Il test monostrato dei monociti (MMA) è un test in vitro che utilizza monociti primari isolati ottenuti da sangue intero periferico di mammifero per valutare la fagocitosi mediata dal recettore Fcγ (FcγR).
Articolo metodologico
Il test monostrato dei monociti (MMA) è un test in vitro che utilizza monociti primari isolati ottenuti da sangue intero periferico di mammifero per valutare la fagocitosi mediata dal recettore Fcγ (FcγR).
Sebbene originariamente sviluppato per prevedere gli esiti delle trasfusioni di sangue sierologicamente incompatibile, il test monostrato dei monociti (MMA) è un test in vitro altamente versatile che può essere modificato per esaminare diversi aspetti della fagocitosi mediata da anticorpi e recettori Fcγ (FcγR) sia in ambito di ricerca che clinico. Il test utilizza monociti aderenti provenienti da cellule mononucleate del sangue periferico isolate dal sangue intero dei mammiferi. L'MMA è stato descritto per l'uso sia nelle indagini umane che in quelle murine. Questi monociti esprimono FcγR (ad esempio, FcγRI, FcγRIIA, FcγRIIB e FcγRIIIA) che sono coinvolti nelle risposte immunitarie. L'MMA sfrutta il meccanismo delle interazioni mediate da FcγR, in particolare la fagocitosi, in cui i globuli rossi sensibilizzati agli anticorpi aderiscono e/o attivano le FcγR e vengono successivamente fagocitati dai monociti. In vivo, principalmente i macrofagi tissutali presenti nella milza e nel fegato effettuano la fagocitosi mediata da FcγR dei globuli rossi opsonizzati da anticorpi, causando emolisi extravascolare. Valutando il livello di fagocitosi utilizzando l'MMA, è possibile studiare diversi aspetti del processo mediato da FcγR in vivo. Alcune applicazioni dell'MMA includono la previsione della rilevanza clinica di allo- o autoanticorpi in un contesto trasfusionale, la valutazione di farmaci candidati che promuovono o inibiscono la fagocitosi e la combinazione del test con la microscopia a fluorescenza o l'immunoblotting occidentale tradizionale per studiare gli effetti di segnalazione a valle di farmaci o anticorpi che coinvolgono FcγR. Alcune limitazioni includono la laboriosità di questa tecnica, che richiede un'intera giornata dall'inizio alla fine, e la necessità dell'approvazione dell'etica della ricerca per lavorare con il sangue dei mammiferi. Tuttavia, con diligenza e un allenamento adeguato, i risultati delle MMA possono essere ottenuti entro un tempo di turnover di 24 ore.
Il test monostrato dei monociti (MMA) è un test in vitro originariamente sviluppato per prevedere meglio gli esiti delle trasfusioni di sangue in pazienti con auto- o alloanticorpi ai globuli rossi (RBC)1-5. Valutando l'effetto degli anticorpi anti-globuli rossi nella mediazione della fagocitosi mediata dal recettore Fcγ (FcγR) utilizzando questo test in vitro, è possibile prevedere l'esito clinico in vivo. Infatti, l'MMA è stato utilizzato con successo per evitare la distruzione immunitaria dei globuli rossi legati agli anticorpi, nonostante la trasfusione di sangue sierologicamente incompatibile5. La tipica procedura pre-trasfusionale per i test di compatibilità, chiamata anche crossmatching, prevede metodi sierologici che includono la tipizzazione del sangue del paziente per gli antigeni ABO e Rh e lo screening per la presenza di anticorpi anti-RBC nel paziente6. Viene selezionato il sangue compatibile per ABO/Rh e, se sono presenti anticorpi, si tenta di identificarli in modo che il sangue per la trasfusione possa essere ulteriormente selezionato per evitare questi antigeni. Un risultato di crossmatch ideale si verifica quando tutto il sangue del donatore è sierologicamente compatibile con il sangue del paziente, il che riduce il rischio di emolisi post-trasfusionale7. Tuttavia, questo sistema non è all'altezza del piccolo gruppo di pazienti che sono diventati alloimmunizzati dopo ripetute trasfusioni o gravidanza. Questi pazienti producono alloanticorpi contro specifici antigeni dei globuli rossi. Alcuni producono anticorpi contro antigeni di frequenza molto elevata nella popolazione generale, e quindi diventano progressivamente più difficili da incrociare8,9. In aggiunta alla complessità, non tutti gli alloanticorpi sono clinicamente significativi; in altre parole, il legame di un alloanticorpo ai globuli rossi rilevati da un test sierologico non provoca necessariamente emolisi quando viene trasfuso sangue incompatibile e antigene-positivo. L'MMA è stato originariamente sviluppato per valutare il potenziale significato clinico del sangue sierologicamente incompatibile in un contesto trasfusionale1-5.
