Le dosage monocouche de monocytes (MMA) est un dosage in vitro qui utilise des monocytes primaires isolés obtenus à partir de sang total périphérique de mammifère pour évaluer la phagocytose médiée par le récepteur Fcγ (FcγR).
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Le dosage monocouche de monocytes (MMA) est un dosage in vitro qui utilise des monocytes primaires isolés obtenus à partir de sang total périphérique de mammifère pour évaluer la phagocytose médiée par le récepteur Fcγ (FcγR).
Bien qu’il ait été développé à l’origine pour prédire les résultats transfusionnels de sang sérologiquement incompatible, le test monocouche de monocytes (MMA) est un test in vitro très polyvalent qui peut être modifié pour examiner différents aspects de la phagocytose médiée par les anticorps et les récepteurs Fcγ (FcγR) dans des contextes de recherche et cliniques. Le test utilise des monocytes adhérents provenant de cellules mononucléées du sang périphérique isolées du sang total de mammifères. Le MMA a été décrit pour être utilisé dans des investigations humaines et murines. Ces monocytes expriment des FcγRs (par exemple, FcγRI, FcγRIIA, FcγRIIB et FcγRIIIA) qui sont impliqués dans les réponses immunitaires. Le MMA exploite le mécanisme des interactions médiées par FcγR, en particulier la phagocytose, où les globules rouges (GR) sensibilisés aux anticorps adhèrent et/ou activent les FcγR et sont ensuite phagocytés par les monocytes. In vivo, ce sont principalement des macrophages tissulaires présents dans la rate et le foie qui effectuent une phagocytose médiée par FcγR des globules rouges opsonisés par des anticorps, provoquant une hémolyse extravasculaire. En évaluant le niveau de phagocytose à l’aide de la MMA, différents aspects du processus médié par le FcγR in vivo peuvent être étudiés. Parmi les applications de la MMA, citons la prédiction de la pertinence clinique des allo- ou auto-anticorps dans un contexte de transfusion, l’évaluation des médicaments candidats qui favorisent ou inhibent la phagocytose, et la combinaison du test avec la microscopie fluorescente ou l’immunoblot occidental traditionnel pour étudier les effets de signalisation en aval des médicaments ou des anticorps engageant le FcγR. Parmi les limites, citons la pénibilité de cette technique, qui prend une journée entière du début à la fin, et l’exigence d’une approbation éthique de la recherche pour travailler avec du sang de mammifère. Cependant, avec de la diligence et une formation adéquate, les résultats de la MMA peuvent être obtenus dans un délai de 24 heures.
Le test de monocouche de monocytes (MMA) est un test in vitro développé à l’origine pour mieux prédire les résultats des transfusions sanguines chez les patients présentant des auto-anticorps ou des allo-anticorps dirigés contre les globules rouges (GR)1-5. En évaluant l’effet des anticorps anti-globules rouges dans la médiation de la phagocytose médiée par le récepteur Fcγ (FcγR) à l’aide de ce test in vitro, il est possible de prédire l’issue clinique in vivo. En effet, le MMA a été utilisé avec succès pour éviter la destruction immunitaire des globules rouges liés aux anticorps, malgré la transfusion de sang sérologiquement incompatible5. La procédure pré-transfusionnelle typique pour les tests de compatibilité, également appelée compatibilité croisée, implique des méthodes sérologiques qui comprennent le typage du sang du patient pour les antigènes ABO et Rh et le dépistage de la présence d’anticorps anti-globules rouges chez le patient6. Le sang compatible pour l’ABO/Rh est sélectionné et, si des anticorps sont présents, une tentative d’identification est faite afin que le sang pour la transfusion puisse être sélectionné davantage afin d’éviter ces antigènes. Un résultat de compatibilité croisée idéal se produit lorsque tout le sang du donneur est sérologiquement compatible avec le sang du patient, ce qui réduit le risque d’hémolyse post-transfusionnelle7. Cependant, ce système ne convient pas au petit groupe de patients qui sont devenus allo-immunisés à la suite de transfusions répétées ou d’une grossesse. Ces patients produisent des allo-anticorps contre des antigènes globulaires globulaires spécifiques. Certains produisent des anticorps contre des antigènes de très haute fréquence dans la population générale, et deviennent ainsi progressivement plus difficiles à croiser8,9. Pour ajouter à la complexité, tous les allo-anticorps ne sont pas cliniquement significatifs ; En d’autres termes, la liaison d’un allo-anticorps aux globules rouges détectés par un test sérologique n’entraîne pas nécessairement une hémolyse lorsque du sang incompatible avec l’antigène positif est transfusé. Le MMA a été développé à l’origine pour évaluer la signification clinique potentielle du sang sérologiquement incompatible dans un contexte de transfusion1-5.
