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Article de méthode

Préparation de bicouches lipidiques soutenues par des perles pour étudier la production de particules des synapses immunitaires des lymphocytes T

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DOI :

10.3791/63130

1 avril 2022

Dans cet article

Résumé

Nous présentons ici le protocole pour la reconstitution par étapes de cellules synthétiques présentatrices d’antigènes à l’aide de bicouches lipidiques soutenues par des billes et leur utilisation pour interroger la sortie synaptique des cellules T activées.

Résumé

Les cellules présentatrices d’antigènes (APC) présentent trois signaux d’activation aux lymphocytes T engagés dans un contact physique : 1) l’antigène, 2) la costimulation/corépression et 3) les cytokines solubles. Les lymphocytes T libèrent deux types de particules effectrices en réponse à l’activation : les vésicules transsysylétiques (vST) et les particules d’attaque supramoléculaires, qui transfèrent respectivement des messagers intercellulaires et médient la cytotoxicité. Ces entités sont rapidement internalisées par les APC engagés dans un contact physique avec les lymphocytes T, ce qui rend leur caractérisation décourageante. Cet article présente le protocole de fabrication et d’utilisation des bicouches lipidiques supportées par des billes (BSLB) en tant que mimétiques de cellules présentatrices d’antigènes (APC) pour capturer et analyser ces particules transsynaptiques. Sont également décrits les protocoles pour les mesures absolues des densités de protéines à la surface des cellules, la reconstitution des BSLB avec de tels niveaux physiologiques et la procédure de cytométrie en flux pour suivre la libération de particules synaptiques par les cellules T. Ce protocole peut être adapté pour étudier les effets de protéines individuelles, de mélanges de ligands complexes, de déterminants de virulence pathogène et de médicaments sur la sortie effectrice des cellules T, y compris les cellules T auxiliaires, les lymphocytes T cytotoxiques, les cellules T régulatrices et les cellules T exprimant les récepteurs de l’antigène chimérique (CART).

Introduction

La synapse immunologique (IS) est une structure moléculaire pivot formée à l’interface des cellules engagées dans un contact physique qui facilite l’échange régulé d’informations sur la juxtracrine. Différents SYSTÈMES ont été décrits dans la littérature, et un nombre croissant de preuves suggère que ces centres moléculaires sont une caractéristique conservée des réseaux cellulaires. Diverses cellules immunitaires, y compris les cellules B, les cellules tueuses naturelles, les cellules dendritiques, les macrophages et les cellules T, échangent des informations via l’assemblage de contacts de courte durée1. Les études multiomiques font progresse....

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Protocole

1. Mesure des densités de protéines de surface cellulaire par cytométrie quantitative en flux

  1. Préparer un tampon de cytométrie en flux humain (hFCB) filtré à 0,22 μm en ajoutant de l’EDTA (à une concentration finale de 2 mM) et du sérum AB humain (jusqu’à un final de 10 %) à une solution saline tamponnée stérile au phosphate (PBS), pH 7,4 (voir le tableau 1). Filtrer la solution à l’aide d’un filtre à pores de 0,22 μm pour éliminer les impuretés sériques et conserver à 4 °C.
  2. Récupérer les cellules et les sédimenter par centrifugation à 300 × g pendant 5 min à température ambiante (RT).
  3. Lavez les ....

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Résultats

FCM pour la quantification absolue des protéines à la surface de la cellule
La reconstitution des BSLB présentant des densités physiologiques de ligands nécessite l’estimation des densités protéiques totales sur le sous-ensemble cellulaire modélisé. Pour reconstituer les BSLB, inclure tout ligand pertinent censé jouer un rôle dans l’axe de signalisation d’intérêt aux côtés des protéines soutenant l’adhésion et l’interaction fonctionnelle entre BSLB et les cellules, telles que l’ICAM-1 et les molécules.......

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Discussion

Les BSLB sont des outils polyvalents pour étudier la production de particules des lymphocytes T stimulés par des membranes APC modèles. La flexibilité de la méthode permet la reconstitution de compositions membranaires complexes et réductionnistes pour étudier les effets des ligands et de leurs signaux sur la sécrétion de tSV et de particules d’attaque supramoléculaire et leurs composants. Nous avons testé cette technologie sur diverses cellules T, y compris les cellules TH, CTL, Tregs et CART15 p.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à déclarer.