Poiché è noto che l'emolisi extravascolare dei globuli rossi legati agli anticorpi è mediata dal sistema dei fagociti mononucleati, i monociti/macrofagi primari vengono utilizzati nello sviluppo di test diagnostici. Il primo test per studiare l'interazione di monociti, globuli rossi e anticorpi è stato pubblicato nel 1975, ma le condizioni sub-ottimali utilizzate hanno portato solo alla formazione di rosetta (il legame dei globuli rossi alla periferia del monocita) e non è stata osservata fagocitosi10. Modifiche significative al test sono state apportate da diversi gruppi, portando a un test per il quale il livello di fagocitosi dei globuli rossi legati alloanticorpi potrebbe essere correlato all'esito clinico dell'emolisi1-5. Recentemente, sono state esaminate le condizioni ottimali di conservazione dei campioni clinici e l'ulteriore ottimizzazione delle condizioni di analisi per migliorare l'utilità di un crossmatch clinico di MMA utilizzando campioni di pazienti autologhi11.
Tre altre tecniche diagnostiche sono state impiegate oltre all'MMA per prevedere gli esiti delle trasfusioni: il test di rilascio di 51Cr, il test della rosetta e il test della chemiluminescenza (CLT). Nel test di rilascio di 51Cr, al paziente vengono iniettati 51globuli rossi di donatori marcati con Cr e l'emivita dei globuli rossi marcati viene monitorata ed è predittiva di sopravvivenza o eliminazione post-trasfusionale12,13. Poiché questo metodo utilizza materiali radioattivi, viene più eseguito raramente. Il test della rosetta prevede la miscelazione e l'incubazione di monociti con globuli rossi e la quantificazione del livello di formazione di rosetta (senza fagocitosi)14. Il significato clinico degli anticorpi in vivo coinvolge la fagocitosi attiva da parte dei macrofagi presenti nella milza e/o nel fegato; Pertanto, questo metodo non fornisce una lettura pertinente della fagocitosi. Il CLT utilizza il luminolo per monitorare il burst ossidativo durante la fagocitosi dei monociti dei globuli rossi, poiché il luminolo diventa blu fluorescente quando ossidato nel fagosoma15. Questo metodo è buono, ma la contaminazione da neutrofili può confondere la lettura. Sono stati effettuati confronti paralleli per valutare la sensibilità, la praticità e la riproducibilità dei quattro metodi disponibili, e sia il CLT che l'MMA sono stati classificati al16° posto. Tuttavia, il CLT è stato utilizzato principalmente nella valutazione della malattia emolitica del feto e del neonato (HDFN) e il pH ottimale del test di 8,0 potrebbe compromettere il livello di fagocitosi11.
Oltre alla sua utilità diagnostica e clinica, l'MMA è stato modificato per altri scopi di ricerca. Infatti, l'MMA non solo può servire come test funzionale per affrontare le discrepanze tra sierologia e biologia, ma è stato anche utilizzato per indagare retrospettivamente la causa dell'emolisi dopo la terapia con immunoglobuline per via endovenosa (IVIG)17. È stato anche utilizzato per esaminare la struttura-funzione di inibitori chimici della fagocitosi18-20 mediata da FcγR e per studiare il segnale a valle della fagocitosi mediata da FcγR21. Nel nostro laboratorio, oltre ad utilizzare un MMA umano, stiamo sviluppando un MMA murino utilizzando cellule mononucleate primarie del sangue periferico di topo (PBMC) e globuli rossi autologhi. Il razionale è quello di esaminare gli anticorpi in grado di indurre la fagocitosi mediata da FcγR come intermedio per lo sviluppo di un modello murino di anemia emolitica autoimmune (AIHA) in vivo (dati non pubblicati). Le varie modifiche si concentrano su diversi aspetti dell'interazione tra gli anticorpi IgG e FcγR che inducono la fagocitosi.