Étant donné que l’hémolyse extravasculaire des globules rouges liés aux anticorps est connue pour être médiée par le système phagocytaire mononucléaire, les monocytes/macrophages primaires sont utilisés dans le développement de tests diagnostiques. Le premier test visant à étudier l’interaction des monocytes, des globules rouges et des anticorps a été publié en 1975, mais les conditions sous-optimales utilisées n’ont conduit qu’à la formation de rosettes (la liaison des globules rouges à la périphérie du monocyte), et aucune phagocytose n’a été observée10. Des modifications significatives ont été apportées au test par plusieurs groupes, ce qui a conduit à un test pour lequel le niveau de phagocytose des globules rouges liés aux allo-anticorps a pu être corrélé au résultat clinique de l’hémolyse1-5. Récemment, les conditions optimales de stockage des échantillons cliniques et l’optimisation supplémentaire des conditions de dosage ont été examinées afin d’améliorer l’utilité d’une compatibilité croisée clinique MMA à l’aide d’échantillons de patients autologues11.
Trois autres techniques de diagnostic ont été utilisées en plus de la MMA pour prédire les résultats des transfusions : le test de libération de 51Cr, le test de la rosette et le test de chimiluminescence (CLT). Dans le test de libération de 51Cr, le patient reçoit une injection de 51globules rouges de donneur marqués au Cr, et la demi-vie des globules rouges marqués est surveillée et est prédictive de la survie ou de la clairance post-transfusionnelle12,13. Comme cette méthode utilise des matières radioactives, elle est rarement pratiquée. Le test de la rosette consiste à mélanger et à incuber des monocytes avec des globules rouges et à quantifier le niveau de formation de la rosette (sans phagocytose)14. La signification clinique des anticorps in vivo implique une phagocytose active par les macrophages présents dans la rate et/ou le foie ; Ainsi, cette méthode ne fournit pas une lecture pertinente de la phagocytose. Le CLT utilise le luminol pour surveiller le sursaut oxydatif pendant la phagocytose monocytaire des globules rouges, car le luminol devient fluorescent en bleu lorsqu’il est oxydé dans le phagosome15. Cette méthode est bonne, mais la contamination par les neutrophiles peut fausser la lecture. Des comparaisons parallèles ont été effectuées pour évaluer la sensibilité, la praticité et la reproductibilité des quatre méthodes disponibles, et le CLT et le MMA ont été classés supérieurs16. Cependant, le CLT a été principalement utilisé dans l’évaluation de la maladie hémolytique du fœtus et du nouveau-né (HDFN), et le pH optimal du test de 8,0 pourrait compromettre le niveau de phagocytose11.
En plus de son utilité diagnostique et clinique, le MMA a été modifié à d’autres fins de recherche. En effet, le MMA peut non seulement servir de test fonctionnel pour corriger les divergences entre la sérologie et la biologie, mais il a également été utilisé pour étudier rétrospectivement la cause de l’hémolyse après un traitement par immunoglobulines intraveineuses (IgIV)17. Il a également été utilisé pour examiner la structure-fonction des inhibiteurs chimiques de la phagocytose18-20 médiée par FcγR et pour étudier la signalisation en aval de la phagocytose21 médiée par FcγR. Dans notre laboratoire, en plus d’utiliser un MMA humain, nous développons un MMA murin en utilisant des cellules mononucléées primaires du sang périphérique (PBMC) de souris et des globules rouges autologues. La raison d’être est de cribler des anticorps capables d’induire une phagocytose médiée par FcγR comme intermédiaire au développement d’un modèle murin d’anémie hémolytique auto-immune (AIHA) in vivo (données non publiées). Les différentes modifications se concentrent sur différents aspects de l’interaction de l’anticorps IgG et du FcγR qui induisent la phagocytose.
