$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Limfocyty T CD8+ stanowią kluczowy składnik adaptacyjnego układu odpornościowego, ponieważ uczestniczą w nadzorze immunologicznym nad nowotworem i przyczyniają się do eliminacji patogenów wewnątrzkomórkowych1. Mówiąc prościej, limfocyty T CD8 + wyrażają receptory komórek T (TCR), które specyficznie rozpoznają cząsteczki peptydowego głównego kompleksu zgodności tkankowej klasy I (pMHC-I) obecne na błonie komórkowej komórek gospodarza. Ponieważ peptydy te pochodzą z proteolizy endogennie syntetyzowanych białek, kompleksy pMHC-I na powierzchni komórki zapewniają okno na środowisko wewnątrzkomórkowe. Na przykład po zakażeniu wirusem zakażone komórki będą wykazywać cząsteczki MHC-I zawierające peptydy pochodzące z wirusa, które mogą służyć jako ligandy dla TCR wyrażanych przez patrolowanie limfocytów T CD8+. W przypadku, gdy specyficzny dla wirusa limfocyt T CD8 + napotka zakażoną komórkę prezentującą swój ligand pMHC-I, zaangażowanie TCR spowoduje aktywację limfocytów T CD8 + i ostatecznie doprowadzi do lizy komórek docelowych. Biorąc pod uwagę krytyczny charakter tych interakcji TCR / pMHC-I, określenie wielkości, swoistości i fenotypu reagujących limfocytów T CD8 + może często ujawnić ważne wskazówki dotyczące chorób ludzkich.
Do początku lat 90. kwantyfikacja limfocytów T CD8+ specyficznych dla Ag opierała się na technicznie wymagającym teście granicznego rozcieńczenia (LDA)2,3. Nie dość, że LDA potrzebował kilku dni na ukończenie, to jeszcze nie udało mu się wykryć komórek, które nie miały potencjału proliferacyjnego. W rezultacie, LDA znacznie zaniżył rzeczywistą częstość udziału limfocytów T CD8 + specyficznych dla antygenu (Ag) w odpowiedzi immunologicznej. Chociaż opracowanie ELISPOT i wewnątrzkomórkowych testów barwienia cytokin znacznie poprawiło zdolność pomiaru odporności komórkowej, metody te nadal wymagały stymulacji in vitro w celu ilościowego określenia limfocytów T specyficznychdla Ag 4. Dopiero w 1996 roku Altman, Davis i współpracownicy opublikowali swój przełomowy artykuł opisującyrozwój technologii tetramerów pMHC-I5. Kluczowe znaczenie dla powodzenia tej techniki miała multimeryzacja cząsteczek pMHC-I, która wydłużyła okres półtrwania oddziaływań TCR/pMHC-I, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo odpadnięcia tetramerów pMHC-I podczas etapów płukania testów cytometrii przepływowej. Główną przewagą tetramerów pMHC-I nad wyżej wymienionymi testami jest możliwość dokładnego wykrywania limfocytów T CD8+ specyficznych dla Ag bezpośrednio ex vivo, bez konieczności ponownej stymulacji in vitro. Co więcej, połączenie barwienia tetramerem pMHC-I z wielobarwną cytometrią przepływową umożliwiło szczegółowe analizy etapu różnicowania, fenotypu pamięci i stanu aktywacji limfocytów T CD8 + swoistych dla Ag2-4. W świetle najnowszych osiągnięć technicznych w zakresie charakteryzowania repertuaru limfocytów T CD8 + za pomocą barwienia multimerem pMHC-I6, zakres zastosowań tej metodologii prawdopodobnie będzie się nadal rozszerzał.
