Les rétinoïdes (vitamine A et ses métabolites) sont un composant lipidique essentiel du microenvironnement alvéolaire, et le métabolisme et la signalisation des rétinoïdes spécifiques au type de cellule sont nécessaires pour maintenir la santé fonctionnelle des poumons en développement et adultes 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 ,12,13,14. Les cellules pulmonaires utilisent des voies spécifiques, permettant l’absorption efficace des rétinoïdes circulants dérivés de l’alimentation à partir du sang sous forme de rétinol (ROH)15,16,17,18,19, suivie d’une conversion intracellulaire par étapes du ROH en l’espèce de rétinoïde transcriptionnellement active, l’acide tout-trans-rétinoïque (ATRA)20. La signalisation médiée par l’ATRA (ou médiée par les rétinoïdes) est obtenue par l’interaction de l’ATRA avec ses trois récepteurs hormonaux nucléaires apparentés distincts, les récepteurs de l’acide rétinoïque (RARα, RARβ et RARγ21,22), et est cruciale pour la régulation de l’alvéolarisation pulmonaire 23,24,25,26,27,28,29, la production de tensioactifs 30,31,32,33,34,35, angiogenèse36, perméabilité 37 et immunité 38,39,40. Il est important de noter que des cellules pulmonaires spécifiques, en particulier les fibroblastes pulmonaires, peuvent accumuler des rétinoïdes sous forme d’esters de rétinyle (RE), qui peuvent être stockés ou mobilisés sous forme de ROH pour être transférés aux cellules voisines si nécessaire1.
La complexité du métabolisme et de la signalisation des rétinoïdes, ainsi que la complexité cellulaire du poumon, rendent difficiles les études visant à explorer le métabolisme des rétinoïdes dans le poumon in vivo . Nous avons décrit un protocole simple et robuste pour isoler les cellules contenant des rétinoïdes (Figure 1) à partir de populations de cellules pulmonaires très hétérogènes en utilisant l’autofluorescence spécifique des rétinoïdes (l’émission à 455 nm lors de l’excitation à 350 nm) et en utilisant le tri cellulaire activé par fluorescence (FACS). Le protocole ne nécessite pas de marquage cellulaire supplémentaire, sauf pour la coloration de viabilité si le but de l’étude est d’isoler et de caractériser des cellules pulmonaires vivantes primaires en fonction de leur capacité à stocker des rétinoïdes. Cela réduit considérablement le temps de préparation pour le tri des cellules, élimine le besoin de coloration supplémentaire et permet d’isoler des rendements élevés de cellules primaires viables. Cependant, si le but de l’étude est d’isoler et de caractériser des populations spécifiques de cellules pulmonaires (fibroblastes, cellules endothéliales, épithéliales ou immunitaires), un tri cellulaire supplémentaire peut être effectué après avoir marqué les cellules contenant des rétinoïdes triées avec des anticorps spécifiques aux cellules.
L’autofluorescence rétinoïde a été utilisée dans des études publiées pour établir l’identité des cellules contenant des rétinoïdes et/ou pour quantifier l’abondance de ces cellules dans le foie 41,42,43,44, le pancréas 45,46, les reins41,47 et les poumons41. De plus, plusieurs groupes de recherche ont rapporté l’utilisation de la fluorescence rétinoïde pour isoler par FACS et étudier les cellules primaires contenant des rétinoïdes dans des tissus vivants, y compris le foie 44,48,49,50,51,52,53 et le poumon 1. Dans le protocole actuel, nous montrons comment des populations cellulaires spécifiques peuvent être marquées in vivo avant d’isoler des cellules contenant des rétinoïdes à l’aide de tdTomato (protéine fluorescente rouge). Les caractéristiques spectrales de tdTomato (l’émission à 581 nm lors de l’excitation à 554 nm54) et la luminosité n’interfèrent pas avec l’autofluorescence des rétinoïdes et, par conséquent, permettent d’obtenir facilement la spécificité cellulaire lors du tri. Compte tenu du rôle essentiel du métabolisme et de la signalisation des rétinoïdes non compromis dans le microenvironnement alvéolaire normal1, la technique décrite d’isolement des cellules pulmonaires est un outil utile dans les études de modèles animaux de la santé et des maladies pulmonaires pour mieux comprendre les aspects cellulaires du métabolisme des rétinoïdes dans les poumons et les communications cellulaires à médiation lipidique in vivo.