Obtenir l'approbation pour l'utilisation d'échantillons humains par l'éthique de la recherche conseil / comité d'examen institutionnel, et obtenir le consentement signé de tous les donneurs humains. Le MMA peut également être effectuée en utilisant des PBMC de souris d'une manière similaire à l'essai humain, après l'approbation utilisation des animaux d'éthique. MMA utilise des techniques de culture tissulaire aseptiques.
NOTE: Voir Figure 1.
NOTE: Bien que nous recommandons l'utilisation d'un bioconfinement armoire de niveau 2 au cours de l'essai pour maintenir une technique aseptique, la méthode est seulement un "court terme" méthode de culture, il n'y a pas vraiment assez de temps pour les bactéries de contaminer le dosage. Par conséquent, si un bioconfinement armoire de niveau 2 n'existe pas, plutôt que d'acheter un juste pour ce test, le test pourrait être effectué en dehors d'une armoire bioconfinement, sur un banc ouvert. L'utilisation d'un incubateur à 37 ° avec 5% de CO 2, cependant, ne sont pas une option et doit être utilisé pourdes résultats optimaux.
1. mononucléaires du sang périphérique de cellules d'isolement
2. Pré-traitement des monocytes adhérées
REMARQUE: Cette étape est nécessaire uniquement si la recherche de moyens pour inhiber ou améliorer la phagocytose.
3. Opsonisation de R 2 R 2 globules rouges
NOTE: Le R 2 R 2 utilisé ici sont obtenus à partir de la collection Blood Center (Société canadienne du sang), mais ils sont également disponibles dans le commerce. Opsonisé R 2 R 2 globules rouges sont utilisés en tant que témoin positif pour la phagocytose à médiation par FcyR. Naïf R 2 R 2 doit être stocké dans une solution de Alsever (pour prolonger la durée de vie) à 4 ° C pendant 1 mois. La solution de Alsever est fait maison et composé de 0,8% P / v de citrate trisodique (dihydraté), 1,9% p / v de dextrose, 0,42% en poids / chlorure de sodium v et 0,05% p / v d'acide citrique (monohydraté). Si R 2 R 2 cellules ne sont pas disponibles, d' autres cellules phénotypées Rh, tels que R 1 R 2, R 1 R 1, R 1 r, r ou R 2, peuvent être utilisés.
4. La phagocytose à médiation par le récepteur Fc
5. Quantification de la phagocytose
En suivant les étapes cruciales dans la figure 1 et la procédure décrite ci - dessus, le MMA peut être réalisée de façon reproductible. IVIG a été utilisé comme exemple pour l'inhibition de la phagocytose dans la figure 2. IVIG est connue pour se lier et bloquer les récepteurs Fc, inhibant ainsi le résultat en aval de la phagocytose. En dosant la quantité de IVIG utilisée, une inhibition dépendante de la dose est observée, dans lequel des concentrations supérieures à 200 ug / ml a donné lieu à près de 100% d' inhibition et des concentrations inférieures à 0,5 pg / ml n'a pas inhibé tout (figure 2A). Lorsque les indices de phagocytaires sont transformées et normalisées par rapport à R 2 R 2 en tant que contrôle positif 0% d' inhibition, une courbe d'inhibition avec une CI50 de 3 pg / ml peut être déterminée (figure 2B).
En plus d'effectuer le test régulièrement, Quantification de l'essai peut parfois être difficile. Figure 3 est une collection de contraste de phase des images de microscopie de différentes diapositives MMA. Avec l' expérience de la microscopie, on peut distinguer un monocytes d'un RBC contaminant (Figure 3D), ou une vacuole d'une RBC phagocyté (figure 3B). Grappes denses de cellules et / ou les débris doivent être évités pendant la quantification (figures 3E et F). En outre, il faut éviter de trop-opsonisation R 2 R 2 RBC, ce qui conduirait à une phagocytose accrue qui overcrowds l'intérieur des monocytes et interfère avec une quantification précise (figure 3C).