Ottenere l'approvazione per l'uso di campioni umani da parte l'etica della ricerca pensione / pensione revisione istituzionale, e ottenere il consenso firmato da tutti i donatori umani. La MMA può essere eseguita anche utilizzando PBMC del mouse in un modo simile come il saggio umana, in seguito all'approvazione uso animale etica. Il MMA utilizza tecniche di coltura dei tessuti asettiche.
NOTA: Vedere la Figura 1.
NOTA: Anche se si consiglia l'uso di un armadio biocontenimento livello 2 durante il dosaggio per mantenere la tecnica asettica, come il metodo è solo un metodo di coltura "a breve termine", non c'è il tempo davvero sufficiente per i batteri di contaminare il test. Pertanto, se un cabinet biocontenimento livello 2 non esiste, piuttosto che acquistare uno solo per questo saggio, il saggio può essere eseguito al di fuori di un armadio biocontenimento, su un banco aperto. L'uso di un incubatore a 37 ° con 5% di CO 2, tuttavia, non è un'opzione e deve essere utilizzato perRisultati ottimali.
L'isolamento delle cellule 1. sangue periferico mononucleari
2. Pre-trattamento dei aderito monociti
NOTA: Questo passaggio è necessario solo se alla ricerca di modi per inibire o migliorare la fagocitosi.
3. Opsonizzazione di R 2 R 2 globuli rossi
NOTA: L'R 2 R 2 utilizzati qui sono ottenute dal sangue Collezione Center (Canadian Blood Services), ma sono anche disponibili in commercio. Opsonizzati R 2 R 2 globuli rossi vengono utilizzati come controllo positivo per la fagocitosi FcγR-mediata. Naïve R 2 R 2 deve essere conservato in soluzione di Alsever (per prolungare la shelf life) a 4 ° C per un massimo di 1 mese. La soluzione di Alsever è fatto in casa e composta da 0,8% W v trisodio citrato (diidrato), 1,9% w / v destrosio, 0,42% w / v di cloruro di sodio e 0,05% w / / acido citrico v (monoidrato). Se R 2 R 2 cellule non sono disponibili, altre cellule Rh-phenotyped, come R 1 R 2, R 1 R 1, R 1 R, o R 2 R, può essere utilizzato.
4. La fagocitosi mediata da recettori Fc
5. Quantificazione della fagocitosi
Seguendo i passaggi cruciali nella figura 1 e la procedura sopra descritta, l'MMA può essere riproducibile eseguita. IVIG è stato utilizzato come un esempio per l'inibizione della fagocitosi in figura 2. IVIG è noto per legare e bloccare i recettori Fc, inibendo quindi il risultato a valle della fagocitosi. Titolando la quantità di IVIG utilizzato, una inibizione dose-dipendente è osservato, nel quale la concentrazione di sopra di 200 mg / mL portato vicino al 100% di inibizione e concentrazioni inferiori a 0,5 mg / mL non ha inibito affatto (Figura 2A). Quando gli indici fagocitarie vengono trasformati e normalizzati per il controllo positivo R 2 R 2 come 0% di inibizione, una curva di inibizione con una IC50 di 3 mg / ml può essere determinato (Figura 2B).
Oltre a eseguire il dosaggio costante, quantificazione del saggio a volte può essere difficile. La figura 3 è una raccolta di contrasto di fase immagini al microscopio di varie diapositive MMA. Con l'esperienza microscopia, si può distinguere un monociti da un RBC contaminante (Figura 3D), o un vacuolo da un RBC fagocitato (Figura 3B). Densi ammassi di cellule e / o detriti dovrebbero essere evitati durante la quantificazione (Figure 3E e F). Inoltre, si dovrebbe evitare un'eccessiva opsonizzare R 2 R 2 RBC, che porterebbe alla fagocitosi rafforzata che overcrowds l'interno monociti e interferisce con accurata quantificazione (Figura 3C).