Niewiele dziedzin badań biomedycznych skorzystało bardziej z barwienia tetramerów pMHC-I niż dziedzina immunologii HIV7. Chociaż limfocyty T CD8 + były czasowo związane z początkową kontrolą wiremii HIV do czasu publikacji Altmana, Davisa i współpracowników8,9, zastosowanie tetramerów pMHC-I w kolejnych latach znacznie poszerzyło naszą wiedzę na temat odpowiedzi limfocytów T CD8 + specyficznej dla HIV. Na przykład barwienie tetramerem pMHC-I pomogło potwierdzić solidny rozmiar specyficznych dla wirusa odpowiedzi limfocytów T CD8 + u większości osób zakażonych wirusem HIV10-12. Metodologia ta ułatwiła również scharakteryzowanie odpowiedzi limfocytów T CD8 + specyficznych dla HIV i SIV ograniczonych przez cząsteczki MHC-I związanych ze spontaniczną kontrolą replikacji wirusa przy braku terapii antyretrowirusowej - zjawisko znane jako "kontrola elitarna"13-15. Ponadto tetramery pMHC-I odegrały zasadniczą rolę w ustaleniu osi programowanej śmierci 1 (PD-1)/liganda PD 1 (PD-L1) jako odwracalnego szlaku dla dysfunkcyjnego fenotypu limfocytów T CD8 + specyficznych dla HIV w niekontrolowanym przewlekłym zakażeniu16,17. Podsumowując, badania te podkreślają przydatność tetramerów pMHC-I do monitorowania odpowiedzi limfocytów T CD8 + na wirusa AIDS.
Eksperymentalne zakażenie SIV makaków rezusów (Macaca mulatta) pozostaje najlepszym modelem zwierzęcym do oceny interwencji immunologicznych przeciwko HIV/AIDS18,19. W ciągu ostatnich 25 lat poczyniono znaczne postępy w identyfikacji i charakterystyce limfocytów T CD8 + specyficznych dla SIV u tego gatunku małp, w tym odkrycie alleli MHC-I i zdefiniowanie motywów wiążących peptydy13,20-27. W rezultacie opracowano tetramery pMHC-I do analizy specyficznych dla SIV odpowiedzi limfocytów T CD8 + w tym modelu zwierzęcym28. Większość tych odczynników składa się z produktów genowych czterech alleli MHC-I makaka rezusa: Mamu-A1*001, Mamu-A1*002:01, Mamu-B*008:01 i Mamu-B*017:01. Warto zauważyć, że makaki rezusy nie wyrażają locus29 MHC-C. Zdecydowana większość tetramerów pMHC-I użytych w obecnych eksperymentach została wyprodukowana w NIH Tetramer Core Facility na Uniwersytecie Emory. Niemniej jednak niektóre z tych odczynników, w tym tetramery Mamu-A1*001 związane z immunodominującym epitopem Gag CM9, można uzyskać tylko ze źródeł komercyjnych na podstawie umów licencyjnych. Używając tetramerów pMHC-I czterech alleli makaków rezusów wymienionych powyżej, z powodzeniem wyliczyliśmy limfocyty T CD8 + przeciwko łącznie 21 epitopom SIV (Tabela 1), które zostały wywołane przez szczepienie lub pierwotne zakażenie SIV30,31 (Martins i wsp., niepublikowane obserwacje).
Niniejszy manuskrypt dostarcza zoptymalizowany protokół barwienia tetramerów pMHC-I do określania częstotliwości i fenotypu pamięci limfocytów T CD8+ specyficznych dla SIV u makaków rezusów. Test rozpoczyna się od planowej 30-minutowej inkubacji z inhibitorem kinazy białkowej (PKI; w tym przypadku stosuje się dazatynib) w celu zmniejszenia internalizacji TCR, a tym samym poprawy barwienia tetrameru pMHC-I32. Jak opisano poniżej, zabieg ten jest szczególnie przydatny w przypadku stosowania tetramerów Mamu-B*017:01. Podano również instrukcje, jak znakować komórki tetramerami pMHC-I sprzężonymi z fluorochromem i przeciwciałami monoklonalnymi (mAb). Protokół ten obejmuje również etap przenikania komórek w celu wewnątrzkomórkowego wykrywania cząsteczki związanej z cytolizą granzymu B (Gzm B). Na tym etapie dodaje się również mAb przeciwko CD3, aby poprawić wykrywanie tej cząsteczki sygnałowej TCR. Jako odniesienie wymieniono wszystkie fluorochromy użyte w tym panelu barwienia.