Aktywacja układu odpornościowego występuje w wielu chorobach nerek i procesach patofizjologicznych 6,10,11,13. Potencjalne obszary aktywnych badań obejmują różne czynniki wyzwalające aktywację układu odpornościowego, różne typy zaangażowanych komórek, wzorzec cytokin/chemokina w określonym środowisku chorobowym, modulację wszystkich wyżej wymienionych procesów przez dany lek itp. Na przykład w uszkodzeniu niedokrwienno-reperfuzyjnym (model ostrego uszkodzenia nerek) w ciągu kilku godzin następuje wzrost komórek odpornościowych lub komórek krwiotwórczych pochodzących ze szpiku kostnego lub komórek CD45 +, który utrzymuje się przez okres naprawy lub zwłóknienia (6 tygodni później) 5,12. Te komórki odpornościowe wydzielają zarówno prozapalne, jak i przeciwzapalne cytokiny i chemokiny, aby koordynować proces naprawy 5,12. Obecnie możliwość jednoczesnego używania wielu fluoroforów do znakowania populacji komórek w zawiesinie pojedynczej komórki wzrosła wraz z pojawieniem się nowoczesnych maszyn do cytometrii przepływowej z czterema do pięciu laserami. To znacznie zwiększyło zdolność do rozróżniania populacji komórek na podstawie ich statusu funkcjonalnego 3,7. Na przykład, aby dokładnie oznaczyć makrofaga jako F4 / 80niskiCD11bwysokiLy6bwysokiCD206niski, co najmniej 3 dodatkowe fluorofory w tej samej objętości próbki byłyby potrzebne do bramki dla żywych komórek, CD45 + (leukocyty) i Ly6G- (neutrofile), a jest to bardzo możliwe dzięki nowszym cytometrom przepływowym 3. Jednak dalsze testy wydzielania cytokin, proliferacji komórek, cytotoksyczności, aktywacji makrofagów i ilościowego oznaczania liczby różnych podzbiorów limfocytów i monocytów wymagają nie tylko dobrej jakości (żywe komórki, singlety), ale także odpowiedniej liczby komórek.
Układ odpornościowy w nerce składa się zarówno z adaptacyjnych, jak i wrodzonych składników oraz wielu typów komórek 1,7,13. Na przykład u myszy dwie nerki razem zawierają 2-17% (28 000-266 000) komórek CD45 + z całkowitej izolowanej komórki odpornościowej nerek (1,4 x 106 komórek), a około 5-15% (1,400-4,200) z nich to komórki CD4 + 1,5,12. Niewielki procent (5-15%, 70-630) tych komórek CD4 + to komórki FoxP3 + (ryc. 1)1. Ze względu na te stopniowe zmniejszanie procentu komórek, czasami populacja komórek będących przedmiotem zainteresowania (w tym przypadku komórki CD45 + CD4 + FoxP3 +) jest reprezentowana przez zaledwie ~100 komórek. Niewielka liczba komórek CD45 + CD4 + FoxP3 + sprawia, że konieczne jest wyizolowanie dużej liczby wszystkich komórek, a komórki są dobrej jakości do dalszych badań, takich jak testy wydzielania cytokin. Co więcej, może być konieczne połączenie nerek od 2-3 myszy, ponieważ subpopulacje nie są reprezentowane w wystarczająco dużej liczbie, aby przeprowadzić ilościowe testy. W związku z tym pożądana jest niezawodna i wydajna izolacja populacji komórek jednojądrzastych nerek w celu zbadania spektrum immunologicznego związanego z chorobami nerek.
Tradycyjnie, do izolacji komórek jednojądrzastych nerki, badacze używali różnych metod trawienia enzymatycznego, takich jak kolagenaza 1A lub II, w tym DNaza 1 1,5,12. Powszechnie wiadomo, że kolagenazy mają aktywność enzymatyczną, która różni się w zależności od numeru partii i firmy produkcyjnej, co wymaga miareczkowania w celu uzyskania optymalnego stężenia i czasu inkubacji 4,14,15. Ponadto trawienie kolagenazą wydłuża czas na rozdrobnienie nerki na małe kawałki, wymaga inkubacji fragmentów nerki w podgrzanej (37 °C) kąpieli i dodatkowego czasu na inkubację w EDTA w celu zatrzymania reakcji. Ponadto można osiągnąć mniejszą sterylność w przypadku niektórych dalszych procedur wymagających hodowli komórek. Co ważniejsze, w zależności od badacza i wszystkich zaangażowanych zmiennych, prowadzi to do zmienności danych i interpretacji w różnych laboratoriach. Ostatnio, wraz z rozwojem mechanicznych substancji zaburzających funkcjonowanie tkanek/homogenizatorów 16, etap trawienia kolagenazy został całkowicie wyeliminowany i zastąpiony prostym mechanicznym zakłóceniem pracy nerek 2. W tym artykule przedstawiamy prostą, ale skuteczną metodę izolacji komórek odpornościowych nerek do codziennej ekstrakcji komórek odpornościowych. Co ważne, technikę tę można dostosować do innych tkanek miękkich i niewłóknistych, takich jak wątroba i mózg 16.