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Research Article
Yan Zhang*1, Xingxing Su*2, Lisha Wang2, Zhengliang Yue2, Qiao Liu3, Ling Ran2, Shun Lei2, Jianjun Hu2, Lifan Xu2, Lilin Ye2, Ping Ji4, Guimei Li1, Qizhao Huang5, Shuqiong Wen4
1College of Veterinary Medicine,Qingdao Agricultural University, 2Institute of Immunology,Third Military Medical University, 3Institute of Cancer, Xinqiao Hospital,Third Military Medical University, 4Stomatological Hospital of Chongqing Medical University, 5Institute of life science,Chongqing Medical University
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Le plan expérimental présenté ici fournit un modèle de reproduction utile pour les études des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène au cours des métastases ganglionnaires (LN), ce qui exclut la perturbation des lymphocytes T CD8+ témoins.
Les lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène tumoral provenant des ganglions lymphatiques drainants gagnent en importance dans l’augmentation de la réponse immunitaire antitumorale au cours de la tumorigenèse. Cependant, dans de nombreux cas, les cellules cancéreuses forment des loci métastatiques dans les ganglions lymphatiques avant de métastaser davantage dans des organes distants. On ne sait pas dans quelle mesure les réponses locales et systématiques des lymphocytes T CD8+ ont été influencées par les métastases de LN. À cette fin, nous avons mis en place un modèle murin de métastases LN combiné à une lignée cellulaire de mélanome B16F10-GP exprimant le néoantigène de substitution dérivé du virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV), la glycoprotéine (GP) et les souris transgéniques P14 hébergeant des récepteurs de lymphocytes T (TCR) spécifiques au peptide GP dérivé de la GP33-41 présenté par la molécule du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) de classe I H-2Db. Ce protocole permet d’étudier les réponses des lymphocytes T CD8+ spécifiques à l’antigène au cours des métastases de LN. Dans ce protocole, des souris C57BL/6J ont été implantées par voie sous-cutanée avec des cellules B16F10-GP, suivies d’un transfert adoptif avec des cellules P14 naïves. Lorsque la tumeur sous-cutanée atteignait environ 5 mm de diamètre, la tumeur primaire était excisée et les cellules B16F10-GP étaient directement injectées dans le ganglion lymphatique drainant la tumeur (TdLN). Ensuite, la dynamique des lymphocytes T CD8+ a été surveillée pendant le processus de métastase de LN. Collectivement, ce modèle a fourni une approche permettant d’étudier avec précision les réponses immunitaires des lymphocytes T CD8+ spécifiques à l’antigène pendant les métastases de LN.
L’immunothérapie du cancer, en particulier le blocage des points de contrôle immunitaires (ICB), a révolutionné le traitement du cancer1. L’ICB bloque les immunorécepteurs co-inhibiteurs (tels que-1, Tim-3, LAG-3 et TIGIT), qui sont fortement exprimés dans les lymphocytes T CD8+ épuisés dans le microenvironnement tumoral (TME), ce qui entraîne la revigoration des lymphocytes T CD8+ épuisés2. Compte tenu de l’hétérogénéité des lymphocytes T CD8+ épuisés, l’accumulation de preuves a révélé que les lymphocytes T CD8+ spécifiques à la tumeur dérivés de la périphérie, y compris les ganglions lymphatiques drainants (dLN), mais pas dans les EUT, médient l’efficacité de l’ICB 3,4,5,6,7,8. Récemment, il a été confirmé que les lymphocytes T CD8+ mémoires spécifiques à la tumeur TCF-1+TOX dérivés de TdLN (TdLN-TTSM) étaient les véritables répondeurs aux ICB qui incarnent plusieurs propriétés fonctionnelles des lymphocytes T mémoires conventionnels et pourraient se développer et se différencier en cellules épuisées par la descendance lors du traitement par ICB9. Dans l’ensemble, ces résultats ont corroboré l’importance de LN dans le renforcement de l’immunité antitumorale.
