trasplantados. Utilizando técnicas de imagen avanzadas, descubrimos que los monocitos receptores promueven la infiltración de neutrófilos en aloinjertos pulmonares a través de IL-1 beta.
También encontramos que las células T reguladoras de FOXP3 se agrupan dentro de estos aloinjertos y protegen contra el rechazo mediado por anticuerpos. Nuestra técnica es fácil de configurar, con materiales que se encuentran fácilmente en un laboratorio de microscopía, como pegamento para tejidos y cubreobjetos. Además, proporciona un campo de visión más grande en comparación con otras técnicas.
Nuestro laboratorio está interesado en comprender los mecanismos que inducen y mantienen la tolerancia al aloinjerto pulmonar. Las imágenes intravitales nos permitirán visualizar las interacciones entre las células inmunitarias durante el rechazo y la tolerancia.
Descripción general
Este estudio presenta un protocolo para la obtención de imágenes intravitrales del pulmón izquierdo trasplantado en ratones utilizando microscopía de dos fotones. Tiene como objetivo dilucidar los mecanismos inmunes involucrados en la lesión por isquemia perfusión y las respuestas posteriores al trasplante de pulmón.
Componentes clave del estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Inmunología
- Biología del trasplante
Antecedentes
- Comprender los mecanismos inmunes en el trasplante de pulmón es crucial.
- La lesión por isquemia perfusión afecta los resultados del trasplante.
- Las interacciones dinámicas entre las células del donante y del receptor son significativas.
- Las técnicas de imagen avanzadas pueden revelar respuestas inmunes únicas.
Propósito del estudio
- Investigar las respuestas inmunes en los pulmones trasplantados.
- Estudiar las interacciones entre las células del donante y del receptor.
- Utilizar técnicas de imagen avanzadas para el análisis en tiempo real.
Métodos utilizados
- Trasplante ortotópico de pulmón izquierdo y retransplante.
- Sujeción hilar pulmonar izquierda.
- Tomografía por emisión de positrones no invasiva.
- Obtención de imágenes intravitrales de dos fotones.
Resultados principales
- Los monocitos del receptor promueven la infiltración de neutrófilos en los aloinjertos pulmonares.
- IL-1 beta juega un papel clave en la respuesta inmune.
- Se observaron respuestas inmunes únicas en los pulmones trasplantados.
- Las técnicas de imagen avanzadas proporcionaron información sobre la dinámica celular.
Conclusiones
- El estudio mejora la comprensión de la inmunología del trasplante de pulmón.
- La obtención de imágenes en tiempo real es una herramienta valiosa para estudiar las interacciones celulares.
- Se podrían mejorar los resultados del trasplante con mayor investigación.
Preguntas frecuentes
Executive Industry Relevance
Intravital two-photon microscopy of transplanted mouse lungs enables real-time visualization of immune cell dynamics critical to understanding graft rejection and tolerance. This capability addresses a key discovery-stage challenge by providing mechanistic insight into donor-recipient cell interactions and inflammatory pathways. The approach supports predictive confidence in preclinical models, informing risk-adjusted decisions for immunomodulatory strategies in transplantation research portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct observation of immune cell trafficking and interaction within transplanted tissue.
- Supports mechanistic de-risking by clarifying pathways involved in graft rejection and tolerance.
- Facilitates functional validation of immune targets such as monocytes, neutrophils, and regulatory T-cells.
- Provides dynamic evidence to prioritize or deprioritize immunomodulatory targets.
Screening & Assay Development
- Establishes validated in vivo imaging systems for quantitative assessment of immune responses.
- Supports reproducible measurement of cell infiltration and clustering in response to interventions.
- Enables standardization of imaging protocols for cross-study comparability.
- Prepares robust platforms for evaluating candidate therapeutics targeting immune pathways.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with disease-relevant immune mechanisms observed in transplantation.
- Enables longitudinal tracking of immune cell behavior post-transplant, supporting translational biomarker discovery.
- Provides continuity from mechanistic discovery to preclinical validation of immunotherapies.
- Informs risk-adjusted advancement of candidates based on in vivo immune modulation evidence.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging technique integrates from early discovery through preclinical validation, bridging mechanistic studies and translational research in transplantation immunology.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on immune cell roles in graft rejection and tolerance.
- Screening: Delivers quantitative, reproducible imaging outputs for immune cell infiltration and clustering.
- Analytics: Provides high-content, time-resolved data for comparative analysis of immune responses.
- Translational Research: Aligns preclinical findings with clinical immune mechanisms relevant to transplantation outcomes.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable imaging platform adaptable to other pulmonary and immune-mediated disease models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in immune target validation and mechanistic de-risking.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of in vivo imaging workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk in immunology portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of immunomodulatory strategies for transplantation and related indications.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and advanced microscopy techniques.
- Demands access to two-photon microscopes, transgenic mouse lines, and imaging analysis software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging protocols and data interpretation.
- Adaptable to other organ systems and disease models with appropriate technical modifications.
- Imaging depth and field of view are limited by tissue properties and instrumentation.
