Qui riportiamo un protocollo per la quantificazione e la differenziazione dei linfociti B miocardici in base alla loro posizione nello spazio intravascolare o endoteliale utilizzando la citometria a flusso.
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Articolo metodologico
Qui riportiamo un protocollo per la quantificazione e la differenziazione dei linfociti B miocardici in base alla loro posizione nello spazio intravascolare o endoteliale utilizzando la citometria a flusso.
Un numero crescente di prove dimostra che i linfociti B svolgono un ruolo importante nel contesto della fisiologia miocardica e dell'adattamento miocardico alle lesioni. Tuttavia, la letteratura riporta dati contrastanti sulla prevalenza delle cellule B del miocardio. È stato riportato che le cellule B sono tra le cellule immunitarie più diffuse nel cuore dei roditori o per essere presenti, ma con una prevalenza marcatamente inferiore rispetto alle cellule mieloidi, o per essere piuttosto rare. Allo stesso modo, diversi gruppi hanno descritto che il numero di cellule B miocardiche aumenta dopo il danno miocardico ischemico acuto, ma un gruppo non ha riportato cambiamenti nel numero di cellule B del miocardio danneggiato. L'implementazione di un metodo condiviso e riproducibile per valutare la prevalenza delle cellule B miocardiche è fondamentale per armonizzare le osservazioni di diversi gruppi di ricerca e quindi promuovere l'avanzamento dello studio delle interazioni miocardiche a cellule B. Sulla base della nostra esperienza, le osservazioni apparentemente contrastanti riportate in letteratura derivano probabilmente dal fatto che le cellule B miocardiche murine sono per lo più intravascolari e collegate all'endotelio microvascolare. Pertanto, il numero di cellule B recuperate da un cuore murino è squisitamente sensibile alle condizioni di perfusione utilizzate per pulire l'organo e al metodo di digestione utilizzato. Qui riportiamo un protocollo ottimizzato che tiene conto di queste due variabili critiche in modo specifico. Questo protocollo consente l'analisi riproducibile basata sulla citometria a flusso del numero di cellule B miocardiche murine e consente ai ricercatori di distinguere le cellule B miocardiche extravascolari da quelle intravascolari.
I linfociti B sono cellule immunitarie altamente specializzate che svolgono un ruolo importante nelle risposte immunitarie adattative e innate1. Ci sono due popolazioni principali di cellule B: una popolazione più piccola di cellule B1 che sono per lo più prodotte durante la vita embrionale e una popolazione preponderante di cellule B2 che vengono prodotte nella vita adulta nel midollo osseo1. Dopo la maturazione nel midollo osseo, le cellule B migrano verso gli organi linfoidi primari e secondari. Da lì ricircolano continuamente tra gli organi linfoidi che viaggiano attraverso i vasi sanguigni e i vasi linfatici2. Le cellule B esprimono anticorpi specifici sulla loro superficie, che funzionano come recettori. Quando le cellule B incontrano un antigene che si lega al loro recettore, può essere attivato un segnale di attivazione. Le cellule B attivate migrano verso il tessuto in cui è stato trovato l'antigene o tornano al midollo osseo dove possono maturare in plasmacellule produttrici di anticorpi 3,4.
Recentemente, è stato apprezzato che il cuore ospita una considerevole popolazione di cellule B. Studi su roditori hanno dimostrato che le cellule B colonizzano il cuore precocemente durante lo sviluppo embrionale5 e che le cellule B associate al miocardio sono per lo più cellule B2 intravascolari e naïve che aderiscono all'endotelio6,7, con una piccola percentuale di cellule B17. Ci sono ancora molte aree di incertezza, ma i dati disponibili indicano che le cellule B svolgono un ruolo importante sia nel cuore naïve che nel contesto dell'adattamento miocardico alle lesioni.
Studi sul cuore murino naïve hanno dimostrato che al basale le cellule B miocardiche si trovano principalmente nello spazio intravascolare, aderenti all'endotelio (>95% delle cellule B cardiache murine sono risultate localizzate nello spazio intravascolare). Queste cellule B sono risultate avere modelli di espressione genica diversi da quelli delle cellule B circolanti isolate dal sangue periferico. L'analisi dei cuori naïve di animali carenti di cellule B e i controlli singeneici hanno rilevato che gli animali privi di cellule B avevano cuori più piccoli e una frazione di eiezione più elevata6. Tutte queste evidenze suggeriscono che le cellule B potrebbero modulare la crescita miocardica e/o la funzione miocardica e che non solo le cellule B interstiziali ma anche intravascolari potrebbero essere responsabili di tali osservazioni. È stato anche scoperto che le cellule B modulano il fenotipo dei macrofagi residenti nel miocardio8.
