T-pęcherzykowe komórki pomocnicze (Tfh) to podzbiór limfocytów T CD4+, który początkowo został scharakteryzowany w tkankach limfatycznych1. Komórki te wyrażają receptory powierzchniowe PD-1 i CXCR5, wydzielają IL-21 i IL-4 oraz wykazują ekspresję jądrową czynnika transkrypcyjnego, BCL-62,3. Jak sama nazwa wskazuje, znajdują się one w centrach rozrodczych i są niezbędne do produkcji przeciwciał o wysokim powinowactwie1.
Dysregulowane odpowiedzi Tfh są związane z patogenezą chorób, zwłaszcza z chorobami autoimmunologicznymi, gdzie sprzyjają ekspansji autoreaktywnych komórek B4. Odgrywają również rolę w mikrośrodowisku guza zarówno solid5,6, jak i nowotworów limfoidalnych7. I odwrotnie, defekty genetyczne białek powierzchniowych niezbędnych do funkcjonowania Tfh, takich jak indukowalny kostymulator limfocytów T (ICOS), powodują ludzkie zespoły niedoboru odporności8. Komórki CD4 + CXCR5 + w ludzkiej krwi obwodowej są określane jako krążące komórki pomocnicze T-pęcherzyków (cTfh) i uważa się, że są przedziałem pamięci komórek Tfh w tkankach9. Celem opisanej tutaj metody jest analiza podzbiorów cTfh po izolacji komórek CD4 + z próbek krwi obwodowej.
Zdefiniowano kilka podzbiorów cTfh, a efektywność, z jaką zapewniają one pomoc komórkom B, różni się w zależności od podzbioru9,10,11,12. Względne proporcje tych podzbiorów są zmienione w wielu chorobach, z których najbardziej widoczna jest choroba autoimmunologiczna, w której prawie zawsze występuje względny wzrost bardziej funkcjonalnych podzbiorów PD-1+/hi i/lub cTfh2 lub cTfh17 w porównaniu z mniej funkcjonalnymi podzbiorami PD-1 i/lub cTfh112. Zakres tych zmian często wiąże się z parametrami klinicznymi, w tym aktywnością choroby i mianami autoprzeciwciał, co wskazuje na potencjalną rolę dystrybucji podzbioru cTfh jako biomarkera prognostycznego w chorobie, który może odzwierciedlać aktywność Tfh w tkankach limfatycznych9,12,13,14. Ponadto pobieranie próbek krwi od uczestników jest szybkie, bezpieczne i akceptowalne, a więc umożliwia seryjne monitorowanie w celu analizy postępu choroby lub odpowiedzi na terapię.
Użycie izolowanych limfocytów T CD4+ zamiast tradycyjnych zawiesin komórek jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMNC) umożliwia eksperymenty z cytometrią przepływową o wyższej przepustowości, skracając czas potrzebny do pozyskania znacznej liczby komórek cTfh do analizy. Jest to szczególnie przydatne podczas sortowania komórek z rzadkich podzbiorów cTfh przy użyciu sortowania komórek aktywowanych przepływem (FACS). Aby zwiększyć wydajność, zawiesiny te mogą być kriokonserwowane, aby umożliwić "grupowanie" próbek do wykorzystania w eksperymencie cytometrii przepływowej. Podczas testów czystość CD4+ nie została zmniejszona przez krioprezerwację.
Podczas gdy różne laboratoria używały różnych markerów do kategoryzacji komórek cTfh we wczesnych stadiach ich odkrycia, metoda przedstawiona tutaj wykorzystuje ujednolicony schemat dwóch grup markerów powierzchni komórek, jak zaproponowali Schmidt et al.12,15, aby umożliwić jednoczesną identyfikację cTfh i ich dziewięciu rozpoznanych podzbiorów w jednym eksperymencie cytometrii przepływowej.
Ponieważ używane są tylko markery powierzchni komórek, komórki nie wymagają utrwalenia ani przepuszczalności, a zatem mogą pozostać żywe do dalszych badań funkcjonalnych. Można to ułatwić poprzez sortowanie komórek za pomocą FACS z tym samym panelem przeciwciał. Panel ten można rozszerzyć o inne markery, co pozwala na ograniczenie stosowania cytometru przepływowego.
Analiza eksperymentów z wielokolorową cytometrią przepływową może być trudna ze względu na z natury subiektywną naturę bramkowania na dwuwymiarowych wykresach punktowych, zwłaszcza gdy populacje komórek nie mają wyraźnego rozkładu dwumodalnego we fluorescencji markerów, jak to ma miejsce w przypadku komórek cTfh i ich podzbiorów. Z tego powodu konieczne jest ustanowienie skutecznych kontroli w celu zmniejszenia liczby artefaktów, aby umożliwić lepszą rozdzielczość populacji i pewne ustalanie strategii bramkowania. W związku z tym projekt panelu przeciwciał i konfiguracja podstawowych kontroli dla eksperymentu cytometrii przepływowej, tj. przy użyciu kompensacji i kontroli FMO, są przedstawione odpowiednio w kroku 3.4.2 i 3.4.3.
Wszystkie komórki cTfh są zdefiniowane jako CD4+ CXCR5+ CD45RA-. Następnie można określić poziom ekspresji charakterystycznego markera aktywacji Tfh PD-1 w celu identyfikacji podzbiorów komórek PD-1-, PD-1+ lub PD-1hi cTfh. Następnie, wykorzystując kombinację receptorów chemokiny CXCR3 i CCR6, które są różnie wyrażane przez tradycyjne komórki Th1,2 lub 17, cTfh można scharakteryzować jako cTfh1,2 lub 17-podobne przez profil CXCR3 + CCR6-, CXCR3- CCR6- i CXCR3- CCR6+, odpowiednio.
Panel przeciwciał używany przez nasze laboratorium jest wyświetlany w Tabeli 1. Użytkownik może być zmuszony do dostosowania wyboru fluoroforu, aby uwzględnić konfigurację lasera i filtra światła dostępną w lokalnym cytometrze przepływowym.
Następujące względy wpływają na wybór fluoroforów. Tam, gdzie to możliwe, używaj jasnych fluoroforów. W szczególności używaj najjaśniejszych dostępnych fluoroforów na najciemniejszych (mniej wyrazistych) markerach. Markery ściemniacza obejmują PD-1, CXCR3 i CCR6 oraz, w mniejszym stopniu, CXCR5. W szczególności wykorzystaliśmy nowsze fluorofory BB, BV i BUV, które zapewniają doskonałą jasność, a tym samym umożliwiają łatwiejszą rozdzielczość różnych populacji komórek.
Rozłóż wybór fluoroforów na widmach emisyjnych tak bardzo, jak to możliwe, aby zminimalizować nakładanie się widm, a tym samym wymagany poziom kompensacji. Bezpłatne narzędzie online, które można wykorzystać do pomocy w projektowaniu panelu cytometrii przepływowej, można znaleźć tutaj: http://www.bdbioscienes.com/us/s/spectrumviewer. Aby zaoszczędzić miejsce w widmie emisyjnym, zastosowaliśmy "kanał zrzutu" poprzez użycie barwnika żywotności o długości fali emisyjnej, która pokrywa się z długością fali APC-H7 (sprzężonej z CD45RA), aby umożliwić wykrycie (i wykluczenie) zarówno martwego, jak i / lub CD45RA+ za pomocą jednego detektora.
Tutaj przedstawiono protokół izolacji limfocytów T CD4+ krwi obwodowej i ich późniejszej analizy za pomocą cytometrii przepływowej w celu określenia proporcji różnych i ostatnio opisanych krążących podzbiorów.