Cet article détaille la surveillance du flux d’autophagie afin d’identifier de nouvelles molécules par criblage par imagerie cellulaire.
Article de méthode
Cet article détaille la surveillance du flux d’autophagie afin d’identifier de nouvelles molécules par criblage par imagerie cellulaire.
L’autophagie est un mécanisme central de régulation de l’homéostasie. Les altérations de l’autophagie contribuent aux maladies liées au vieillissement. Des méthodes phénotypiques pour identifier les régulateurs de l’autophagie pourraient être utilisées pour l’identification de nouvelles thérapies. Cet article décrit un flux de criblage par imagerie cellulaire développé pour surveiller le flux autophagique en utilisant LC3 comme rapporteur du flux autophagique (mCherry-EGFP-LC3B) dans les chondrocytes humains. L’acquisition des données est effectuée à l’aide d’un microscope automatisé à haut contenu du système de criblage. Un protocole d’analyse d’images automatisé basé sur un algorithme a été développé et validé pour identifier les molécules activant le flux autophagique. Des étapes critiques, des notes explicatives et des améliorations par rapport aux protocoles actuels de surveillance de l’autophagie sont signalées. Des approches de dépistage phénotypique physiologiquement pertinentes pour cibler les caractéristiques du vieillissement peuvent faciliter des stratégies de découverte de médicaments plus efficaces pour les maladies musculo-squelettiques liées à l’âge.
De nombreuses maladies chroniques sont associées aux caractéristiques du vieillissement, notamment l’autophagie défectueuse1. L’arthrose est la maladie articulaire la plus répandue et a un impact majeur sur la restriction des activités quotidiennes de la population vieillissante, mais ni les mesures préventives ni les traitements modificateurs de la maladie ne sont encore disponibles2.
Le vieillissement articulaire et l’arthrose sont associés à des caractéristiques qui définissent la progression de la dégénérescence du cartilage, notamment une autophagie défectueuse et une sénescence 3,4. Cibler l’autophagie dans les tissus musculo-squelettiques peut aider à trouver des innovations thérapeutiques pour les maladies rhumatologiques 5,6. La modulation pharmacologique de l’autophagie est un mécanisme prometteur et pertinent pour l’intervention dans les modèles de maladies précliniques7. Dans l’arthrose, l’activation de l’autophagie a été utilisée pour prévenir le dysfonctionnement articulaire8. Des méthodes de surveillance de l’autophagie basées sur des protocoles robustes et reproductibles qui permettent une analyse quantitative peuvent être utilisées pour identifier de nouveaux agents et faciliter le ciblage pharmacologique des caractéristiques du vieillissement pertinentes pour la maladie.
Le flux d’autophagie reflète l’activité de dégradation et constitue une mesure pertinente pour identifier de nouvelles molécules activant l’autophagie9. Cette étude décrit une méthode développée pour déterminer le flux autophagique en mesurant l’activité de dégradation autophagique à l’aide d’une lignée cellulaire rapporteuse d’autophagie dans des chondrocytes humains (TC28a2). L’expression transitoire de mCherry-EGFP-LC3- permet de surveiller simultanément la formation et la dégradation des autolysosomes en quantifiant les différences de sensibilité au pH entre les signaux GFP et mCherry LC3 dans les lysosomes des cellules vivantes10.
L’adaptation de cette méthode de cytométrie en flux à un système de surveillance d’imagerie d’expression stable dans des chondrocytes vivants pourrait permettre l’identification de molécules activant le flux autophagique dans le contexte de la biologie du cartilage.
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1. Génération d’une lignée cellulaire rapporteuse d’autophagie de chondrocytes humains immortalisés
REMARQUE : La génération d’une lignée cellulaire rapporteure d’autophagie par transfection stable de pBABE-mCherry-GFP-LC3 par établissement d’une lecture quantitative de cytométrie en flux a été décrite précédemment11. Deux lignées cellulaires ont été utilisées dans la transfection rétrovirale : HEK 293-T17 pendant le processus de cotransfection et T/C28a2 dans l’étape d’infection.
2. Test de flux autophagique basé sur l’image dans des chondrocytes vivants
REMARQUE : Après avoir sélectionné un clone, commencez le test pour quantifier le flux autophagique.
3. Acquisition de données et analyse des flux autophagiques
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Le flux autophagique peut être surveillé dans les cellules par modulation pharmacologique ou par réponse au stress cellulaire. Des chondrocytes humains inmortalisés (T/C28a2) ont été utilisés pour développer une lignée cellulaire rapporteure d’autophagie en utilisant LC3 comme rapporteur fluorescent (mCherry-EGFP-LC3B) pour l’autophagie. La figure 1 montre le déroulement schématique de l’essai de dépistage depuis le développement de la lignée cellulaire rapporteuse d’autophagie dans les chon...
