Nous présentons ici une procédure de dosage simple et efficace pour les essais en fosse de résorption utilisant des plaques de culture cellulaire revêtues de phosphate de calcium.
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Nous présentons ici une procédure de dosage simple et efficace pour les essais en fosse de résorption utilisant des plaques de culture cellulaire revêtues de phosphate de calcium.
Les ostéoclastes matures sont des cellules multinucléées qui peuvent dégrader les os par la sécrétion d’acides et d’enzymes. Ils jouent un rôle crucial dans diverses maladies (p. ex. ostéoporose et cancer des os) et sont donc des objets de recherche importants. In vitro, leur activité peut être analysée par la formation de fosses de résorption. Dans ce protocole, nous décrivons une méthode simple de dosage en fosse utilisant des plaques de culture cellulaire revêtues de phosphate de calcium (CaP), qui peuvent être facilement visualisées et quantifiées. Des précurseurs d’ostéoclastes dérivés de cellules mononucléaires du sang périphérique humain (PBMC) ont été cultivés sur les plaques revêtues en présence de stimuli ostéoclastogènes. Après 9 jours d’incubation, les ostéoclastes ont été fixés et colorés pour l’imagerie par fluorescence tandis que le revêtement CaP a été contre-coloré par la calcéine. Pour quantifier la zone résorbée, le revêtement CaP sur les plaques a été coloré avec 5% d’AgNO3 et visualisé par imagerie en champ clair. La zone de la fosse de résorption a été quantifiée à l’aide d’ImageJ.
Les ostéoclastes (OC) sont des macrophages spécifiques aux tissus dérivés de cellules souches hématopoïétiques (CSH), jouant un rôle central dans le remodelage osseux avec les ostéoblastes1. Les troubles osseux induits par les hormones sexuelles, immunologiques et malins qui détruisent les os de manière systémique ou locale sont dus à une activité ostéoclastique excessive, y compris l’ostéoporose liée à la ménopause2, la polyarthrite rhumatoïde3, la maladie parodontale4, la maladie osseuse myélomateuse5 et les métastases osseuses ostéolytiques6. En revanche, des défauts dans la formation et la fonction du CO peuvent également provoquer une ostéopétrose7. Les CSH subissent une différenciation en progéniteurs OC sous stimulation du facteur de stimulation des colonies de macrophages (M-CSF, symbole du gène ACP5). En présence à la fois de M-CSF et d’activateur de récepteur du ligand NF-κB (RANKL, symbole du gène TNFSF11), les progéniteurs OC se différencient davantage en OC mononucléaires et fusionnent ensuite pour devenirdes OC multinucléés 8,9,10. Les cytokines M-CSF et RANKL sont indispensables et suffisantes pour l’induction de marqueurs ostéoclastiques tels que le récepteur de la calcitonine (CT), l’activateur du récepteur du facteur nucléaire κ B (RANK), la pompe à protons V-ATPase, la sous-unité alpha du canal chlorure 7 (CIC-7), l’intégrine β3, la phosphatase acide résistante au tartrate (TRAP, symbole du gène ACP5), la cystéine protéase lysosomale cathepsine K (CTSK) et la métallopeptidase matricielle 9 (MMP9). Les CO activés forment une zone d’étanchéité à la surface osseuse par la formation d’un anneau d’actine avec une bordure ébouriffée11,12. Dans la zone d’étanchéité, les CO médient la résorption par la sécrétisation de protons via la pompe à protons V-ATPase 12,13, MMP914 et CTSK15, conduisant à la formation de lacunes.
Pour les expériences in vitro, les progéniteurs OC peuvent être obtenus par expansion des macrophages de la moelle osseuse à partir du fémur et du tibiade souris 16,17, ainsi que par isolement des cellules mononucléaires du sang périphérique humain (PBMC) à partir d’échantillons de sang et de pelages bouffants 18,19,20, ou par différenciation des cellules monocytaires murines immortalisées RAW 264,7 21,22.