Remerciements

Nous sommes reconnaissants aux membres de notre laboratoire et à la communauté du Kennedy Institute of Rheumatology pour leurs discussions scientifiques constructives, en particulier notre gestionnaire d’installations de cytométrie en flux, Jonathan Webber. Ce travail a été financé par wellcome Trust Principal Research Fellowship 100262Z/12/Z, l’ERC Advanced Grant (SYNECT AdG 670930) et le Kennedy Trust for Rheumatology Research (KTRR) (tous trois à MLD). Le PFCD a été soutenu par embooca Long-Term Fellowship (ALTF 1420-2015, en collaboration avec la Commission européenne (LTFCOFUND2013, GA-2013-609409) et Marie Sklodowska-Curie Actions) et une bourse Oxford-Bristol M....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-[(N-(5-amino-1-carboxypentyl)acide iminodiacétique)succinyl] (sel de nickel)Avanti Polar Lipids790404C-25mg18:1 DGS-NTA(Ni) dans le chloroforme

PIPETMAN L Multicanaux P8x200L, 20-200 µ ; L
GilsonFA10011
1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholineAvanti Polar Lipids850375C-25mg  ; 18:1 (&Delta ; 9-Cis) PC (DOPC) sous chloroforme
1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DOPE) ATTO 390ATTO-TECAD 390-165DOPE ATTO 390
1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DOPE) ATTO 488ATTO-TECAD 488-165DOPE ATTO 488
1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DOPE) ATTO 565ATTO-TECAD 565-165DOPE ATTO 565
1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-(cap biotinyl) (sel de sodium)Avanti Polar Lipids870273C-25mg18:1 Biotinyl Cap PE dans le chloroforme
200 & micro ; L embouts jaunes 10 x 96 Embouts, StackStarlabS1111-0206
5 mL tubes en polystyrène à fond rondFalcon® ;
5,00 ± ; 0,05 & micro ; m billes de silice non fonctionnaliséesBangs Laboratories Inc.
Plaque de culture cellulaire à 96 puits à fond en U avec couvercle, traitée par culture tissulaire, apyrogène.Costar® ;3799Pour la coloration FCM et la co-culture de BSLB et de cellules.
Plaque de culture cellulaire à 96 puits à fond en V avec couvercle, traitée par culture tissulaire, apyrogène.Costar® ;3894Pour la coloration FCM de cellules ou de billes en suspension.
Alexa Fluor 488 NHS Ester (ester de succinimidyle)Thermo Fisher Scientific, Invitrogen&trade ;A20000
Alexa Fluor 647 NHS Ester (ester de succinimidyle)Thermo Fisher Scientific, Invitrogen&trade ;A37573 et A20006
Allegra X-12R CentrifugeuseBeckman CoulterPour la coloration normale en tube d’échantillons biologiques pour FCM
Feuille d’aluminiumN’importe quelle marquePour protéger les cellules et les BSLB contre la lumière
anti-humaine CD154 (CD40L), clonez 24-31BioLegend310815 et 310818conjugués Alexa Fluor 488 et Alexa Fluor 647, respectivement.
CD185 anti-humain (CXCR5) Brilliant Violet 711, clone J252D4BioLegend356934Pour l’analyse quantitative FCM des amygdales amygdales comme le montre la Fig. 1E
anti-humain CD19 Brilliant Violet 421, clone HIB19BioLegend302234Pour l’analyse quantitative FCM des cellules amygdales comme le montre la Fig. 1E
CD2 anti-humain, clone RPA-2.10BioLegend300202Etiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-CD2 humain, clone TS1/8BioLegend309218conjugué Brilliant Violet 421.
anti-humain CD252 (OX40L), clone 11C3.1BioLegendAlexa Fluor 647 conjugué
anti-humain CD28, clone CD28.2eBioscience16-0289-85Étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain CD317 (BST2, PDCA-1), clone 26F8ThermoFisher Scientific, invitrogen53-3179-42Alexa Fluor 488 conjugué, nous avons trouvé ce clone plus propre que le clone RS38E.
CD38 anti-humain, clone HB-7BioLegend356624Alexa Fluor 700 conjugué
anti-humain CD38, clone HIT2BioLegend303514Alexa Fluor 647 conjugué
anti-humain CD39, clone A1BioLegendÉtiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain CD4 Brilliant Violet 650, clone OKT4BioLegend317436Pour l’analyse quantitative FCM des amygdales comme le montre la Fig. 1E