Les ganglions lymphatiques fonctionnent comme un endroit critique pour faciliter l’amorçage et l’activation des lymphocytes T CD8+ spécifiques à la tumeur en fournissant une base structurelle ainsi que des signaux biologiques10. Plusieurs types de cellules cancéreuses ensemencent fréquemment le ganglion sentinelle (SLN, le premier LN drainant une tumeur primaire) avant une dissémination systématique11. La présence de métastases SLN est liée à un mauvais pronostic dans le cancer humain et les modèles précliniques ont montré que les cellules tumorales du TdLN pouvaient se propager à des organes distants à la fois par les vaisseaux lymphatiques et les vaisseaux sanguins du ganglion 12,13,14,15. La biopsie SLN représente désormais une procédure standard pour guider les décisions de traitement ultérieures dans de nombreux types de tumeurs solides, ce qui pourrait éviter une résection inutile de LN16,17 non impliquée. Même pour les LN concernés, la question de savoir si et quand une résection chirurgicale est nécessaire reste controversée, car plusieurs études ont démontré que l’ablation de LN régionale n’a pas amélioré la survie globale par rapport à ceux qui ont reçu une radiothérapie ou une thérapie systémique sans résection régionaleLN 18,19. Une interprétation est que le LN métastatique (mLN) avec une maladie microscopique peut conserver une certaine capacité à éduquer les cellules immunitaires et à fournir certains avantages thérapeutiques. Il est donc extrêmement important d’élucider comment les métastases LN affectent la réponse immunitaire anti-tumorale, en particulier les propriétés et les fonctions de TdLN-TTSM.
Jusqu’à présent, les données précliniques et cliniques ont révélé certaines altérations structurelles et cellulaires du mLN20. Cependant, les changements dynamiques des lymphocytes T CD8+ spécifiques à la tumeur au cours des métastases LN n’ont pas été délimités. Par conséquent, le développement d’un modèle convaincant de métastases LN est nécessaire pour une étude plus approfondie. En effet, plusieurs études ont rapporté des modèles murins de mLN de différentes manières 14,21,22. Par exemple, des métastases spontanées dans les LN axillaires ont été conduites par l’implantation de cellules cancéreuses du sein 4T1 dans le coussinet adipeux mammaire22. Dans une autre étude, Reticker-Flynn et al. ont généré des lignées cellulaires de mélanome avec une incidence élevée de propagation de la tumeur primaire sous-cutanée aux LN par inoculation en série de cellules tumorales cultivées à partir de tissus mLN dissociés (neuf tours)14. Un autre modèle couramment utilisé a été préparé par l’injection de cellules tumorales dans le coussinet plantaire et les loci métastatiques seraient formés dans le LN22 poplité. Notamment, il est difficile d’évaluer les moments précis de l’intervention car les métastases LN dans ces modèles ne sont pas toujours fidèles.
Dans la présente étude, un modèle métastatique murin de LN a été établi par injection intraganglionnaire de cellules B16F10-GP23,24, générées par l’insertion médiée par CRISPR/Cas9 de la séquence du gène de la glycoprotéine (GP) du virus LCMV dans le génome de la lignée cellulaire 9 de B16F10. Ensuite, ces souris ont été transférées avec des cellules P14 qui hébergent des récepteurs de lymphocytes T transgéniques (TCR) reconnaissent spécifiquement l’épitope H-2Db GP33-41 25,26 et la dynamique systémique et locale des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène pendant les métastases LN a pu être étudiée. Notre conception expérimentale fournit un modèle utile pour l’étude des réponses immunitaires, en particulier des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène pendant la métastase LN, ce qui exclut la perturbation des lymphocytes T CD8+ témoins. Ces résultats affecteraient les options de traitement clinique de l’élimination ou de la conservation du LNm et jetteraient un nouvel éclairage sur la manipulation du LNm pour obtenir des avantages thérapeutiques maximaux.
Les souris C57BL/6J (appelées souris B6) et les souris transgéniques naïves P14 9,27 utilisées étaient âgées de 6 à 10 semaines et pesaient de 18 à 22 g. Les hommes et les femmes ont été inclus sans randomisation ni mise en aveugle. Toutes les études sur les animaux ont été menées conformément aux directives du Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de l’Université agricole de Qingdao.
