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La corrélation de l'expression génique avec les stades du cycle cellulaire demeure un défi dans l'analyse des modèles animaux de maladies hyperplastiques comme le cancer. Une partie de ce défi est la co-détection des protéines d'intérêt (POI) avec des marqueurs de prolifération. Les cellules proliférantes peuvent être trouvées dans diverses phases de cycle cellulaire comprenant G1, S, G2, et M. Ki67 est l'un des marqueurs les plus couramment utilisés de la prolifération et est exprimée dans toutes les phases du cycle cellulaire. Il a été largement utilisé dans l'analyse des tissus humains et de souris1,2,3. Cependant, comme d'autres marqueurs de prolifération générale, Ki67 ne discerne pas les phases individuelles du cycle cellulaire. Une approche plus précise utilise l'incorporation d'analogues de nucléotide de thymidine comme la bromodeoxyuridine (BrdU) dans des cellules qui reproduisent activement leur génome (c.-à-d. la phase S)4,5. Un inconvénient à l'utilisation des analogues nucléotides est la nécessité de les administrer aux animaux vivants heures avant l'analyse. Ki67 et BrdU sont généralement détectés sur les sections de tissus fixes par l'utilisation d'anticorps. L'un des avantages de cette approche est que l'emplacement des points d'accès peut être déterminé dans l'architecture tissulaire (p. ex., la couche basale de l'épiderme cutané). Cette approche ne nécessite pas non plus de dissociation tissulaire qui peut conduire à des changements dans l'expression des gènes. L'un des inconvénients est que la fixation des tissus ou le traitement du tissu pour la section congelée ou paraffine de l'OCT peut obstruer les cibles des anticorps (c.-à-d. les antigènes). La récupération des antigènes nécessite généralement une digestion thermique ou tissulaire. La quantification des intensités de coloration peut également être difficile. Cela est dû aux variations de la coloration, de l'épaisseur de la section, de la détection du signal et du biais de l'expérimentateur. En outre, un nombre limité de marqueurs peut être détecté simultanément dans la plupart des configurations de laboratoire typiques. Pourtant, de nouvelles approches de coloration multiplex promettent de surmonter ces limites; exemples sont la cytométrie de masse d'imagerie et l'amplification du signal Tyramide6,7.
La cytométrie des flux est une autre technologie puissante pour détecter les cellules proliférantes. Il permet la détection multiplexe des marqueurs dans les mêmes cellules, mais nécessite une dissociation tissulaire pour la plupart des types de cellules non hématopoïétiques. L'analyse des cellules proliférantes est régulièrement effectuée par l'utilisation de colorants qui lient l'ADN (p. ex., Propidium Iodide (PI))8. La cytométrie de flux permet également une détermination plus précise des phases du cycle cellulaire lorsqu'elle est associée à la détection de l'incorporation BrdU9. Bien qu'il s'adresse avec force, la cytométrie du flux BrdU/PI a ses inconvénients. Il n'est pas en mesure de résoudre les phases G2/M et G0/G1 sans l'inclusion d'anticorps spécifiques à la phase. Cependant, le nombre d'anticorps qui peuvent être utilisés est limité par l'autofluorescence cellulaire, les retombées spectrales des émissions de fluorophore et l'utilisation de contrôles de compensation. Cette limitation indique qu'il est plus difficile et laborieux de co-détecter l'expression des marqueurs de cycle cellulaire avec des POI. Une approche plus facile est d'utiliser la cytométrie de masse10,11. Cette technologie utilise des anticorps conjugués métalliques qui ont un spectre de détection plus étroit. Une fois que les cellules sont tachées d'anticorps marqués par le métal, elles sont vaporisées et les métaux détectés par la spectrométrie de masse cytométrie (CyTOF). En raison de ces propriétés, la cytométrie de masse permet la détection multiplexe de marqueurs différents à l'aide de plates-formes existantes10,11. En outre, il est possible de coder à barres des échantillons avec des métaux qui se traduisent par des économies d'anticorps précieux tout en réduisant la variabilité des taches d'échantillon en échantillon. D'autre part, la cytométrie de masse a plusieurs inconvénients. Il existe un nombre limité d'anticorps étiquetés métalliques disponibles dans le commerce pour les cellules non dérivées du sang. La quantification de la teneur en ADN est moins sensible par rapport à l'utilisation de colorants fluorescents de l'ADN et la cytométrie de masse a une plage dynamique réduite de détection de signal par rapport à la cytométrie de flux de fluorescence.
Le protocole décrit ici a été conçu pour analyser la dynamique du cycle cellulaire des kérainocytes nouvellement isolés (KCs) de la peau de souris et caractériser l'expression protéique spécifique au cycle cellulaire dans ces cellules en utilisant la cytométrie de masse. Ce protocole peut également être utilisé avec des cellules cultivées ou adapté à d'autres types de cellules.