Diversi studi hanno dimostrato che le cellule B svolgono un ruolo importante nel contesto dell'adattamento miocardico alle lesioni 8,9,10,11,12,13. Le cellule B si accumulano transitoriamente nel cuore danneggiato, probabilmente attraverso un meccanismo CXCL13-CXCR5 dipendente11,13. Da lì, le cellule B promuovono il rimodellamento cardiaco avverso attraverso diversi meccanismi che includono il reclutamento di monociti mediati da citochine 9,12. Inoltre, le cellule B possono produrre anticorpi contro le proteine cardiache che possono promuovere l'estensione del danno cardiaco e il rimodellamento cardiaco avverso attraverso diversi meccanismi 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25 . Le cellule B possono anche esercitare effetti protettivi sul cuore ferito attraverso la secrezione di IL-1010.
Man mano che cresce il numero di gruppi che studiano il ruolo delle cellule B nel cuore naïve e ferito, sta diventando sempre più importante definire protocolli condivisi per quantificare e valutare correttamente le cellule B del miocardio ed evitare così incongruenze che hanno già iniziato a comparire in letteratura. Finora le cellule B sono state infatti entrambe riportate come una delle cellule immunitarie più diffuse nel cuore dei roditori7 e per essere presenti con una prevalenza marcatamente inferiore rispetto alle cellule mieloidi26,27, o per essere piuttosto rare 28. Allo stesso modo, diversi gruppi hanno descritto che il numero di cellule B miocardiche aumenta dopo danno miocardico ischemico acuto 7,9,13, ma un gruppo non ha riportato cambiamenti nel numero di cellule B del miocardio danneggiato29. Gli studi sulle cellule immunitarie cardiache raramente forniscono dettagli sulle condizioni di perfusione e non vi è consenso sulle condizioni di digestione. Poiché nel cuore dei roditori una grande percentuale di cellule B sono intravascolari e l'estrazione delle cellule immunitarie dal miocardio dipende fortemente dal metodo di digestione utilizzato, le differenze riportate in letteratura potrebbero essere il risultato di differenze nella perfusione d'organo e nella digestione dei tessuti.
Presentato qui è un metodo dettagliato per la quantificazione basata sulla citometria a flusso delle cellule B miocardiche murine che massimizza la resa del recupero delle cellule B ottimizzando le condizioni di perfusione e digestione e consente la discriminazionedelle cellule B miocardiche intravascolari rispetto a quelle extravascolari 6. Questo protocollo è un adattamento e un'ottimizzazione di altri protocolli simili che distinguono tra cellule immunitarie intravascolari e interstiziali 28,30,31.
In questo protocollo, standardizziamo la perfusione miocardica per eliminare le cellule B che galleggiano nello spazio intravascolare senza rimuovere le cellule B biologicamente rilevanti che aderiscono all'endotelio microvascolare. Inoltre, basandosi su protocolli precedenti che hanno descritto l'uso dell'iniezione endovenosa di anticorpi per distinguere le cellule immunitarie intravascolari da quelle interstiziali32, e sfruttando il fatto che le cellule B esprimono il marcatore di superficie B22033, dimostriamo come distinguere le cellule B miocardiche intravascolari da quelle extravascolari attraverso l'iniezione intravascolare di un anticorpo specifico B220 immediatamente prima del sacrificio animale e della perfusione cardiaca. Questo protocollo è rilevante per la ricerca di qualsiasi scienziato interessato a includere l'analisi delle cellule B miocardiche nel cuore naïve e ferito. L'implementazione diffusa di questo protocollo ridurrà le incongruenze tra i gruppi di ricerca, consentirà l'analisi dei cambiamenti nei pool di cellule B miocardiche intravascolari ed extravascolari e quindi rafforzerà il progresso delle scoperte nel campo dell'immunologia cardiaca.
In sintesi, il protocollo rappresenta un flusso di lavoro ottimizzato per quantificare e analizzare le cellule B del miocardio tramite citometria a flusso e allo stesso tempo distinguere tra cellule situate nello spazio extravascolare e nello spazio intravascolare.
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Tutti gli esperimenti descritti in questo manoscritto sono stati eseguiti con l'approvazione della IACUC presso la Johns Hopkins University School of Medicine.
1. Preparativi
2. Colorazione intravascolare delle cellule B (in vivo)
3. Raccolta del cuore
4. Digestione del cuore e colorazione cellulare
5. Citometria a flusso
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Una volta completata l'acquisizione e raccolti tutti gli eventi, i dati devono essere analizzati secondo la pratica standard della citometria a flusso. Il focus dell'analisi varierà a seconda dell'obiettivo individuale di ciascun esperimento. In questo caso, è stata perseguita la quantificazione delle cellule B intravascolari ed extravascolari ed è stata espressa come numero di cellule per mg di tessuto.
