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Il sistema immunitario innato include più tipi di cellule che stimolano l'attivazione e l'infiammazione del complemento. Le cellule immunitarie innate includono cellule killer naturali (NK), mastociti, basofili, eosinofili, neutrofili e fagociti mononucleari. I fagociti mononucleari, che sono composti da monociti, macrofagi e cellule dendritiche, sono stati implicati nella fisiopatologia di molteplici condizioni oftalmiche tra cui uveite, retinopatia diabetica e degenerazione maculare legata all'età (AMD)1. In questo protocollo, ci concentreremo sull'identificazione dei fagociti mononucleari utilizzando l'analisi citometrica del flusso multi-parametro in un modello di topo di AMD2 neovascolare. Questo protocollo è adattabile per i modelli di topo di retinopatia diabetica e / o uveite, ma è raccomandata una dissezione oculare più estesa a causa della natura sistemica di queste malattie.
I fagociti mononucleari esprimono marcatori di superficie cellulare sovrapposti. Macrofagi e microglia residenti nel tessuto di lunga durata provengono dal progenitore eritemicomieloide derivato dal sacco del tuorlo 3 ,mentreil riciclaggio di macrofagi e cellule dendritiche si differenzia dal progenitore di cellule dendritiche a midollo osseo4. I marcatori di superficie delle celle del mouse comuni a monociti, macrofagi e celle dendritiche includono CD45, CD11b5, F4/806, Cx3cr17e il marcatore intracellulare Iba18. Per superare questa sfida, l'analisi trascrittamica di macrofagi, monociti e cellule dendritiche provenienti da più tessuti definisce il CD64 come un marcatore di superficie cellulare specifico del macrofago6. I macrofagi sono stati descritti nell'iride, nella coroide, nel corpo ciliare e nel nervo ottico negli occhi sani3. In alternativa, l'identificazione delle cellule dendritiche è più difficile; il metodo più specifico di identificazione delle cellule dendritiche richiede la mappatura del destino utilizzando il mouse reporter Zbtb46-GFP9. Indipendentemente da questa linea di reporter, l'espressione di CD11c e MHCII in combinazione con l'assenza di CD64 può identificare potenziali cellule dendritiche6,10. Le cellule dendritiche sono state identificate in cornea, congiuntiva, iride e coroide negli occhi normali11. Le microglia sono macrofagi specializzati situati nella retina, protetti dalla barriera emato-retinica e derivati dalle cellule progenitrici del sacco tuorlo12. Di conseguenza, le microglia retiniche possono essere differenziate dai macrofagi derivati dai monociti per i loro livelli fiochi di espressione CD4513 e alti livelli di Tmem119, che è disponibile come anticorpo di citometria aflusso 14. All'attivazione delle microglia, tuttavia, CD45 può essereregolato 15 e Tmem119 può essere regolato verso il basso3, dimostrando la complessità della biologia delle microglia e questo è probabilmente rilevante sia nell'AMD che nel suo modello di mouse. Infine, i monociti possono essere divisi in almeno due sottotipi, inclusi classici e non classici. I monociti classici mostrano CCR2+Ly6Caltaespressione bassa CX3CR1, e monociti non classici dimostrano CCR2-Ly6CbassoCX3CR1marcatori alti5.
A causa della necessità dell'analisi quantitativa dell'espressione marcatore, cioè livelli alti rispetto a bassi/ fiochi, la citometria del flusso multi-parametro è il metodo ideale per la discriminazione tra monociti, macrofagi, microglia e cellule dendritiche nell'occhio e in altri tessuti. Ulteriori vantaggi includono l'identificazione delle sotto-popolazioni, la possibilità di utilizzare lo smistamento cellulare attivato dalla fluorescenza (FACS) per ordinare le popolazioni cellulari per l'analisi trascri o proteomica e la mappatura del destino. Il principale svantaggio della citometria a flusso multi-parametro è la mancanza di architettura tissutale. Questo può essere superato dalla dissezione oftalmica nei vari sottocomparti oculari: cornea, congiuntiva, iris, lente, retina e complesso coroide-sclera. Inoltre, è possibile eseguire l'imaging di immunofluorescenza di conferma, ma è limitato dal numero di marcatori e dalla mancanza di una quantificazione robusta.
Studi di associazione a livello genomico hanno collegato più geni di complemento con AMD16. L'attivazione del complemento porta alla produzione di anafilatossina, al reclutamento di leucociti e alla conseguenza infiammazione. Nei topi carenti del recettore del complemento, la lesione laser riduce il reclutamento di fagociti mononucleari e l'area di neovascolarizzazione coroiroidale indotta dal laser (CNV)17. Allo stesso modo, il recettore della chemiochina con motivo C-C 2 (CCR2) topo knockout, che è carente nel reclutamento di monociti nel tessuto, dimostra sia la diminuzione del reclutamento di fagociti mononucleari che l'area CNV indotta dal laser18. Questi dati collegano complementi e fagociti mononucleari con CNV sperimentale e possibilmente AMD neovascolare. A sostegno di questa associazione, i recettori del complemento sono disregolati sui monociti del sangue periferico in pazienti con AMD neovascolare19,20. Questi dati dimostrano una forte associazione tra AMD e fagociti mononucleari.
In questo manoscritto, useremo il modello sperimentale CNV indotto dal laser per caratterizzare le popolazioni di fagociti mononucleari nell'occhio del topo usando citometria a flusso multi-parametro. La CNV indotta dal laser è il modello standard di topo dell'AMD neovascolare, che ha dimostrato l'efficacia dell'attuale terapia amd neovascolare di primalinea 21. Questo protocollo descriverà l'enucleazione degli occhi del topo, la dissezione oculare, la digestione in una singola sospensione cellulare, la colorazione degli anticorpi, la determinazione delle tensioni laser utilizzando controlli a colori singoli e la strategia di gating utilizzando controlli di fluorescenza meno uno (FMO). Per una descrizione dettagliata del modello CNV indotto dal laser, si veda una pubblicazione precedente22. Utilizzando questo protocollo, definiremo microglia, monociti, cellule dendritiche e popolazioni di macrofagi. Inoltre, utilizzeremo MHCII e CD11c per definire ulteriormente sottoinsiemi di macrofagi all'interno del modello CNV indotto dal laser.