Figura 1. Schema della MMA. Una rappresentazione step-by-step dei passaggi cruciali nella MMA: isolamento PBMC da sangue intero, che alimenta il monocyt aderitoes con opsonizzati R 2 R 2, e lavando le diapositive da camera. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 2. endovenoso IgG (IVIG) inibisce la fagocitosi in vitro usando l'MMA. IVIG è noto per inibire la fagocitosi e viene usato come controllo di inibizione nella MMA umana. (A) Titolazione di IVIG determinato una inibizione dose-dipendente di fagocitosi rispetto al greggia R comando R 2 2. I risultati mostrano la media ± errore standard della media (SEM) di n = 3 esperimenti. L'analisi statistica è stata condotta utilizzando Student t-test: ** P≤0.01 e *** p≤0.001. (B) della curva di inibizione IVIG con un IC 50 of 3 mg / mL (linea tratteggiata). I risultati mostrano dati normalizzati per non trattati R 2 R 2 (0% di inibizione); media ± SEM di n = 3 esperimenti. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 3. contrasto di fase immagini al microscopio di diapositive campione sotto 40X di ingrandimento. (A) La slitta perfetto in cui i monociti fagocitati 1-2 R 2 R 2 su (frecce nere con un bagliore alone distintivo) media, con pochissimi contaminante, non-fagocitato R 2 R 2 in background (frecce bianche). Vacuoli (B) Come mostrato in questa diapositiva, monociti a volte sono allargata (frecce bianche), che possono essere scambiati per fagocitato R 2 R 2. (C </ strong>) Quando R 2 R 2 sono stati over-opsonizzati, più di 4-5 fagocitati R 2 R 2 per monociti (frecce nere) renda conteggio preciso difficile, poiché la R 2 R 2 sono affollate ai monociti e cellule distinta i confini non possono essere distinte. (D) di lavaggio inadeguata della slitta porta ad abbondanti R 2 R 2 contaminazione (frecce bianche), che potrebbe essere scambiato per globuli rossi aderito. (E) A volte, monociti e globuli rossi contaminanti possono formare gruppi. I cluster indicano anche la contaminazione batterica, che dovrebbe essere evitato. (F) I monociti può formare aggregati più grandi, che dovrebbero essere evitati durante la quantificazione. Utilizzando selezione casuale dei campi per vedere, pannello A è quello che di solito si osserva se il MMA è stata eseguita correttamente. barra della scala è di 20 micron. Per favore clicca quiper visualizzare una versione più grande di questa figura.
Il MMA è una tecnica laboriosa che richiede competenze sia nella coltura di tessuti e microscopia. Ci sono diversi passaggi critici per garantire il successo: 1) generazione del monostrato monociti; 2) opsonizzazione dei globuli rossi, e 3) la quantificazione manuale. Il monostrato monociti non aderisce fortemente alla diapositiva camera, in modo pH fisiologico deve essere mantenuta durante tutta la seduta 11 e un numero adeguato di PBMC dovrebbe essere seminato. pipettaggio vigoroso, che potrebbe disturbare le cellule aderito, dovrebbe essere evitato. Un approccio è quello di rimuovere sempre e aggiungere soluzioni dal medesimo angolo della camera e per assicurare che il movimento è lento e costante. Allo stesso modo, durante l'ultima fase di lavaggio per rimuovere l'eccesso di globuli rossi, il movimento deve essere lento e costante. Questo assicura il minimo disturbo al monostrato pur eliminando la maggior parte dei globuli rossi non-fagocitati. lavaggio inadeguata porterà ad un fondo elevato di globuli rossi contaminanti, il che rende qua manualentification difficile. In secondo luogo, i globuli rossi R 2 R 2 devono essere sufficientemente opsonizzati per ottenere un indice medio fagocitosi del 80-120 per il controllo fagocitosi. Questa gamma dei fagociti desiderato un equilibrio tra la facilità di conteggio (ad esempio, monociti con più di 5 fagocitati globuli rossi sono difficili da quantificare con precisione) e il mantenimento di una adeguata quantità di fagocitosi per l'analisi statistica. Il grado di opsonization può essere confermata da un IAT, ed è necessaria una lettura tra 3+ a 4+. L'R 2 R 2 RBC deve essere eliminata quando c'è eccesso lisi durante il lavaggio, quando il supernatante diventa rosso scuro, o quando una diminuzione significativa nella fagocitosi è osservata in esperimenti a causa dell'invecchiamento delle cellule in deposito. Infine, la quantificazione manuale utilizzando il microscopio può essere difficile, soprattutto quando si confrontano i conteggi tra il personale di laboratorio e tra esperimenti. Esaminando stesso campo in ogni pozzetto, o semplicemente contando più cellule, Un conteggio più coerente può essere ottenuta. Si raccomanda di formazione Side-by-side con un tecnico esperto e l'uso di un insieme designato di diapositive formazione.