Figure 1. Schéma de la MMA. Une description étape par étape des étapes cruciales dans le MMA: isoler PBMC à partir de sang entier, alimentant le monocyt adhérées avec opsonisé R 2 R 2, et le lavage des lames de chambre. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2. intraveineux IgG (IVIG) inhibe la phagocytose in vitro en utilisant le MMA. IgIV est connu pour inhiber la phagocytose et est utilisé comme contrôle d'inhibition dans le MMA humain. (A) Titrage de IVIG a entraîné une inhibition dose-dépendante de la phagocytose par rapport à la non traité R 2 R 2 commande. Les résultats montrent la moyenne ± l'erreur standard de la moyenne (SEM) n = 3 expériences. L'analyse statistique a été effectuée à l' aide des étudiants t -test: ** p≤0.01 et *** p ≤ 0,001. (B) de la courbe d'inhibition de l' IVIG avec un IC 50 of 3 pg / mL (ligne pointillée). Les résultats montrent des données normalisées à R non traitées 2 R 2 (0% d'inhibition); moyenne ± SEM de n = 3 expériences. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 3. Phase contraste des images de microscopie de diapositives de l' échantillon sous un grossissement de 40X. (A) Le coulisseau parfait dans lequel les monocytes phagocytées 1-2 R 2 R 2 en moyenne (flèches noires avec un halo lueur distinctive), avec très peu de contamination, non phagocytés R 2 R 2 en arrière - plan (flèches blanches). Vacuoles (B) Comme le montre cette diapositive, monocytes ont parfois agrandies (flèches blanches), qui peuvent être confondus avec des phagocyté R 2 R 2. (C </ strong>) Lorsque R 2 R 2 ont été sur-opsonisées, plus de 4-5 phagocyté R 2 R 2 par monocytes (flèches noires) rendent le comptage exact difficile, puisque le R 2 R 2 sont entassés dans le monocytes et de cellules distinctes les frontières ne peuvent être distingués. (D) de lavage inadéquate de la lame conduit à abondante R 2 R 2 contamination (flèches blanches), qui pourrait être confondu avec hématies adhéré. (E) Parfois, les monocytes et les globules rouges contaminants peuvent former des amas. Clusters indiquent également la contamination bactérienne, qui devrait être évité. (F) monocytes peut former des agrégats plus gros, qui doivent être évités pendant la quantification. Utilisation de la sélection aléatoire des champs pour voir, le panneau A est ce qui est habituellement observé si le MMA a été effectué correctement. La barre d'échelle est de 20 um. Cliquez ici s'il vous plaitpour voir une version plus grande de cette figure.
Le MMA est une technique laborieuse qui exige une expertise à la fois dans la culture de tissus et la microscopie. Il y a plusieurs étapes essentielles pour assurer le succès: 1) la génération de la monocouche monocytes; 2) opsonisation des globules rouges, et 3) la quantification manuelle. La monocouche monocyte ne colle pas très fortement à la lame de la chambre, de sorte que le pH physiologique doit être maintenue tout au long de l'essai 11 et un nombre suffisant de PBMC doit être semée. pipetage Vigoureuse, ce qui pourrait perturber les cellules adhérentes, devrait être évitée. Une approche est de toujours supprimer et ajouter des solutions du même coin de la chambre et de veiller à ce que le mouvement est lent et régulier. De même, lors de la dernière étape de lavage pour éliminer l'excès de globules rouges, le mouvement devrait être lente et régulière. Cela garantit une perturbation minimale à la monocouche, tout en supprimant la majorité des hématies un-phagocyté. lavage inadéquat conduira à un fond élevé de globules rouges contaminants, ce qui rend qua manuelntification difficile. D' autre part, les groupes R 2 R 2 , les globules rouges doivent être suffisamment opsonisées afin d' obtenir un indice phagocytaire moyenne de 80 à 120 pour le contrôle de la phagocytose. Cette gamme de phagocytaire souhaité un équilibre entre la facilité de comptage (par exemple, monocytes avec plus de 5 phagocytées hématies sont difficiles à quantifier avec précision) et le maintien d' une quantité adéquate de la phagocytose pour l' analyse statistique. Le degré de opsonisation peut être confirmé par un IAT, et une lecture entre 3+ à 4+ est nécessaire. Le R 2 R 2 hématies doivent être jetés quand il y a excès de lyse pendant le lavage, lorsque le surnageant devient rouge foncé, ou quand une diminution significative de la phagocytose est observée dans des expériences en raison du vieillissement des cellules de stockage. Enfin, la quantification manuelle à l'aide du microscope peut être difficile, surtout lorsque l'on compare les chiffres entre le personnel de laboratoire et entre les expériences. En examinant le même domaine sur chaque puits, ou simplement en comptant plus de cellulesUn nombre plus uniforme peut être obtenue. formation Side-by-side avec un technicien expérimenté et l'utilisation d'un ensemble désigné de diapositives de formation est recommandé.
