Nous présentons ici des protocoles qui permettent d’isoler des cellules stromales de l’os murin, de la moelle osseuse, du thymus et du tissu thymique humain compatibles avec la multiomique unicellulaire.
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Article de méthode
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Nous présentons ici des protocoles qui permettent d’isoler des cellules stromales de l’os murin, de la moelle osseuse, du thymus et du tissu thymique humain compatibles avec la multiomique unicellulaire.
Le séquençage unicellulaire a permis de cartographier des populations cellulaires hétérogènes dans le stroma des organes hématopoïétiques. Ces méthodologies fournissent une lentille à travers laquelle étudier l’hétérogénéité jusqu’alors non résolue à l’état d’équilibre, ainsi que les changements dans la représentation du type cellulaire induits par des stress extrinsèques ou au cours du vieillissement. Ici, nous présentons des protocoles par étapes pour l’isolement de populations de cellules stromales de haute qualité à partir du thymus murin et humain, ainsi que de l’os et de la moelle osseuse murins. Les cellules isolées par ces protocoles conviennent à la génération d’ensembles de données multiomiques unicellulaires de haute qualité. Les impacts de la digestion des échantillons, de l’appauvrissement de la lignée hématopoïétique, de l’analyse/tri FACS et de la façon dont ces facteurs influencent la compatibilité avec le séquençage unicellulaire sont discutés ici. Avec des exemples de profils FACS indiquant une dissociation réussie et inefficace et des rendements de cellules stromales en aval dans l’analyse post-séquençage, des indications reconnaissables pour les utilisateurs sont fournies. La prise en compte des exigences spécifiques des cellules stromales est cruciale pour obtenir des résultats de haute qualité et reproductibles qui peuvent faire progresser les connaissances dans le domaine.
Chez l’adulte en bonne santé, la production de novo de cellules sanguines se produit dans la moelle osseuse et le thymus. Les cellules stromales à ces sites sont essentielles au maintien de l’hématopoïèse, mais le stroma constitue moins de 1% du tissu 1,2,3,4. L’obtention d’isolats purs d’hématopoïèse soutenant le stroma constitue donc un défi important, en particulier pour la multiomique unicellulaire qui nécessite un traitement rapide pour obtenir des échantillons de haute qualité. Les composants de différents cocktails de digestion peuvent interférer avec certaines étapes de l’analyse multiomique 5,6. Les protocoles présentés ici détaillent l’isolement d’une grande variété de cellules stromales à partir de la moelle osseuse et des tissus thymiques.
Les perturbations des constituants stromaux dans la moelle osseuse et le thymus entraînent une perturbation profonde du développement des cellules sanguines et peuvent entraîner des tumeurs malignes 7,8,9. L’hématopoïèse soutenant le stroma est endommagée à la suite d’un conditionnement cytotoxique et d’une greffe de moelle osseuse, ce qui entraîne une réduction de la sécrétion de cytokines et de facteurs de croissance qui soutiennent les cellules souches et progénitrices hématopoïétiques (HSPC)2,10,11. De plus, le vieillissement affecte les cellules stromales de la moelle osseuse et du thymus, contribuant probablement aux phénotypes hématopoïétiques âgés. Le thymus est le premier organe à subir une involution importante associée à l’âge. La graisse et le tissu fibreux commencent à remplacer le stroma de soutien des lymphocytes T dès le début de la puberté12,13. Dans la moelle osseuse, la teneur en adipocytes augmente avec l’âge et les niches vasculaires et endostatives sont significativement remodelées 14,15,16.
Pour permettre l’étude du stroma de soutien à l’hématopoïèse dans plusieurs états de stress et dans le cas du thymus des tissus humains et murins, nous avons optimisé les protocoles de digestion précédemment publiés 1,2,8,17,18. Ces protocoles garantissent une isolation efficace et reproductible des cellules, et ils sont compatibles avec le séquençage de l’ARN unicellulaire (scRNAseq) et d’autres types de multiomique.
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Tous les travaux sur des tissus humains ont été effectués après l’approbation du comité d’examen interne (IRB) du Massachusetts General Hospital. Toutes les procédures sur les animaux ont été menées conformément aux directives du Massachusetts General Hospital Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Des souris C57Bl/6, âgées de 8 à 10 semaines, mâles et femelles, ont été utilisées pour la présente étude. Les animaux proviennent d’une source commerciale (voir la Table des matières).
1. Préparation du tissu thymique murin
2. Préparation du tissu thymique humain
3. Préparation de l’os murin et du tissu de la moelle osseuse
REMARQUE : Les fractions osseuses et moelles osseuses sont préparées en deux réactions de digestion distinctes pour obtenir une pureté maximale des cellules stromales et une dissociation optimale des tissus. Les échantillons peuvent être regroupés après les étapes de digestion pour être triés dans un seul compartiment stromal.
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Ces protocoles produisent des variétés de cellules stromales reproductibles du thymus et de la moelle osseuse adaptées à l’analyse cytométrique en flux, ainsi qu’à la multiomique unicellulaire, comme le séquençage de l’ARNsc. Le tissu thymique murin subit un remodelage important en réponse à des facteurs de stress, tels que le conditionnement cytotoxique qui précède la greffe de moelle osseuse ou le processus naturel de vieillissement. En conséquence, la cellularité thymique est considérablement réduite dans ces deux con...