Quando si utilizza un citometro spettrale, si consiglia di iniziare l'analisi con un gatin...
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Un numero crescente di evidenze indica che le cellule B svolgono un ruolo importante nel contesto della fisiologia miocardica e del rimodellamento/adattamento miocardico alle lesioni 7,8,9,10,11,12,13,36. La citometria a flusso è uno strumento eccellente pe...
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Luigi Adamo è co-fondatore di i-Cordis, LLC, una società focalizzata sullo sviluppo di molecole immunomodulatorie per il trattamento dello scompenso cardiaco, con un interesse specifico per i derivati del farmaco modulante delle cellule B pirfenidone. Gli altri autori non hanno conflitti da dichiarare.
Questo studio è stato finanziato dalle sovvenzioni NHLBI 5K08HLO145108-03 e 1R01HL160716-01 assegnate a Luigi Adamo.
Il citometro a flusso Aurora utilizzato per sviluppare questo studio è stato finanziato dal NIH Grant S10OD026859. Riconosciamo il supporto del JHU Ross Flow Cytometry Core.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Alexa Fluor 700 anti-topo/umano CD11b Anticorpo | 101222 | BioLegend | 100 &; g 200 µ L |
| (CellTreat 29481) Filtro cellulare, 40 &; micro; m, Blue | QBIAP303 | Southern Labware | |
| 0,5 mL Naturale Microcentrifuga Tubo | 1605-0000 | SealRite, USA Scientific | |
| 0,9% Cloruro di sodio Iniezione, USP | 114-055-101 | Qualità Biologico | 0,90% |
| 1,5 mL Naturale Microcentrifuga Tubo | 1615-5500 | SealRite, USA Scientific | |
| 10 µ L Puntali con filtro Tips GraduateOne | 11213810 | USA Scientific | |
| 1000 µ Puntali filtranti TipOne graduati | L 11267810 | USA Scientific | |
| da 15 mL, tappo di chiusura, polipropilene, 430052 senza RNasi/DNasi | Corning | ||
| a 1 via, policarbonato | SVPT951 | produzione ECT | |
| 2,2,2-tribromoetanolo | T48402 | Sigma-Aldrich | |
| 200 &; L Puntali con filtro graduato TipOne | 11208810 | valvola | |
| , policarbonato | SVPT953 | produzione ECT | |
| Provetta a fondo tondo in polistirene da 5 mL, 12 x 75 mm stile | 352054 | Corning Brand | |
| , tappo di chiusura, polipropilene, senza RNasi/DNasi | 430290 | Corning | |
| ACK ( Tampone di lisi ammonio-cloruro-potassio) | 118-156-101 | Qualità | Osmolalità biologica: 290 + o -5% mOsm/Kg Adattatore H20 |
| 4x50ml, per secchio rettangolare da 250 mL in rotore A-4-63 | 5810759005 | Adattatore Eppendorf | |
| per provette da centrifuga da 15 mL, 9 provette per adattatore, fondo conico per l'uso con il rotore modello A-4-62 | 22638289 | Eppendorf | |
| Adattatore per 15 tubi a fondo tondo 2.6 – 7 mL, per secchio rettangolare da 250 mL in rotore A-4-62 | 22638246 | Eppendorf | |
| Foglio di alluminio 12 pollici x 75' Rotolo .0007 | UPC 109153 | Reynolds Wrap | |
| Camera di induzione per anestesia - Topo | RWD-AICMV-100 | ||
| con ago collegato 25 G x 5/8 pollici, sterile, monouso, 1 mL | 309626 | BD Becton, Dickinson and Company | |
| Siringhe per insulina ultrafini Brandzig 29G 1cc 1/2" Confezione da 100 | CMD 2613 | Brandzig | |
| Brilliant Violet 421 anti-topo CD19 | Anticorpo 115537 | BioLegend | 50 &; g/mL |
| TAPPI per tubi di flusso con filtro mesh 35 e micro; m, Doppia posizione per provette da 12 x 75 mm, sterili | T9009 | Southern Labware | |
| Anidride carbonica USP E CGA 940 | CD USPE | AirGas USA | |
| Cole-Parmer Essentials Bicchiere a forma bassa, vetro, 500 mL | UX-34502-46 | Cole-Parmer | |
| Collagenase 2 | LS004176 | Sigma-Aldrich | |
| Connettore ottone cromato 1/4" NPT femmina x 1/4" barbiglio | Y992611-AG | AirGas USA | |
