Le cellule della popolazione laterale (SP) vengono identificate mediante colorazione Hoechst 33342 e analizzate mediante citometria a flusso (FCM). Le cellule SP sono caratterizzate dal pompaggio del colorante fluorescente di DNA fuori dalle cellule attraverso il loro trasportatore 1,2 a cassetta legante l'ATP (ABC). Il metodo è stato originariamente stabilito per isolare le cellule staminali ematopoietiche (HSC) del midollo osseo murino1. Le cellule SP del midollo osseo sono state arricchite con una popolazione di HSCs caratterizzate da CD117+Sca-1+Lin-Thy1 a bassa espressione 3,4. Successivamente, il metodo è stato ampiamente utilizzato per isolare e arricchire le cellule staminali da altri tessuti, tra cui il muscolo cardiaco5, il fegato6, il polmone7, il rene8 e il proencefalo9. In particolare, il metodo è stato applicato per isolare le cellule staminali tumorali (CSC) nell'ultimo decennio. Le CSCs rappresentano una piccola popolazione di cellule che possiedono le proprietà di inizio del tumore, autorinnovamento, resistenza alla chemioterapia e potenziale metastatico10. Le CSC sono state inizialmente identificate nelle neoplasie ematopoietiche11 e successivamente osservate in vari tumori solidi come i carcinomi della prostata12, dell'ovaio13, dello stomaco14, della mammella15 e del polmone16. Nonostante la disponibilità di varie tecniche per l'identificazione delle CSC, la tecnica SP rimane una scelta privilegiata grazie alla sua ampia applicabilità su diversi tessuti e linee cellulari. Inoltre, è una tecnica preziosa che isola le CSC utilizzando la selezione cellulare attivata dalla fluorescenza (FACS)16,17,18. I risultati sperimentali dimostrano che le cellule SP mostrano una pronunciata tumorigenicità e mostrano elevati livelli di espressione dei geni associati alle cellule staminali19,20. Il nostro precedente studio21 ha anche dimostrato che l'analisi trascrittomica di cellule SP isolate nel mieloma multiplo rivela un arricchimento delle vie di segnalazione associate alle cellule staminali, come la via del riccio. Nel frattempo, abbiamo eseguito analisi di arricchimento del pathway sui geni differenzialmente espressi nelle cellule SP della leucemia mieloide acuta22. I geni alterati sono stati arricchiti in percorsi correlati alle cellule staminali (Wnt/β-catenina, TGF-β, Hedgehog, Notch). Abbiamo scoperto che 1 x 105 cellule SP potevano formare tumori nei topi BALB/c null22, mentre le cellule non-SP non potevano, indicando che le cellule SP avevano caratteristiche delle cellule staminali della leucemia. L'efficacia del metodo Hoechst SP nell'identificazione delle CSC è evidente.
Il protocollo Hoechst SP è stato perfezionato e migliorato attraverso il progresso della ricerca. Il protocollo prevede un controllo rigoroso della concentrazione del colorante, della densità cellulare, della temperatura e della durata di incubazione, della composizione del tampone e del valore del pH. I campioni cellulari preparati in conformità a questo protocollo sono stati sottoposti ad analisi citofluorimetrica. A causa dell'eccitazione del colorante Hoechst con un laser UV a 355 nm e del rilevamento della sua emissione di fluorescenza utilizzando sia un filtro da 690/50 nm (Hoechst Red) che un filtro da 450/50 nm (Hoechst Blue), per la FCM è necessario un laser a 350 nm. Tuttavia, i laser a 350 nm non sono comunemente equipaggiati nella maggior parte degli FCM a causa del loro costo elevato. Quindi, abbiamo cercato di trovare un approccio alternativo per l'eccitazione del colorante per la rilevazione efficace delle cellule SP mediante citometria a flusso. In questo studio, è stata valutata la capacità dei laser a 375 nm e 405 nm di rilevare le cellule SP e confrontata con quella del laser a 355 nm. I nostri risultati dimostrano una notevole somiglianza tra le celle SP rilevate dai laser a 355 nm, 375 nm e 405 nm. Questi risultati suggeriscono che i laser ad alta potenza da 375 nm e 405 nm possono fungere da alternative fattibili al laser a 355 nm per il rilevamento di cellule SP. L'inclusione di ulteriori sorgenti luminose di eccitazione per Hoechst 33342 facilita l'uso di più modelli di citometria a flusso.