De kern van het adaptieve immuunsysteem ligt in het vermogen van een T-cel om een specifiek antigeen te herkennen en erop te reageren. Wanneer en waar een T-cel reageert op zijn verwante antigeen bepaalt de balans tussen infectie en auto-immuniteit, homeostase en kanker, gezondheid en ziekte1. Hieruit volgt dat de studie van T-cellen in een specifieke context van immuniteit zich moet richten op de cellen met specificiteit voor een relevant antigeen van belang. Onder de technologische vooruitgang die het vermogen om antigeenspecifieke T-celpopulaties te karakteriseren aanzienlijk heeft verbeterd, zijn fluorescerend gelabelde oplosbare multimeren (meestal tetrameren) van major histocompatibility complex (MHC) klasse I- of klasse II-moleculen gecomplexeerd tot antigene peptide-epitopen, beter bekend als "peptide:MHC-tetrameren"2,3,4,5 . Door de natuurlijke liganden van T-celantigeenreceptoren (TCR's) weer te geven, bieden peptide:MHC klasse I- en klasse II-tetrameren een middel om respectievelijk antigeenspecifieke CD8+- en CD4+-T-cellen direct te identificeren binnen het endogene repertoire van T-cellen in het immuunsysteem zonder dat een reactie op antigeenstimulatie in een test vereist is. Tetrameren vertegenwoordigen een elegantere benadering van de studie van antigeenspecifieke T-cellen dan TCR transgene T-cel adoptieve transfermodellen6, en worden in toenemende mate gebruikt om vreemde en zelfantigeenspecifieke T-celpopulaties te identificeren in zowel experimentele muismodellen als menselijke ziekten 4,5.
Hoewel tetrameren gemakkelijk hoogfrequente populaties van T-cellen kunnen identificeren die zijn uitgebreid als reactie op antigeenstimulatie, wordt hun gebruik voor naïeve, zelf-antigeenspecifieke of geheugen-T-cellen beperkt door de zeer lage frequenties van deze populaties7. Onze groep en anderen hebben op tetrameren gebaseerde magnetische verrijkingsstrategieën ontwikkeld en gepopulariseerd die de detectiegevoeligheid verhogen om studies van deze celpopulaties in lymfoïde weefsels van muizen mogelijk te maken 8,9,10,11.
De opkomst van weefsel-residente T-cellen in het veld heeft een verhoogde nadruk gelegd op het ontwikkelen van nieuwe manieren om T-cellen in de niet-lymfoïde ruimte te onderzoeken. Net als veel andere slijmvliesoppervlakken komen T-cellen in de longen een reeks zelf- en vreemde antigenen tegen die zijn afgeleid van gastheerepitheel, commensale en infectieuze microben en omgevingsentiteiten, waaronder allergenen. Transcriptionele analyse van T-cellen geoogst uit niet-lymfoïde weefsel (NLT) toont een geheugenachtig fenotype aan dat een uniek weefselspecifiek lot en functie heeft, vaak gericht op trafficking en weefselhomeostase12. Bovendien zijn weefsel-residente geheugen-T-cellen (Trms) meestal meer klonaal beperkt dan die in omloop13. Bepalen hoe en waarom antigenen de verblijfplaats van T-cellen in NLT aansturen, is van cruciaal belang om te begrijpen hoe het immuunsysteem beschermt tegen infectie, weefselhomeostase handhaaft en soms overgaat in auto-immuniteit. Er lijkt echter een grotere slijtage te zijn tussen weefsel-residente T-cellen uit de longen in vergelijking met andere NLT14. Dienovereenkomstig wordt het vermogen om endogene T-cellen van de long met een bepaalde antigeenspecificiteit te identificeren en te karakteriseren beperkt door hun inherente zeldzaamheid.
Door het gebruik van celverrijkingstechnieken op basis van magnetische kralen en peptide:MHC-tetrameerkleuring te combineren, zijn we erin geslaagd om uitgebreide maar zeldzame zelfantigeenspecifieke T-cellen in muizenlongen te detecteren15,16. Hier presenteren we een gedetailleerde beschrijving van een protocol dat we hebben geoptimaliseerd om elke zeldzame antigeenspecifieke T-celpopulatie die aanwezig is in muizenlongen betrouwbaar te isoleren en te karakteriseren (Figuur 1). Dit protocol omvat een in vivo antilichaamkleuringsstap om weefselresidente van vasculaire T-cellente onderscheiden 17, gevolgd door twee verschillende methoden voor de verwerking van longweefsel om tegemoet te komen aan de beschikbaarheid van hulpbronnen. Dit wordt dan gevolgd door een algemene stap van magnetische verrijking van T-cellen, tetrameerkleuring en analyse door middel van flowcytometrie. De levensvatbaarheid van de cellen en de tetrameerkleuring worden in dit protocol verder verbeterd door de toevoeging van aminoguanidine, dat induceerbare stikstofmonoxidesynthase (iNOS)-gemedieerde T-celactiveringsgeïnduceerde apoptose18 blokkeert en Dasatinib, dat de TCR-downregulatie19 beperkt. De stappen die in dit protocol worden benadrukt, maken gebruik van gangbare technieken en direct beschikbare reagentia, waardoor het toegankelijk is voor bijna elke onderzoeker die zich bezighoudt met muizen-T-celimmunologie en zeer aanpasbaar is voor een verscheidenheid aan stroomafwaartse analyses. Hoewel naïeve T-cellen waarschijnlijk niet in de longen worden gevonden, geloven we dat dit protocol bijzonder nuttig zal zijn voor de studie van zelf-antigeenspecifieke T-cellen en Trm's in de longen.

Figuur 1: Overzicht van de protocolworkflow. Longen worden geoogst van muizen en gedissocieerd in enkele cellen. Monsters worden vervolgens verrijkt voor T-cellen voordat ze worden gekleurd met peptide:MHC-tetrameren en fluorescerend gelabelde antilichamen voor flowcytometrische analyse. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.