CD4 anti-humain, le clone A161A1BioLegend357414 et 357421conjugués PerCP/Cyanine5.5 et Alexa Fluor 647, respectivement
CD4 anti-humain, clone OKT4BioLegend317414 et 317422conjugués PE/Cy7 et Alexa Fluor 647, respectivement
CD40 anti-humain, clone 5C3BioLegend334304Étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain CD40, clone G28.5BioLegendÉtiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain CD45, clone HI30BioLegend304056 et 368516conjugués Alexa Fluor 647 et APC/Cy7
anti-humain CD47, clone CC2C6BioLegend323118conjugué
Alexa Fluor 647CD54 anti-humain (ICAM-1), clone HCD54BioLegend322702Marqué en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
CD63 anti-humain (LAMP-3), clone H5C6BioLegend353020 et 353015conjugués PerCP/Cyanine5.5 et Alexa Fluor 647, respectivement
anti-CD73 humain, clone AD2BioLegend344002Marqué en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
CD80 humain, clone 2D10BioLegend305216conjugué Alexa Fluor 647
CD81 humain, clone 5A6BioLegend349512 et 349502conjugué PE/Cy7 et étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (ester succinimidylique), respectivement.
CD82 anti-humain, clone ASL-24BioLegend342108conjugué Alexa Fluor 647
CD86 humain, clone IT2.2BioLegend305416Alexa Fluor 647 conjugué
anti-humain CD8a, clone HIT8aBioLegend300920Alexa Fluor 700 conjugué
anti-humain CD8a, clone SK1BioLegend344724conjugué Alexa Fluor 700
anti-humain HLA-A/ B/C/E, clone w6/32BioLegend311414 et 311402conjugué Alexa Fluor 647 et étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain HLA-DR, clone L243BioLegend307656 et 307622conjugués Alexa Fluor 488 et Alexa Fluor 647, respectivement.
anti-humain ICAM-1, clone HCD54BioLegend322702Étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain ICOS, clone C398.4ABioLegend313516Hamster Arménien IgG
anti-humain ICOSL, clone MIH12BioLegend329611conjugué Alexa Fluor 647
anti-humain ICOSL, clone MIH12eBioscience16-5889-82Étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain LFA-1, clone TS1/22BioLegendProduit en interneÉtiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain OX40, clone Ber-ACT35 (ACT35)BioLegend350018conjugué Alexa Fluor 647
anti-humain-1 , clone EH12.2H7BioLegend135230 et 329902Conjugué Alexa Fluor 647 et étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain-L1, clone 29E.2A3BioLegend329702Étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-humain-L2, clone 24F.10C12BioLegend329611Alexa Fluor 647 conjugué
anti-humain-L2, clone MIH18BioLegend345502Étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
anti-TCRab humain, clone IP26BioLegend306712 et 306714conjugués Alexa Fluor 488 et Alexa Fluor 647, respectivement.
antti-humain CD156c (ADAM10), clone SHM14BioLegend352702
antti-humain CD317 (BST2, Tetherin), clone RS38EBioLegend348404Alexa Fluor 647 conjugué
hamster arménien IgG Alexa Fluor 647 Contrôle de l’isotype, clone HTK888BioLegend400902Étiqueté en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (ester de succinimidyle)
BD Cytometer Setup and Tracking beadsBecton Dickinson et Société (BD)641319Performance track des instruments avant quantitatif FCM
BD FACSDivaBecton Dickinson & Société (BD)23-14523-00Logiciel d’acquisition
Sérum bovin AlbumineMerck, Sigma-AldrichA3294
CaCl2, Chlorure de calciumMerck, Sigma-AldrichC5670anhydre, BioReagent, adapté à la culture cellulaire d’insectes, adapté à la culture de cellules végétales, &ge ; 96,0 %
Caséine de lait bovin, adaptée comme substrat pour la protéine kinase (après déphosphorylation), poudre purifiéeMerck, Sigma-AldrichC5890
Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28ThermoFisher Scientific, Gibco11132D
