Ponieważ śródbłonek naczyniowy jest w bezpośrednim kontakcie z krążącą krwią, jest wyjątkowo usytuowany do inicjowania szybkiej reakcji zapalnej podczas infekcji lub urazu. Komórki śródbłonka (EC) wyrażają receptory rozpoznawania wzorców, które rozpoznają różne konserwatywne składniki bakteryjne i cząsteczki niebezpieczne, a także receptory dla mediatorów stanu zapalnego gospodarza, takich jak TNFα. Aktywacja tych receptorów indukuje EC do wydzielania cytokin (np. IL-6, IL-8, CXCL1 i CCL2) oraz do zwiększania poziomu cząsteczek adhezyjnych (np. E/P-selektyny, VCAM-1 i ICAM-1) na powierzchni komórki 1,2. Wszystkie te cząsteczki ułatwiają lokalizację leukocytów w miejscach infekcji i urazów w celu usunięcia gospodarza z czynników zakaźnych i zainicjowania naprawy tkanek 3,4. Odpowiedź neutrofili na zakażenie obejmuje dobrze skoordynowaną interakcję między śródbłonkiem naczyniowym a reagującymi neutrofilami. Po aktywacji EC IL-8 jest wydzielana i tworzy wewnątrznaczyniowy gradient na śródbłonku, który umożliwia neutrofilom dotarcie do miejsca infekcji lub urazu 5,6. Selektyny E / P pośredniczą w wychwytywaniu neutrofili i przetaczaniu się przez stosunkowo słabe powiązania z glikocząsteczkami na powierzchni komórki neutrofilowej. Interakcje te, wraz z wiązaniem IL-8 z pokrewnymi receptorami, ułatwiają silne, pośredniczące integryny przyłączanie i ostateczne zatrzymanie neutrofili na powierzchni komórki śródbłonka 7-10. Po zatrzymaniu neutrofile mogą migrować z układu krwionośnego do określonych miejsc infekcji, aby bezpośrednio wyeliminować patogeny, wytworzyć zewnątrzkomórkowe pułapki neutrofili, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się patogenów, przyspieszyć gojenie się ran i uwolnić dodatkowe czynniki, które rekrutują inne leukocyty, takie jak monocyty, makrofagi i komórki dendrytyczne 11-17.
Opisana w tym raporcie jest metoda in vitro do ilościowego oznaczania przylegania neutrofili do mikronaczyniowych EC po aktywacji przez mediator stanu zapalnego gospodarza TNFα. Ten test ma na celu ocenę aktywacji EC, a nie neutrofili. Pierwotne ludzkie neutrofile są najpierw izolowane za pomocą separacji w gradimencie gęstości, a następnie znakowane acetoksymetylem kalceiny (AM). Esterazy w żywych komórkach hydrolizują kalceinę AM do wysoce fluorescencyjnej cząsteczki kalceiny o wzbudzeniu 492-495 nm i emisji 513-516 nm 18. Neutrofile znakowane fluorescencyjnie są następnie inkubowane z monowarstwami EC, a następnie usuwane są neutrofile, które nie przylegają. Fluorescencja pozostałych, związanych neutrofili jest następnie mierzona za pomocą spektrofotometru fluorescencji i obliczana jako procent całkowitej fluorescencji neutrofili na studzienkę. Metoda ta ma dodatkową zaletę, że związane neutrofile znakowane kalceiną stosowane w spektrofotometrii mogą być bezpośrednio wizualizowane za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej, aby uzyskać bardziej jakościowy odczyt aktywacji EC. Ponieważ test ten jest wykonywany w warunkach statycznych, oceniane będą tylko bardzo początkowe zdarzenia, które występują w kaskadzie adhezji neutrofili. Zostało to potwierdzone w niniejszym raporcie, w którym zastosowano przeciwciała blokujące selektynę E, aby pokazać, że przyleganie neutrofili do monowarstw mikronaczyniowych EC płuc (HMVEC-Lung) leczonych TNFα jest drastycznie zmniejszone, gdy interakcja z selektyną E jest zakłócona.
Oprócz TNFα, z powodzeniem użyliśmy tego testu do określenia zakresu aktywacji EC ludzkiej żyły pępowinowej (HUVEC) przez agonistów receptora Toll-like 1/2 związanych z peptydoglikanem lipoprotein (PAL), lipoproteiny mureiny (MLP) i Pam3Cys oraz aktywacji HMVEC-Lung przez Pam3Cys 19,20. Ponadto z powodzeniem zastosowaliśmy ten test z inhibitorami kinaz i po nokaucie białek powierzchniowych i cytoplazmatycznych za pośrednictwem RNAi w HMVEC-Lung, co sugeruje, że ta metodologia jest zgodna z różnymi testami biochemicznymi i przesiewowymi 20. Podsumowując, test ten zapewnia łatwy w użyciu, powtarzalny i bardziej funkcjonalny sposób uzyskania dostępu do zakresu aktywacji EC przez mediatory stanu zapalnego in vitro.