| Cytek Aurora Citometro | a flusso Cytek Biosciences | ||
| Diss 1080 Nipplo 1/4 BARB CP | M-08-12 | AirGas USA | |
| DNase I - 40.000 U | D4527 | Sigma-Aldrich | |
| Easypet 3 - Pipettatore elettronico | 4430000018 | Eppendorf | |
| Electronic Balance, AX223/E | 30100606 | Ohaus Corp. | |
| Eppendorf 5810R centrifuga | 5810R | Eppendorf | |
| Eppendorf Research plus pipette | Eppendorf | ||
| FlowJo 10.8.1 | BD Becton, Dickinson and Company | ||
| GLACIERbrand, Ice Pan a tripla densità (IPAN-3100) | Z740287 | Heathrow Scientific | |
| HBSS (1x) - Ca2+ [+] Mg2+ [+] | 14025076 | gibco | 1x |
| Emostatici Hyaluronidase | H3506 | Sigma-Aldrich | |
| Kelly, Dritto | 13018-14 | Fine Science Tools | |
| Siringa Luer Slip sterile, monouso, 20 mL | 302831 | BD Becton, Dickinson and Company | |
| M1 Adj. Reg 0-100 PSI/CGA940 | M1-940-PG | AirGas USA | |
| McKesson Underpads, Moderato | 4033- CS150 | McKesson | |
| Navigator Bilancia portatile multiuso | NV2201 | Ohaus Corp. | |
| PBS pH 7,4 (1X) Ca2+ [-] Mg2+ [-] | 10010023 | gibco | 1x |
| PE anti-topo/umano CD45R/B220 Anticorpo | 103208 | BioLegend | 200 &; g/mL |
| Anticorpo CD45 anti-topo PerCP/Cyanine5.5 | 103132 | BioLegend | 100 µ g 500 uL |
| Piastra di Petri, impilabile 35 mm x 10 mm Polistirene sterile | FB0875711YZ | Fisher Scientific Pkgd | |
| : Diss 1080 Dado/CO2/CO2-02 | M08-1 | AirGas USA | |
| Potente illuminatore a doppio collo d'oca LED da 6 Watt | LED-6W | AmScope | |
| PrecisionGlide Ago 25 G x 5/8 (0,5 mm x 16 mm) | 305122 | BD Becton, Dickinson and Company | |
| Clone purificato di ratto anti-topo CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block) 2.4G2 (RUO) | 553141 | BD Becton, Dickinson and Company Biosciences | 0,5 mg/mL |
| R 4.1.1 | The R | ||
| Foundation Razor Blades | 9501250000 | Accutec Blades Inc | |
| Regolatore analitico a due stadi 0-25 psi erogazione CGA320 ingresso 3500 psi | Y12244A320-AG | AirGas USA | |
| Rotor A-4-62, incl. 4 secchi rettangolari da 250 mL | Rotor A-4-62 | Eppendorf | |
| Pipetta sierologica, tappata, 10 mL, sterile, apirogena/priva di endotossine, non citotossica, 1 pezzo(i)/blister | 86.1254.001 | Sarstedt AG & Co KG | |
| Sigma nastro per etichette | L8394 | Sigma-Aldrich | |
| SpectroFlo 3.0.0 | Cytek Biosciences | ||
| Spex VapLock Luer Raccordo, PP, dritto, maschio Luer Lock x 1/8" portagomma; 1/EA | MTLL230-6005 | Spex | |
| Std Wall Lab Tubing, misura S2, Excelon, 1/8" ID x 3/16" OD x 1/32" parete x 50' di lunghezza | CG-730-003 | Excelon Laboratory | |
| Siringa PP/PE senza ago, 3 mL | Z683566 | Millipore Sigma | |
| Pompa siringa | 55-1199 (95-240) | Harvard Apparatus | |
| Thomas Timer di allarme a 3 canali TM10500 | 9371W13 | Thomas Scientific | |
| Tube Rack, 12 posizioni, 6 per 5.0 mL e 15 provette da ml e 6 per 25 mL e 50 provette mL, polipropilene, posizioni numerate, autoclavabili | 30119835 | Eppendorf | |
| Tube Rack, 12 posizioni, per 5.0 mL e 15 Provette mL, polipropilene, posizioni numerate, autoclavabili | 30119827 | Eppendorf | |
| TYGON R-3603 Tubo da laboratorio, diametro interno & D.E. 1/4 poll. &volte; 3/8 poll. | T8913 (Millipore Sigma) | Tygon, Saint-Gobain | |
| Vortex-Genie 2 | SI-0236 | Scientific Industries, Inc. | |
| Pinza da dissezione VWR con perno guida con punte curve | 89259-946 | Avantor, da VWR | |
| Forbici da dissezione VWR, punta affilata, 4½ " | 82027-578 | Avantor, di VWR | |
| VWR Agitatore orbitale a incubazione, modello 3500I | 12620-946 | Avantor, di VWR | |
| Zombie Aqua Kit di vitalità fissabile | 423102 | BioLegend |
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