1. Préparation du milieu et des réactifs
2. Préparation de la suspension cellulaire B16F10-GP
3. Inoculation ectopique de cellules B16F10-GP dans la région inguinale bilatérale de souris
4. Transfert adoptif de lymphocytes T P14 chez des souris porteuses de tumeurs
5. Résection de la tumeur primitive
REMARQUE : Assurez-vous que tous les instruments chirurgicaux sont autoclavés avant utilisation. Stériliser la zone opératoire à l’intérieur de l’enceinte de biosécurité avec de l’éthanol à 75 %, puis irradier aux UV pendant au moins 30 min. Portez des blouses, des chapeaux, des masques et des gants stériles propres pendant la chirurgie.
6. Injection intraganglionnaire de cellules B16F10-GP dans le ganglion lymphatique inguinal
REMARQUE : Après l’élimination bilatérale de la tumeur, les cellules B16F10-GP ont été injectées dans le ganglion lymphatique inguinal unilatéral et le PBS a été injecté dans l’autre côté.
Le schéma de principe de ce plan expérimental est illustré à la figure 1A. Un total de 5 x 10cellules 5 B16F10-GP dans 100 μL de PBS ont été implantées par voie sous-cutanée (s.c.) dans la région inguinale bilatérale de souris CD45.2 C57BL/6J. Après 7 jours, ces souris porteuses de tumeurs ont reçu une injection intrapéritonéale (i.p.) de 4 mg de CTX, suivie du transfert adoptif de 5 x 105 cellules CD45.1+P14 par injection intraveineuse (i.v.) de queue. Lorsque les tumeurs atteignaient environ 3 à 5 mm de diamètre (environ 7 jours après le transfert des cellules P14), les tumeurs primaires étaient réséquées et 5 x 10 cellules B16F10-GP dans 20 μL de PBS étaient directement injectées dans le ganglion lymphatique inguinal unilatéral. Le ganglion lymphatique inguinal de l’autre côté a été injecté avec des volumes égaux de PBS. La coloration représentative à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E, 100x) du ganglion lymphatique non métastatique (nLN) et du ganglion lymphatique métastatique (mLN) aux points temporels indiqués est illustrée à la figure 1B. La structure de nLN était intacte. Au stade précoce de la métastase LN (D8), le mLN était partiellement occupé par les cellules tumorales (flèche noire), et il reste encore une zone avec des lymphocytes qui n’ont pas été envahis par les cellules tumorales (flèche rouge). Alors qu’au stade avancé de la métastase de LN (D18), le mLN est rempli de cellules tumorales accompagnées d’angiogenèse tumorale et de petits lymphocytes. Les cellules P14 activées récupérées dans le TdLN ont produit un niveau élevé d’IFN-γ après stimulation peptidique GP33-41 9,31. Ici, les pourcentages de cellules P14 activées ont été analysés par cytométrie en flux à différents moments et la stratégie de déclenchement est illustrée à la figure 2. La fréquence des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène dans le sang périphérique au stade précoce (D8) et au stade avancé (D18) est de 2,81 % et 1,48 %, respectivement (Figure 3A). Il a été rapporté que les lymphocytes T CD8+ spécifiques à la tumeur résidaient strictement dans le dLN pendant la tumorigenèse et que les cellules de donneurs limitées non drainantes récupérées par LN33. Le pourcentage de cellules P14 spécifiques de l’antigène dans nLN était stable pendant les métastases de LN. Curieusement, les lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène dans mLN ont été temporairement stimulés au stade précoce, comme en témoigne la fréquence plus élevée des cellules P14 par rapport au nLN, alors qu’elle a fortement diminué au stade avancé (Figure 3B).