Une critique majeure de la MMA est la subjectivité de l'étape manuelle de quantification. Cependant, avec une formation adéquate, la cohérence peut être obtenue à travers différents compteurs. Une autre limitation est les différences donateurs à-donateurs intrinsèques monocytes capacités phagocytaires et en R 2 R 2 surface niveaux d'expression de l' antigène, ce qui est une source de variation de données lorsqu'ils traitent avec des échantillons humains.
D'autres techniques alternatives sont disponibles pour l'examen de la phagocytose FcyR médiée. La majorité des kits commerciaux utilisent la sortie fluorescente pour surveiller la phagocytose (par exemple, bioparticules, la protéine de fluorescence sensible au pH, ou des billes de latex fluorescentes IgG marqués). L'utilisation de la sortie fluorescente n'offre une quantification plus objective, mais on doit aussi conexaminer le disponibilité, le coût et la formation associée à l'utilisation d'un microscope à fluorescence ou d'un cytomètre de flux, ainsi que la dépendance qui s'ensuit sur des kits disponibles dans le commerce.
Enfin, cet essai peut être modifié en fonction de la question de recherche. Par exemple, lors du test de l' inhibition médicamenteuse de la phagocytose, les monocytes peuvent soit être pré-traitées ou co-incubées avec les médicaments et les globules rouges opsonisés ( par exemple, un test de compétition). La signalisation en aval des anticorps de sous-types différents, des anticorps chimères ou des constructions recombinantes peuvent également être testés. Avec les récentes percées dans le développement d'un antigène nul universel de sang 24, le MMA pourrait être utilisé dans les écrans initiaux de ces hématies antigène nul avec divers anticorps pour déterminer s'il est en effet une efficacité réduit dans le déclenchement de la phagocytose.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Les auteurs remercient la Société canadienne du sang pour l’attribution d’un programme de bourses d’études supérieures à T.N.T. Cette recherche a reçu le soutien financier du Centre d’innovation de la Société canadienne du sang, financé par le gouvernement fédéral (Santé Canada) et les ministères provinciaux et territoriaux de la Santé. Les opinions exprimées dans le présent document ne reflètent pas celles des gouvernements fédéral, provinciaux ou territoriaux du Canada.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Citrate acide dextrose (ACD) vacutainers | BD | REF364606 | |
| RPMI 1640 | Sigma | R8758 | |
| HEPES | Bioshop | HEP003.100 | |
| Sérum fœtal | bovin Multicell ; | 080150 | |
| Gentamicine | Gibco | 15710-64 | |
| Ficoll-Paque PLUS | GE | 17-1440-03 | https://www.gelifesciences.com/ |
| Phosphate salin tamponné | Sigma | D8537 | |
| chambres | lames Lab-Tek-ll | 154534 | |
| R2R2 (cDE/cDE) globules | rougesSociété canadienne du sang | Disponible dans le commerce (p. ex., http://www.bio-rad.com/en-ca/product/reagent-red-blood-cells) | |
| Sigma | P8136 | Peut être remplacé par une monture disponible dans le commerce | |
| UltraPure glycérine | Invitrogen | 15514-011 | |
| Couvercles | VWR | 48366 067 | |
| Novaclone anti-IgG | Immucorgamma | 5461023 | En option pour IAT (http://www.fda.gov/downloads/biologicsbloodvaccines/.../ucm081743.pdf) |
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