Dans le présent protocole, nous décrivons un test de résorption ostéoclastique dans des plaques de culture cellulaire revêtues de CaP à l’aide d’OC dérivés de PBMC primaires. La méthode des plaques de culture cellulaire revêtues de CaP utilisée ici est adoptée et affinée à partir de la méthode décrite précédemment par Patntirapong et al.17 et Maria et al.21. Pour obtenir des précurseurs OC, les PBMC sont isolés par centrifugation par gradient de densité et élargis comme décrit précédemment20.
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Le protocole a été examiné et approuvé par le comité d’éthique local (numéro d’approbation 287/2020B02).
1. Préparation de plaques de culture cellulaire revêtues de phosphate de calcium
2. Isolement des PBMC du sang périphérique humain
3. Expansion des progéniteurs OC
4. Induction de l’ostéoclastogenèse dans les plaques revêtues de CaP
5. Coloration par fluorescence des CO et du revêtement CaP
6. Quantification de la surface totale de la fosse de résorption
7. Quantification du nombre et de la taille du CO, et de la zone normalisée de la fosse de résorption
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Le revêtement de phosphate de calcium sur le fond des plaques de culture cellulaire a été effectué en deux étapes de revêtement comprenant une pré-calcification de 3 jours et une étape de calcification de 1 jour. Comme le montre la figure 1, du phosphate de calcium uniformément réparti a été obtenu au fond des plaques de 96 puits. Le revêtement a très bien adhéré au fond après les étapes de lavage effectuées.
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Nous décrivons ici une méthode simple et fiable pour un test de résorption ostéoclastique utilisant des CO dérivés et développés in vitro à partir de PBMC. Les plaques de culture cellulaire revêtues de CaP utilisées peuvent être facilement préparées et visualisées à l’aide de matériaux disponibles en laboratoire. En plus des PBMC non triés adoptés dans ce protocole, les OC générés à partir de cellules monocytaires murines21 et de cellules macrophages de moelle osseuse17<...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail a été partiellement financé par le China Scholarship Council [CSC n° 201808440394]. W.C. a été financé par le SCC.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| AgNO3 | SERVA Electrophoresis GmbH | 35110 | Nitrate d’argent |
| a-MEM | Gibco | 32561-029 | MEM alpha, GlutaMAX, sans nucléosides |
| amphotéricine B | Biochrom | 03-028-1B | Amphotéricine B Solution |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | 21097-50G | Chlorure de calcium dihydraté |
| Calcein | Sigma-Aldrich | C0875 | Calcein |
| FBS | Sigma-Aldrich | F7524 | sérum fœtal bovin |
| Ficoll | Cytiva | 17144002 | Ficoll Paque Plus |
| Tampon de fixation | Biolegend | 420801 | Paraformaldéhyde |
| HCl | Merk | 1.09057.1000 | Acide chlorhydrique |
| Hoechst 33342 | Promokine | PK-CA707-40046 | Hoechst 33342 |
| M-CSF | PeproTech | 300-25 | Humain recombinant M-CSF |
| MgCl2 | Sigma-Aldrich | 7791-18-6 | Chlorure de magnésium |
| Na2HPO4 | AppliChem GmbH | A2943,0250 | di- Hydrogénophosphate de sodium anhydre |
| NaCl | Merk | S7653-250G | chlorure de sodium |
| NaHCO3 | Merk | K15322429 | Bicarbonate de soude |
| PBS | Lonza | 17-512F | Solution saline tamponnée au phosphate de Dulbecco (1X), DBPS sans calcium et magnésium |
| Pen-Strep | Lonza | DE17-602E | Mélange pénicilline-streptomycine |
| Phalloidin-Alexa Fluor 546 | Invitrogen | A22283 | Alexa Fluor 546 Phalloïdine |
| RANKL | PeproTech | 310-01 | Ligand sRANK humain recombinant (dérivé d’E. coli) |
| Tris | Sigma-Aldrich | 93362 | Tris(hydroxyméthyl)aminométhane |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | Alkyl Phényl Polyéthylène Glycol |
| TrypLE Express | Gibco | 12605010 | Enzymes de dissociation cellulaire recombinante |
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