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Les cellules stromales dans les organes hématopoïétiques sont essentielles à la production normale de sang et les perturbations du stroma hématopoïétique peuvent entraîner de graves altérations de l’entretien hématopoïétique et de la réponse au stress 9,23,24. La connaissance des cellules stromales hématopoïétiques est essentielle pour comprendre les maladies hématologiques 7,9,10,24 et pour l...
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D.T.S. est administrateur et actionnaire d’Agios Therapeutics et d’Editas Medicines. fondateur, directeur, actionnaire et membre du conseil consultatif scientifique de Magenta Therapeutics et LifeVault Bio, actionnaire et fondateur de Fate Therapeutics et Garuda Therapeutics, et administrateur, fondateur et actionnaire de Clear Creek Bio, consultant pour FOG Pharma, Inzen Therapeutics et VCanBio, et bénéficiaire d’un financement de recherche parrainé par Sumitomo Dianippon. D.T.S et K.G sont les inventeurs de US20220143099A1 de brevets.
Nous avons bénéficié de l’assistance technique d’experts de l’installation de cytométrie en flux HSCI-CRM du Massachusetts General Hospital et de la plateforme Bauer de l’Université Harvard. T.K. et K.G. ont été soutenus par le Conseil suédois de la recherche et C.M. par la Fondation allemande pour la recherche. Nous remercions Sergey Isaev et I-Hsiu Lee pour leur aide dans l’analyse des données de séquençage de l’ARN unicellulaire.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 0,25 % Trypsine-EDTA | Thermo Fisher Scientific | 25200-072 | |
| 7AAD (7-aminoactinomycine D) | BD Biosciences | 559925 | |
| Cocktail de lignée anti-humaine 3-FITC | BD Biosciences | 643510 | |
| Albumine sérique bovine | Millipore Sigma | A9647 | |
| C57Bl/6 souris | Jackson | 664 | Mâles ou femelles, 8-12 |
| semaines Calcein ; | Fisher Scientific | 65-0853-78 | |
| Collagénase IV | Millipore Sigma | C5138 | |
| Corning Filtres à cellules stériles, blanc, taille des mailles : 70 µ ; m | Fisher Scientific | 08-771-2 | |
| Dispase II | Thermo Fisher Scientific | 17105041 | |
| Dnase I Solution | Thermo Fisher Scientific | 90083 | ; 2500 U/mL |
| Souris Easysep streptavidine RapidSpheres Kit d’isolement | StemCell Technologies | 19860 | |
| Sérum de bovin fœtal | Gibco | A31605-01 | Qualifié One Shot |
| Human Fc Block | BD Biosciences | 564220 | |
| Liberase TM ; | Millipore Sigma | 5401127001 | Research Grade |
| Medium 199 | Gibco | 12350 | |
| Souris anti-humaine CD235a-BV77 | BD Biosciences | 740785 | |
| Souris anti-humaine CD31-PE/Dazzle594 | Biolegend | 303130 | |
| Souris anti-humaine CD45-BV77 | Biolegend | 304050 | |
| Souris anti-humaine CD4-BV605 | BD Biosciences | 562658 | |
| Souris anti-humaine CD66b-FITC | BD Biosciences | 555724 | |
| Souris anti-humaine CD8-APC/Cy7 | BD Biosciences | 557760 | |
| Souris anti-humaine EpCam-BV421 | Biolegend | 324220 | |
| Protecteur Inhibiteur de RNase | Millipore Sigma | 3335402001 | |
| Rat anti-souris CD105-PE /dazzle594 | Biolegend | 120424 | |
| Rat anti-souris CD11b-Biotine | Biolegend | 101204 | |
| Rat anti-souris CD140a-APC | Fisher Scientific | 17-1401-81 | |
| Rat Anti-souris CD16/CD32 (souris BD Fc Block) | BD Biosciences | 553142 | |
| Rat anti-souris CD31-BUV737 | BD Biosciences | 612802 | |
| Rat anti-souris CD31-BV421 | Biolegend | 102424 | |
| Rat anti-souris CD3-Biotine | Biolegend | 100244 | |
| Rat anti-souris CD45.2-Biotine | Biolegend | 109804 | |
| Rat anti-souris CD45-PE/Cy7 | Biolegend | 103114 | |
| Rat anti-souris CD45-PE/Cy7 | Biolegend | 103114 | |
| Rat anti-souris CD45-PE/Cy7 | Biolegend | 103114 | |
| Rat anti-souris CD45R/B220-Biotin | Biolegend | 103204 | |
| Rat anti-souris CD51-PE | Biolegend | 104106 | |
| Rat anti-souris EpCam-BV711 | BD Biosciences | 563134 | |
| Rat anti-souris Ly-6A/E(Sca-1)-AF700 | Biolegend | 108142 | |
| Rat anti-souris Ly-6G/Ly-6C(Gr1)-Biotin | Biolegend 108404 | ||
| Anti-souris pour rat Ter119-Biotin | Biolegend | 116204 | |
| Anti-souris pour rat Ter119-PE | Biolegend | 116208 | |
| anti-souris pour rat Ter119-PE/Cy7 | Biolegend | 116222 | |
| Stemxyme ; | Worthington Biochemical | LS004107 |
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