$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
T limfocyty są głównymi regulatorami adaptacyjnego układu odpornościowego i są aktywowane przez peptydy antygenowe, które są prezentowane w kontekście głównych kompleksów zgodności tkankowej (MHC). Pełna aktywacja limfocytów T wymaga dwóch sygnałów: sygnału kompetencji za pośrednictwem kompleksu receptora limfocytów T specyficznego dla antygenu (TCR)/CD3 oraz sygnału kostymulującego za pośrednictwem receptorów dodatkowych. Oba sygnały są generowane w wyniku bezpośredniego oddziaływania limfocytów T z komórkami prezentującymi antygen (APC). Dojrzałe APC dostarczają sygnał kompetencyjny do aktywacji limfocytów T przez kompleksy peptydowe MHC i eksprymują ligandy kostymulujące (np. CD80 lub CD86), aby zapewnić postęp aktywacji komórek T1. Jedną z ważnych funkcji kostymulacji jest przegrupowanie cytoszkieletu aktynowego class2,3,4. Korowa F-aktyna jest stosunkowo statyczna w spoczynkowych limfocytach T. Stymulacja limfocytów T przez APC zawierające antygen prowadzi do głębokiej rearanżacji cytoszkieletu aktynowego. Dynamika aktyny (tj. szybkie okręgi polimeryzacji/depolimeryzacji aktyny) umożliwia limfocytom T wytwarzanie sił, które są wykorzystywane na przykład do transportu białek lub organelli. Co więcej, cytoszkielet aktynowy jest ważny dla rozwoju specjalnej strefy kontaktu między limfocytami T a APC, zwanej synapsą immunologiczną. Ze względu na znaczenie cytoszkieletu aktynowego dla synapsy immunologicznej, niezbędne stało się opracowanie metod ilościowego określania zmian w cytoszkielecie aktynowym limfocytów T5,6,7,8,9.
Za pomocą pomocy cytoszkieletu aktyny, receptory powierzchniowe i białka sygnałowe są segregowane w supramolekularne klastry aktywacji (SMAC) w synapsie immunologicznej. Stabilność synapsy immunologicznej jest zapewniona przez wiązanie receptorów z wiązkami F-aktyny, które zwiększają elastyczność cytoszkieletu aktynowego. Wykazano, że tworzenie synaps immunologicznych ma kluczowe znaczenie dla generowania adaptacyjnych odpowiedzi immunologicznych. Szkodliwe skutki wadliwego tworzenia synaps immunologicznych in vivo zostały po raz pierwszy uświadomione u pacjentów cierpiących na zespół Wiskotta-Aldricha (WAS), chorobę, w której zaburzona jest polimeryzacja aktyny i jednoczesne tworzenie synaps immunologicznych10. Pacjenci z WAS mogą cierpieć na egzemę, ciężkie nawracające infekcje, choroby autoimmunologiczne i czerniaki. Pomimo tego odkrycia nie wiadomo obecnie, czy tworzenie synaps immunologicznych różni się w limfocytach T osób zdrowych i pacjentów cierpiących na defekty immunologiczne lub choroby autoimmunologiczne.
Mikroskopia fluorescencyjna, w tym mikroskopia konfokalna, TIRF i mikroskopia superrozdzielcza, została wykorzystana do odkrycia architektury synapsy immunologicznej11,12,13,14. Wysoka rozdzielczość tych układów oraz możliwość wykonywania obrazowania żywych komórek umożliwia zbieranie dokładnych, czasoprzestrzennych informacji o cytoszkielecie aktynowym oraz białkach powierzchniowych lub wewnątrzkomórkowych w synapsie immunologicznej. Wiele wyników opiera się jednak na analizie zaledwie kilkudziesięciu limfocytów T. Ponadto limfocyty T muszą zostać oczyszczone do tego typu mikroskopii fluorescencyjnej. Jednak w przypadku wielu pytań badawczych ogromne znaczenie ma użycie nieoczyszczonych komórek, a nie jak najwyższa rozdzielczość. Jest to istotne, jeśli analizowane są limfocyty T od pacjentów, ponieważ ilość oddawanej krwi jest ograniczona i może zaistnieć potrzeba równoległego przetwarzania wielu próbek.
Stworzyliśmy mikroskopijne metody, które pozwalają na analizę cytoszkieletu aktynowego w synapsie immunologicznej w ludzkim systemie15,16,17. Metody te opierają się na obrazowej cytometrii przepływowej, zwanej również mikroskopią przepływową18. Jako hybryda wielospektralnej cytometrii przepływowej i mikroskopii fluorescencyjnej, obrazowa cytometria przepływowa ma swoje mocne strony w analizie parametrów morfologicznych i lokalizacji białek w heterogenicznych populacjach komórek, takich jak panleukocyty z krwi obwodowej. Wprowadziliśmy metodologię, która umożliwia nam ilościowe oznaczanie F-aktyny w koniugatach limfocytów T/APC ludzkich limfocytów T z próbek krwi pełnej, bez konieczności czasochłonnych i kosztownych etapów oczyszczania17. Przedstawiona tutaj technika obejmuje cały przebieg pracy, od pobrania próbki krwi do ilościowego określenia F-aktyny w synapsie immunologicznej.