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L’autophagie défectueuse est une caractéristique importante de la dégénérescence articulaire liée au vieillissement, mais il n’existe pas encore de traitements préventifs ou modificateurs de la maladie ciblant l’autophagie pour la dégénérescence du cartilage2. Compte tenu de sa pertinence et de ses implications cliniques, l’autophagie est devenue une cible d’intérêt pour la découverte et le développement de médicaments, bien que les méthodes permettant de surveill...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Cette étude a été soutenue par l’Instituto de Salud Carlos III- Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Espagne, le Plan Estatal 2013-2016 et le Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), « Una manera de hacer Europa », PI14/01324 et PI17/02059, par la plateforme Innopharma Pharmacogenomics appliquée à la validation des cibles et à la découverte de candidats médicaments aux phases précliniques, Ministerio de Economía y Competitividad. Nous remercions également la Fondation pour la recherche en rhumatologie (FOREUM) pour son soutien.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Plaque de culture cellulaire 100 mm | Corning | 430167 | Plaque de culture cellulaire |
| Multiplaque 12 puits | Corning | 353043 | Plaque de culture cellulaire |
| 15 mL Centrifugeuse tube conique | Falcon-Corning | 352095 | Centrifugeuse Tube conique |
| 24 puits | Corning | 351147 | Plaque de culture cellulaire |
| 25 cm2 Flacon | de culture cellulaireFalcon-Corning | 353014 | Flacon de culture cellulaire |
| multiplaque 384 puits Porte-cellules | Perkin Elmer | 6007550 | Plaque de culture cellulaire |
| Multiplaque 6 puits | Corning | 351146 | Plaque de culture cellulaire |
| Multiplaque 96 puits | Corning | 353077 | Plaque de culture cellulaire |
| Technologie acoustique de manipulation des liquides | Labcyte | &minus ; | https://www.labcyte.com |
| Chloroquine | Sigma-Aldrich | C6628 | inhibiteur de flux autophagique |
| Diméthyl Sulfoxyde (DMSO) | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | D2650 | Disolvant |
| Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) | Lonza, Basel, Switzerland | BE-604F | T/C28a2 Milieu |
| de croissance Eagle’s Minimum Essential Medium (EMEM) | ATCC | 30&ndash ; 2003 | HEK 293-T17 milieu de croissance |
| FACScalibur cytomètre | Becton Dickinson, CA | &minus ; | https://www.bdbiosciences.com/en-eu |
| Sérum fœtal bovin (FBS) | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | F9665 | HEK 293-T17 sérum |
| fœtal de veau (FCS) | Gibco by Life Technologies, CA | 26010&ndash ; 074 | Sérum |
| FuGene | Promega | E2691 | Un mélange non liposomal de lipides comme méthode d’administration de plasmides pour créer une lignée cellulaire autophagie signalée |
| Pipette électronique portable à 384 canaux | Integra | &minus ; | https://www.integra-biosciences.com/united-states/en/electronic-pipettes/viaflo-96384#downloads |
| Solution saline équilibrée de Hank (HBSS) | Tampon Sigma-Aldrich | H6648 | |
| HEK 293-T17 | ATCC | CRL-11268 | Lignée cellulaire rénale. Des cellules ont été utilisées pour faciliter l’emballage rétroviral |
| Système de dépistage à haut contenu | Perkin Elmer | &minus ; | https://www.perkinelmer.com/es/product/operetta-cls-system-hh16000000 |
| Hoechst 33342 | Thermo Fisher Scientific | 62249 | Coloration de l’ADN |
| Logiciel d’analyse d’images | Perkin Elmer | &minus ; | https://www.perkinelmer.com/es/product/harmony-4-9-office-license-hh17000010 |
| Poste de travail pour le traitement des liquides | Perkin Elmer | &minus ; | https://www.perkinelmer.com/es/category/janus-liquid-handler-workstations |
| Robot laveur de microplaques | Biotek | &minus ; | https://go.biotek.com/405tradein |
| Opti-MEM® ; (1 fois) | Thermo Fisher Scientific | 11058 | Milieu de transfection |
| Paraformaldéhyde (PFA) | Sigma-Aldrich | 158127 | Fixer |
| pBABE-puro mCherry-EGFP-LC3B | Addgene, Cambridge, MA | 22418 | Plasmide |
| pCL-Eco | Addgene, Cambridge, MA | 12371 | Plasmide |
| Pénicilline-Streptomycine (P/S) | Sigma-Aldrich | P0781 | Antibiotique |
| Solution saline tamponnée au phosphate (PBS) | MP Biomedicals | 2810305 | tampon |
| Puromycine | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | P8833 | Antibiotique |
| Rapamycine | Calbiochem, Allemagne | 5053210 | activateur de flux autophagique |
| Logiciel CellQuestPro | Becton Dickinson | &minus ; | https://www.bdbiosciences.com/en-eu |
| Filtres pour seringue 0,45 &mu ; m | Corning | CLS431220 | Filtre stérile |
| T/C28a2 | &minus ; | &minus ; | Lignée cellulaire de chondrocytes humains |
| Trypsine | Gibco par Life Technologies, CA | 15400054 | Trypsine utilisée avec les cellules T/C28a2 |
| Trypsine | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | SM-2002-C | Trypsine utilisée avec les cellules HEK 293-T17 |
| VSV. G | Addgene, Cambridge, MA | 14888 | Plasmide |
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