גליובלסטומה (GBM) היא גידול מוחי ממאיר ראשוני, אגרסיבי, פולשני מאוד והטרוגני, הקשור לשיעורי הישרדות נמוכים של מטופלים למרות טיפולי התקן הנוכחיים1. מאפיין מכריע של GBM הוא מיקרו-סביבת הגידול (TME) המדכאת את מערכת החיסון באופן עמוק, דבר התורם לעמידות לאסטרטגיות של אימונותרפיה2,3. מספר מנגנונים מניעים את דיכוי מערכת החיסון ב-GBM, כולל הפחתה בחדירה של תאי T אפקטורים והשראה של תפקוד לקוי ותשישות של תאי T4. בנוסף, תאים דמויי גזע של GBM (GSCs), תת-אוכלוסייה של תאי GBM, מקדמים עוד יותר את ההחלקה מהמערכת החיסונית על ידי שמירה על TME אימונולוגית "קרה", המאופיינת בפעילות חיסונית ציטוטוקסית מוגבלת5. מאפיינים אלו מדגישים את החשיבות של אפיון מדויק של אוכלוסיות תאי חיסון החודרים לגידול ומצבם התפקודי בתוך ה-TME של GBM.
אימונוהיסטוכימיה (IHC) נותרת אחת השיטות הנפוצות ביותר להערכת חדירת תאי מערכת החיסון לרקמות גידול, כיוון שהיא משמרת את ארכיטקטורת הרקמה תוך שהיא מאפשרת ויזואליזציה, לוקליזציה והערכה חצי-כמותית של סמנים תאיים in situ6,7,8,9,10,11,12. מחקרי אימונוהיסטוכימיה ופרופיל חיסוני קודמים קידמו באופן משמעותי את הבנתנו לגבי הנוף החיסוני של GBM וזיהו אוכלוסיות של תאי חיסון הקשורות להתקדמות הגידול ולתגובה טיפולית12,13,14,15,16. IHC כרומוגנית בצבע בודד שימושית במיוחד לזיהוי סממני חיסון בודדים בחתכי רקמה מקובעים בפורמלין ומוטמעים בפרפין (FFPE)12,13,15,17,18,19,20. לעומת זאת, IHC כרומוגנית דו-צבעית מאפשרת ויזואליזציה סימולטנית של שני סממנים באותו חתך רקמה, ובכך מקלה על הערכת הפנוטיפ התאי, השגשוג או מצב ההפעלה12,19,21.
למרות התקדמויות אלו, פרוטוקולים מעשיים וסטנדרטיים של IHC כרומוגני מבוססי-סובסטרט, הישימים למודלים של GBM שנגזרו מ-GSC בעלי מערכת חיסון תקינה, נותרו מוגבלים. יתרה מכך, IHC כרומוגני נותר מאתגר יותר ב-GBM מאשר בגידולים מוצקים רבים אחרים בשל חדירת תאי חיסון דלילה והטרוגנית, הטרוגניות תוך-גידולית נרחבת, ו-TME מורכב ומדכא חיסון מאוד, המקשים על ויזואליזציה ופרשנות מדויקות של אוכלוסיות תאיות מרובות בתוך אותו נתח רקמה2,3,4. IHC כרומוגני כפול מציב אתגרים טכניים נוספים, במיוחד כאשר שני הנוגדנים הראשוניים הופקו מאותו מין מאכסן, מה שדורש אופטימיזציה קפדנית של תאימות הנוגדנים, אסטרטגיית צביעה רצפית לזיהוי סימולטני של שני אנטיגנים בתוך אותו נתח רקמה, ובחירה של סובסטרט כרומוגני כדי להבטיח הבחנה ברורה בין הסמנים תחת מיקרוסקופיית אור.
כאן, אנו מתארים פרוטוקולי IHC בעלי מצע (substrate-based) בעלי צבע יחיד או כפול, ניתנים לשחזור, המזהים בהצלחה אנטיגנים ייצוגיים על פני השטח ובתוך התא הקשורים לתאי חיסון חודרים לגידול במודל GBM אורתוטופי של 005 GSC בעכברים בעלי מערכת חיסון תקינה22,23,24. ניתן להתאים פרוטוקולי IHC כרומוגניים מבוססי-מצע אלו גם למודלים פרה-קליניים אחרים של גידולים, וייתכן שגם לדגימות גידולים אנושיות מקובעות בפורמלין ומוטמעות בפראפין (FFPE). רקמות מוח של עכברים שנאספו קובעו בפורמלין ניטרלי מנוטרל בריכוז 10% למשך לילה (~12 h) לפני עיבוד רקמה שגרתי והטמעה בפראפין, כפי שתוכאר בעבר19. בלוקי FFPE נחתכו (בעובי של 5 µm19) על גבי למסלייד זכוכית טעונים חיובית ואוחסנו בטמפרטורת החדר עד לשימוש. IHC בצבע יחיד משתמש במערכת זיהוי כרומוגנית המבוססת על חרשית פראוקסידאז (HRP) עם 3,3′-diaminobenzidine (DAB) כמצע ליצירת אות חום לצורך ויזואליזציה של אנטיגנים בודדים תחת מיקרוסקופ אור. תהליך עבודה זה מתאים לזיהוי של אנטיגנים הקשורים לממברנה ואנטיגנים תוך-תאיים בחתכי רקמת FFPE.
שימוש ב-IHC דו-צבעי מאפשר זיהוי סימולטני של שני אנטיגנים בתוך אותו נתח רקמה, אך דורש אופטימיזציה נוספת כדי להבטיח תאימות בין הנוגדנים והפרדה ברורה של האותים הכרומוגניים. צביעת IHC דו-צבעית היא פשוטה יחסית כאשר הנוגדנים הראשוניים הופקו ממיני מאכסן שונים, מה שמאפשר שימוש בנוגדנים משניים ספציפיים למין. עם זאת, זיהוי סימולטני הופך למאתגר יותר מבחינה טכנית כאשר שני הנוגדנים הראשוניים מקורם מאותו מין מאכסן. כדי להתמודד עם אתגר זה, תהליך העבודה של ה-IHC הדו-צבעי המתואר כאן מעסיק אסטרטגיית צביעה כרומוגנית סדרתית מבוססת alkaline phosphatase (AP), המשתמשת בתסמינים (substrates) נפרדים כדי לאפשר הבחנה ויזואלית ברורה בין שני אותות האנטיגנים תחת מיקרוסקופ אור.
שני זרימות העבודה כוללות שלבי הסרת פראפין מהרקמה (deparaffinization), רהידרציה, חשיפת אנטיגנים (antigen retrieval), חסימה (blocking), צביעה, דהידרציה, שקיפות (clearing) והטמעה (mounting). הכנת הרכיבים קריטית לאיכות הצביעה וליכולת השחזור שלה (ראו Supplementary File 1). באופן דומה, דילולים מתאימים של נוגדים ראשוניים הם קריטיים להצלחת פרוטוקול הצביעה; הדילול מבוצע מיד לפני השימוש ב-2.5% סרום סוס או עיזים נורמלי, בהתאם למין המארח של הנוגד השני המתאים (ראו Table 1). רשימה של נוגדים שניים ספציפיים למינים המשמשים לצביעה בצבע בודד או בצבע כפול מוצגת גם ב-Table 2. IHC בצבע בודד משתמש ברכיבי שקיפות והטמעה מבוססי קסילן (xylene), בעוד ש-IHC בצבע כפול דורש חלופות ללא קסילן (למשל, Histo-Clear), מכיוון שהסובסטרט מסיס חלקית בקסילן (ראו את רשימת הסובסטרטים ב-Table 3).