Glioblastoom (GBM) is een agressieve, zeer invasieve en heterogene primaire maligne hersentumor die gepaard gaat met een slechte overleving van patiënten, ondanks de huidige standaardbehandelingen1. Een bepalend kenmerk van GBM is de sterk immunosuppressieve tumormicro-omgeving (TME), die bijdraagt aan resistentie tegen immuuntherapeutische strategieën2,3. Meerdere mechanismen drijven de immunosuppressie bij GBM aan, waaronder een verminderde infiltratie van effector T-cellen en de inductie van T-celdysfunctie en -uitputting4. Daarnaast bevorderen GBM-stamcelachtige cellen (GSCs), een subpopulatie van GBM-cellen, immuunevasie verder door een immunologisch "koude" TME in stand te houden, gekenmerkt door beperkte cytotoxische immuunactiviteit5. Deze kenmerken benadrukken het belang van een nauwkeurige karakterisering van tumorinfiltrerende immuuncelpopulaties en hun functionele toestanden in de GBM TME.
Immunohistochemie (IHC) blijft een van de meest gebruikte methoden voor het evalueren van immuuncelinfiltratie in tumorweefsels, omdat het de weefselarchitectuur behoudt terwijl het visualisatie, lokalisatie en semikwantitatieve beoordeling van cellulaire markers in situ mogelijk maakt6,7,8,9,10,11,12. Vorige immunohistochemische en immunoprofileringstudies hebben ons begrip van het immuunlandschap van GBM aanzienlijk vergroot en immuuncelpopulaties geïdentificeerd die geassocieerd zijn met tumorprogressie en therapeutische respons12,13,14,15,16. Enkelkleurige chromogene IHC is bijzonder nuttig voor het detecteren van individuele immuunmarkers in formaline-gefixeerde, paraffine-ingebedde (FFPE) weefselcoupes12,13,15,17,18,19,20. In tegenstelling hiermee maakt tweekleurige chromogene IHC gelijktijdige visualisatie van twee markers binnen dezelfde weefselcoupe mogelijk, wat de beoordeling van het cellulaire fenotype, de proliferatie of de activatietoestand vergemakkelijkt12,19,21.
Ondanks deze vorderingen blijven praktische en gestandaardiseerde substraatgebaseerde chromogene IHC-protocollen die toepasbaar zijn op immuuncompetente, uit GSC afgeleide GBM-modellen beperkt. Bovendien blijft chromogene IHC bij GBM uitdagender dan bij veel andere solide tumoren vanwege de schaarse en heterogene infiltratie van immuuncellen, de uitgebreide intratumorale heterogeniteit en de sterk immunosuppressieve en complexe TME, wat de nauwkeurige visualisatie en interpretatie van meerdere cellulaire populaties binnen dezelfde weefselcoupe bemoeilijkt2,3,4. Duale chromogene IHC brengt extra technische uitdagingen met zich mee, vooral wanneer beide primaire antilichamen in dezelfde gastsoort zijn opgewekt. Dit vereist een zorgvuldige optimalisatie van de antilichaamcompatibiliteit, een sequentiële kleuringsstrategie voor de gelijktijdige detectie van twee antigenen binnen dezelfde weefselcoupe en de selectie van een chromogeen substraat om een duidelijke onderscheiding van markers onder lichtmicroscopie te garanderen.
Hier beschrijven we reproduceerbare substraatgebaseerde enkel- en tweekleurige IHC-protocollen die succesvol representatieve tumor-infiltrerende immuuncel-geassocieerde oppervlakte- en intracellulaire antigenen detecteren in een immunocompetent orthotoop 005 GSC-afgeleid GBM-model22,23,24. Deze substraatgebaseerde chromogene IHC-protocollen kunnen ook worden aangepast aan andere preklinische tumormodellen en potentieel aan humane FFPE-tumorbiopten. De geoogste muizenbreinweefsels werden overnacht (~12 u) gefixeerd in 10% neutraal gebufferde formaline vóór routinematige weefselverwerking en paraffine-inbedding, zoals eerder beschreven19. FFPE-blokken werden gesneden (dikte van 5 µm19) op positief geladen microscopieglazen en bewaard bij kamertemperatuur tot gebruik. Enkelkleurige IHC maakt gebruik van een detectiesysteem op basis van mierikwortelperoxidase (HRP) met 3,3′-diaminobenzidine (DAB) als substraat om een bruin signaal te genereren voor visualisatie van individuele antigenen onder een lichtmicroscoop. Deze workflow is geschikt voor het detecteren van zowel membraan-geassocieerde als intracellulaire antigenen in FFPE-weefselcoupes.
Dual-color IHC maakt de gelijktijdige detectie van twee antigenen binnen dezelfde weefselcoupe mogelijk, maar vereist extra optimalisatie om de compatibiliteit van antilichamen en een duidelijke scheiding van de chromogene signalen te waarborgen. Dual-color IHC-kleuring is relatief eenvoudig wanneer de primaire antilichamen zijn opgewekt in verschillende gastsoorten, waardoor het gebruik van soortspecifieke secundaire antilichamen mogelijk is. Gelijktijdige detectie wordt echter technisch uitdagender wanneer beide primaire antilichamen afkomstig zijn van dezelfde gastsoort. Om deze uitdaging aan te pakken, maakt de hier beschreven dual-color IHC-workflow gebruik van een sequentiële chromogene kleuringsstrategie op basis van alkalische fosfatase (AP), waarbij verschillende substraten worden gebruikt om een duidelijke visuele discriminatie tussen twee antigeensignalen onder lichtmicroscopie mogelijk te maken.
Beide workflows bevatten stappen voor deparaffinering van weefsel, rehydratatie, antigeen-retrieval, blokkeren, kleuren, dehydratatie, inklaring en montage. De bereiding van reagentia is cruciaal voor de kleuringskwaliteit en reproduceerbaarheid (zie Aanvullend bestand 1). Evenzo zijn passende verdunningen van primaire antilichamen essentieel voor een succesvol kleuringsprotocol; deze worden vlak voor gebruik uitgevoerd in 2,5% normaal paarden- of geitenserum, afhankelijk van de gastheersoort van het corresponderende secundaire antilichaam (zie Tabel 1). Een lijst met soortspecifieke secundaire antilichamen die worden gebruikt voor enkelvoudige en dubbele kleuringsmethoden wordt tevens gepresenteerd in Tabel 2. Enkelvoudige IHC maakt gebruik van op xyleen gebaseerde inklaring- en montagereagentia, terwijl dubbele IHC xyleenvrije alternatieven vereist (bijv. Histo-Clear), aangezien het substraat gedeeltelijk oplosbaar is in xyleen (zie de lijst met substraten in Tabel 3).