DynaMag-2ThermoFisher Scientific, Invitrogen&trade ;12321DPour l’élimination de Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28 dans des volumes inférieurs à 2 mL
DynaMag&trade ;-15ThermoFisher Scientific, Invitrogen&trade ;12301DPour l’enlèvement des Dynabeads et du commerce ; T-Activateur humain CD3/CD28 dans des volumes inférieurs à 15 mL
Sérum fœtal bovin qualifié, One ShotThermoFisher Scientific, GibcoA3160801Nécessite une inactivation thermique pendant 30 min à 56 oC
Ficoll-Paque PLUSCytiva, GE HealthcareGE17-1440-02Solution stérile de polysaccharide et de diatrizoate de sodium pour l’isolement des lymphocytes
Fixable Viability Dye eFluor 780eBiosciences65-0865-14Pour l’exclusion des cellules mortes lors des analyses
FlowJoBecton Dickinson & Société (BD)Version 10.7.1Logiciel d’analyse
Grant Bio MPS-1 Multi Plate ShakerKeison ProductsMPS-1Pour le mélange de cellules pendant la coloration ou de BSLB pendant le staning ou le chargement de protéines (comme alternative à l’agitation orbitale
)HEPES Buffer Solution (1 M)ThermoFisher Scientific, Gibco15630-056
HEPES, acide N-(2-hydroxyéthyl)pipérazine-N&prime ;-(2-éthanesulfonique), acide 4-(2-hydroxyéthyl)pipérazine-1-éthanesulfonique.Merck, Sigma-AldrichH4034Pour la préparation du tampon HBS/HAS ou HBS/BSA. Certifié BioPerformance, &ge ; 99,5 % (titrage), adapté à la culture cellulaire
HERACell 150i Incubateur CO2, 150 L, acier inoxydable électropoliThermoFisher Scientific51026282Pour la culture et l’expansion de lymphocytes T CD4+ et CD8+ purifiés.
Hula Mixer® ; Mélangeur d’échantillonsThermoFisher Scientific, Life Technologies15920DMélangeur de laboratoire vertical à angle variable utilisé pour le mélange de BSLB et de mélanges composites, de solutions bloquantes, de mélanges maîtres de protéines et de colorations d’anticorps à petite échelle.
Albumine sérique humaine, solution aqueuse à 30 %Merck, Sigma-Aldrich12667-M
Human TruStain FcX Fc Receptor Blocking SolutionBioLegend422302Fc Receptor Solution pour le blocage des récepteurs Fc à partir d’échantillons biologiquement pertinents
Innovatis CASY compteur et analyseur TTBiovendis Products GmbHPour le comptage des cellules et la détermination de la taille et du volume des cellules en fonction de l’exclusion du courant électrique.
KCl, Chlorurede potassium Merck, Sigma-AldrichP5405Poudre, BioRéactif, adapté à la culture cellulaire
L-Glutamine 200 mM (100x)ThermoFisher Scientific, Gibco25030-024
MgCl2, Chlorure de magessiumMerck, Sigma-AldrichM2393BioRéactif, adapté à la culture cellulaire, adapté à la culture cellulaire d’insectes
Insert de microtubes pour 24 x 1,5/2,0 mL tubesKeison ProductsP-2-24Insert de microtube pour Grant Bio MPS-1 Multi Plate Shaker
Mini IncubateurLabnet International  ;I5110A-230VPour l’incubation (co-culture) de la BSLB et des cellules en l’absence de CO2
Minimum Essential Medium Non-Essential Amino AcidsThermoFisher Scientific, Gibco11140-035
Contrôle des anticorps polyclonaux IgG de sourisMerck, Sigma-AldrichPP54Utilisé comme témoin positif pour la mesure des anticorps liés aux étalons
de capture des billes de capture des IgG de sourisSouris IgG1, isotype k, clone MOPC-21BioLegend400129, 400112, 400130, 400144, 400128 et 400170Alexa Fluor 488, PE, Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 700, APC/Cyanine7 et Brilliant Violet 785, respectivement.
Souris IgG1, isotype k, clone X40Becton Dickinson & Company (BD), Horizon562438conjugué Brilliant Violet 421.
Souris IgG1, &kappa ; Contrôle des isotypes, clone P3.6.2.8.1eBioscience14-4714-82Marqué en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (ester succinimidylique)
Souris IgG2a, k Isotype, clone MOPC-173BioLegend400240Alexa Fluor 647 conjugué
souris IgG2b, k Isotype, clone MPC-11BioLegend400330 et 400355conjugués Alexa Fluor 647 et Brilliant Violet 785, respectivement