Un importante critica del MMA è la soggettività del passo quantificazione manuale. Tuttavia, con una formazione adeguata, la coerenza può essere ottenuto attraverso diversi contatori. Un altro limite è la intrinseche differenze donatore-to-donatore in monociti capacità fagocitarie e in R 2 R livelli di espressione dell'antigene 2 di superficie, che è una fonte di variazione dei dati quando si tratta di campioni umani.
Altre tecniche alternative sono disponibili per l'esame fagocitosi FcγR-mediata. La maggior parte dei kit commerciali utilizzano uscita fluorescente per monitorare la fagocitosi (ad esempio, bioparticelle, sensibile al pH della proteina di fluorescenza, o sfere di lattice fluorescenti IgG-etichettati). L'uso di uscita fluorescente non offrono quantificazione più oggettiva, ma ha anche bisogno di ConSider la disponibilità, costo e formazione associata con l'uso di un microscopio a fluorescenza o un citometro a flusso, nonché la dipendenza conseguente upon kit disponibili in commercio.
Infine, questo dosaggio può essere modificato a seconda della domanda di ricerca. Ad esempio, quando si verifica l'inibizione farmaco di fagocitosi, monociti possono sia essere pretrattate o co-incubate con entrambi i farmaci e RBC opsonizzati (cioè, un saggio di competizione). La segnalazione a valle di anticorpi di diversi sottotipi, anticorpi chimerici, o costrutti ricombinanti può essere testato. Con i recenti progressi nello sviluppo di un sangue dell'antigene nullo universale 24, la MMA potrebbe essere utilizzato nelle schermate iniziali di questi globuli rossi antigene-null con diversi anticorpi per valutare se esiste effettivamente un efficacia abbassato nello scatenare la fagocitosi.
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Gli autori ringraziano i Canadian Blood Services per un premio del programma di borse di studio per laureati a T.N.T. Questa ricerca ha ricevuto il sostegno finanziario del Canadian Blood Services' Centre for Innovation, finanziato dal governo federale (Health Canada) e dai ministeri provinciali e territoriali della salute. Le opinioni qui riportate non riflettono le opinioni dei governi federali, provinciali o territoriali del Canada.
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Vacutainer di destrosio di citrato acido (ACD) | BD | REF364606 | |
| RPMI 1640 | Sigma | R8758 | |
| HEPES | Bioshop | HEP003.100 | |
| Siero fetale bovino | Multicell | 080150 | |
| Gentamicina | Gibco | 15710-64 | |
| Ficoll-Paque PLUS | GE | 17-1440-03 | Soluzione |
| salina tamponata con fosfato | https://www.gelifesciences.com/ Sigma | D8537 | |
| Vetrini a 8 camere | Lab-Tek-ll | 154534 | |
| R2R2 (cDE/cDE) | Canadian Blood Services | Disponibile in commercio (es., http://www.bio-rad.com/en-ca/product/reagent-red-blood-cells) | |
| Policlonale anti-D da siero umano | Gamma Biologics | DIN 02247724 | Può essere sostituito con un monoclonale anti-D disponibile in commercio o con immunoglobulina Rh |
| 100% metanolo | Caledon | 6700-1-42 | |
| Resina | di alcol polivinilicoSigma | P8136 | Può essere sostituito con la montatura UltraPure |
| Glicerina | Invitrogen | 15514-011 | |
| Vetrini coprioggetti | VWR | 48366 067 | |
| Novaclone anti-IgG | Immucorgamma | 5461023 | Opzionale per IAT (http://www.fda.gov/downloads/biologicsbloodvaccines/.../ucm081743.pdf) |