Figure 1 : Schéma de principe du plan expérimental. (A) Des souris C57BL/6J (CD45.2+) sont implantées avec 5 x 10 cellules tumorales5 B16F10-GP sur la région inguinale bilatérale. Après 7 jours, ces souris reçoivent une injection intrapéritonéale de 4 mg de CTX, suivie du transfert adoptif de différentes cellules P14 marquées congénitalement (CD45.1+) le lendemain. Lorsque les tumeurs atteignent environ 3 à 5 mm de diamètre (environ 7 jours après le transfert des cellules P14), les tumeurs primaires sont réséquées, puis 5 x 10cellules 4 B16F10-GP dans 20 μL de PBS sont directement injectées dans le ganglion lymphatique inguinal unilatéral, et le ganglion lymphatique inguinal de l’autre côté est injecté avec des volumes égaux de PBS. (B) Coloration représentative à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E,100x) des LNs. Abréviations : s.c. = sous-cutanée ; CTX = cyclophosphamide ; i.v. = intraveineuse ; Sac = sacrifice ; nLN = LN non métastatique ; mLN = LN métastatique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Stratégie de déclenchement pour l’analyse par cytométrie en flux. Stratégie de contrôle utilisée pour identifier les lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène activé dérivés du donneur. Abréviations : L/D = vivant/mort. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Dynamique des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène au cours des métastases de LN. Proportion de lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène dans (A) le sang périphérique, (B) nLN et mLN à différents moments. Abréviations : nLN = LN non métastatique ; mLN = LN métastatique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.
Le plan expérimental présenté ici fournit un modèle de reproduction utile pour les études des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l’antigène au cours des métastases ganglionnaires (LN), ce qui exclut la perturbation des lymphocytes T CD8+ témoins.
Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences pour les jeunes chercheurs exceptionnels de Chine (n° 82122028 à LX), la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n° 82173094 à LX), la Fondation des sciences naturelles de Chong Qing (n° 2023NSCQ-BHX0087 à SW).
| Tube à centrifuger 1,5 mL | KIRGEN | KG2211 | |
| Seringue à insuline 100 U | BD Biosciences  ; | 320310 | |
| Tube conique de 15 mL | CASTOR  ; | 43008 | |
| 2,2,2-tribromoéthanol (Avertin)  ; | Sigma  ; | T48402-25G  ; | |
| 2-méthyl-2-butanol | Sigma | 240486-100ML  ; | |
| 70 &mu ; crépine à cellules en nylon BD | Falcon  ; | 352350 | |
| APC anti-souris CD45.1  ; | BioLegend  ; | 110714 | Clone :A20  ; |
| Lignée cellulaire B16-GP | Beijing Biocytogen Co.Ltd, Chine | Custom | |
| BSA-V (albumine sérique bovine)  ; | Bioss | bs-0292P | |
| boîte de culture cellulaire | BEAVER  ; | 43701/43702/43703  ; | |
| centrifugeuse | Eppendorf | 5810R-A462/5424R  ; | |
| cyclophosphamide | Sigma  ; | C0768-25G  ; | |
| Cyclophosphamide (CTX) | Sigma | PHR1404 | |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium  ; | Gibco  ; | C11995500BT  ; | |
| EDTA | Sigma | EDS-500g  ; | |
| Tubes FACS | BD Falcon | 352052 | |
| sérum fœtal bovin  ; | Cytomètre en flux Gibco | 10270-106 | |
| BD | FACSCanto II | ||
| hémocytomètre | PorLab Scientific | HM330 | |
| isoflurane | RWD sciences de la vie  ; | R510-22-16  ; | |
| KHCO3  ; | Sangon Biotech  ; | A501195-0500  ; | |
| Kit de coloration à cellules mortes proche IR fixable LIVE/DEAD, pour excitation 633 ou 635 nm  ; | Technologies de la vie  ; | L10199  ; | |
| porte-aiguille  ; | RWD Sciences de la vie  ; | F31034-14  ; | |
| NH4Cl  ; | Sangon Biotech | A501569-0500  ; | |
| paraformaldéhyde | Beyotime | P0099-500ml  ; | |
| PE anti-souris TCR V&alpha ; 2 | Clone 127808 BioLegend | : B20.1 | |
| Stylo Strep Glutamine (100x) | Gibco | 10378-016 | |
| PerCP/Cy5.5 anti-souris CD8a  ; | BioLegend | 100734 | Clone :53-6.7 |
| RPMI-1640 | Sigma | R8758-500ML | |
| azoture de sodium | Sigma | S2002  ; | |
| pince chirurgicale | RWD Life Science  ; | Ciseaux chirurgicauxF12005-10 | |
| RWD Life Science  ; | S12003-09  ; | ||
| fil de suture | RWD Life Science | F34004-30  ; | |
| trypsine-EDTA | Sigma | T4049-100ml |