Multiwell 6 puits Culture tissulaire traitée au plasmagazeux sous vide Falcon353046Pour la culture et l’expansion de cellules T CD4+ et CD8+.
Na2HPO4, Phosphate disodiqueMerck, Sigma-AldrichS7907
NaCl, Chlorure de sodiumMerck, Sigma-AldrichS5886BioReagent, adapté à la culture cellulaire, adapté à la culture cellulaire d’insectes, adapté à la culture cellulaire végétale, &ge ; 99 %
NiSO4, sulfate de nickel(II)Merck, Sigma-Aldrich656895Pour saturer les sites NTA ; ajouté pendant le processus de blocage
Pénicilline Streptomycine [+]10 000 unités Pénicilline ; [+] 10 000 et micro ; g/mL StreptomycineThermoFisher Scientific, Gibco15140-122
Saline tamponnée au phosphate pH 7,4, stérileThermoFisher Scientific, Gibco10010Sans Ca2+ ou Mg2+ ajouté
Unité de filtration en polyéthersulfone (PES) ThermoScientific Nalgene  ; UY-06730-43membrane PES hydrophile à faible liaison protéique facilite le filtrage des solutions à haute teneur en protéines
PURESHIELD argon ISO 14175-I1-ArBOC Ltd.11-YPour la protection des stocks lipidiques stockés à +4 º ;C.
Streptavidine purifiéeBioLegend280302
Quantum Alexa Fluor 488 Perles MESFBangs Laboratories Inc.488Perles de référence pour l’interpolation de molécules Alexa Fluor 488 liées à des cellules et/ou des
billes BSLB Quantum Alexa Fluor 647 MESFBangs Laboratories Inc.647Perles de référence pour l’interpolation de molécules Alexa Fluor 647 liées à des cellules et/ou à des cellules IgG
Kappa anti-souris BSLB Rat, clone OX-20ThermoFisher Scientific, invitrogenSA1-25258Marqué en interne avec Alexa Fluor 647 NHS Ester (Succinimidyl Ester)
Humain recombinant IL-2Peprotech200-02-1MG
RMPI Medium 1640 (1x) ; [-] L-GlutamineThermoFisher Scientific, Gibco31870-025
Rosette Cocktail d’enrichissement des lymphocytes B humainsSTEMCELL Technologies15064Isolement des lymphocytes B pour mesurer les densités de protéines dans les populations de cellules purifiées
Rosette Human CD4+ T Cell Enrichment CocktailSTEMCELLTechnologies 15022C.1
Rosette Human CD4+CD127low T Cell CocktailSTEMCELL Technologies15361Pré-enrichissement des lymphocytes T CD4+ CD127Low pour l’isolement en aval des Tregs par FACS.
Rosette humaine CD8+ Cocktail d’enrichissement des lymphocytes TSTEMCELL Technologies15063
RPMI Medium 1640 (1x) ; [-] Phenol RedThermoFisher Scientific, Gibco11835-063Pour l’incubation (co-culture) de BSLB et de cellules en l’absence de CO2. Les milieux sans rouge de phénol réduisent l’autofluorescence des cellules lors des mesures basées sur la cytométrie en flux et la microscopie.
Pyruvate de sodium (100 mM)ThermoFisher Scientific, Gibco11360-070
Mini centrifugeuse SproutFisherScientific, Heathrow Scientific LLC120301Microcentrifugeuse de paillasse utilisée pour laver les billes de silice et les BSLB dans des tubes Eppendorf de 1,5 mL.
Tubes stériles à fond rond en polystyrène de 5 mLFalcon352058
UltraComp eBeads Perles de compensationThermoFisher Scientific, invitrogen01-2222-42
Colonnes de dessalage Zeba Spin 7KMWCO Thermo Fisher Scientific, Invitrogen&trade ;Référence 89882
352052SS05003 La

Références

  1. Cespedes, P. F., Beckers, D., Dustin, M. L., Sezgin, E. Model membrane systems to reconstitute immune cell signaling. FEBS Journal. 288 (4), 1070-1090 (2021).
  2. Choudhuri, K., et al. Polarized release of T-cell-receptor-enriched microvesicles at the immunological syna....

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Réimpressions et autorisations

Étiquettes

Synapse immunologique des lymphocytes Tvésicules trans-synaptiquescytométrie en fluxmesure de la densité protéiquecellules présentatrices d'antigènesparticules d'attaque supramoléculairesrécepteurs antigéniques chimériquestri cellulaire activé par fluorescencequantification d'ICAM-1