$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Barwienie tetramerów jest dość prostym i nieskomplikowanym protokołem analizy fenotypu i swoistości peptydowej limfocytów T. Wykorzystanie krwi do analizy, jak opisano tutaj, jest minimalnie inwazyjne i pozwala na ciągłe monitorowanie, na przykład w badaniach nad szczepieniami. W dziedzinie szczepień interesujące jest ilościowe określenie odpowiedzi specyficznych dla wektorów i antygenów, ponieważ odpowiedzi specyficzne dla wektora mogą utrudniać skuteczną odpowiedź immunologiczną przeciwko antygenowi szczepionkowemu28. Warto zauważyć, że dzięki opisanemu tutaj protokołowi obie populacje mogą być oznaczane ilościowo jednocześnie w jednym barwieniu tetramerowym, zmniejszając w ten sposób zmienność barwienia i ilość próbek. Należy jednak wykonać kilka kroków ostrożnie, aby zapewnić prawidłowy pomiar i wiarygodne dane. Jeśli do analizy używa się krwi z żyły ogonowej, należy upewnić się, że zwierzęta zostały wstępnie ogrzane, aby wywołać rozszerzenie naczyń krwionośnych24. W ten sposób można w krótkim czasie zebrać wystarczającą ilość krwi, zmniejsza się stres u zwierząt, a analiza jest znacznie lepsza w porównaniu z powolnym pobieraniem krwi. Ponadto po pobraniu próbki (krwi lub narządów) zaleca się bezpośrednie barwienie, aby uniknąć fałszywie ujemnych wyników z powodu regulacji w dół TCR. To samo dotyczy wszystkich kolejnych kroków: procedura nie powinna być przerywana, a wszystkie etapy mycia ograniczone do minimalnej liczby (zgodnie z protokołem). Aby zapewnić prawidłowe barwienie, należy zadbać o wirowanie wszystkich roztworów i próbek przed i po inkubacji. Jest to szczególnie ważne przed utrwaleniem próbek, aby uniknąć zlepiania się komórek.
Jeśli chodzi o modyfikację protokołu, można zastosować inne markery powierzchniowe i tetramery, w zależności od celu analizy. Jednak wszystkie odczynniki muszą być wtedy miareczkowane, optymalnie w połączeniu z całym panelem barwiącym. Dla niektórych z wymienionych tutaj tetramerów optymalizacja wykazała, że możemy zwiększyć rozcieńczenie zalecane przez producenta (zalecane 1:10, zoptymalizowane 1:25) (Tabela 1). Aby skompensować nakładanie się widma, zamiast barwionych komórek można użyć koralików kompensacyjnych. Jeśli chodzi o wybór fluorochromu sprzężonego z tetramerami, należy rozważyć użycie jasnych fluorochromów, ponieważ ułatwia to wykrywanie - zwłaszcza gdy sygnał jest słaby. Jako Dolton i współpracownicy29 wolimy używać tetramerów sprzężonych z PE lub APC, które można doskonale połączyć w pojedynczym barwieniu, a limfocyty T CD8 + o pojedynczej specyficzności antygenowej mogą być ładnie wykryte (Figura 2). Jeśli chodzi o temperaturę i czas inkubacji, istnieją różne warunki barwienia tetramerów. W naszym procesie optymalizacji zajęliśmy się tym problemem i przeprowadziliśmy barwienie tetramerem w różnych warunkach (np. 4 °C, temperatura pokojowa lub 37 °C). Na podstawie uzyskanych wyników zalecamy barwienie przez 20 minut w temperaturze 37 °C, co jest zgodne z literaturą30,31. Należy unikać długotrwałej inkubacji, ponieważ może to prowadzić do internalizacji tetrameru30 i wyników fałszywie ujemnych.
Wybór odpowiedniego przeciwciała do wykrywania komórek CD8+ to kolejna ważna kwestia, która musi być dokładnie przemyślana (i potencjalnie dostosowana). Wynika to z faktu, że niektóre klony przeciwciał anty-CD8 blokują wiązanie tetramerów z TCR, zarówno w próbkach ludzkich32 , jak imysich 33 . Do naszego protokołu barwienia tetramerów wybraliśmy klon 53-6,7 do barwienia mysich komórek CD8 + - klon, który nie blokuje, ale raczej wzmacnia barwienie tetramerów.
Barwienie tetramerów jest raczej nieskomplikowane, gdy analizujemy na przykład wyraźne odpowiedzi immunologiczne w szczycie odpowiedzi limfocytów T. Mogą jednak istnieć populacje, które są nieco bardziej "problematyczne". Takimi przykładami są komórki specyficzne dla antygenów o niskim powinowactwie (nowotwór, jaźń), niedawno aktywowane komórki, które następnie obniżyły swoje receptory lub rzadkie podzbiory komórek (np. naiwne populacje komórek prekursorowych lub pamięciowych). W takich przypadkach klasyczny protokół barwienia tetramerów może wymagać ulepszenia lub połączenia z innymi metodami. Na przykład inhibitor kinazy białkowej (PKI) dazatynib hamuje internalizację TCR i może być włączony przed barwieniem tetramerów. Tetramery można również ustabilizować poprzez włączenie antyfluorochromowego niesprzężonego pierwotnego Abs po barwieniu tetramerem. Dodatkowo intensywność fluorescencji można zwiększyć przez dodanie drugiego Ab sprzężonego z fluorochromem anty-AbAb 29,34,35,36. Zoptymalizowaliśmy warunki selektywnie dla tetramerów określonych w tym protokole i nie uwzględniliśmy PKI ani dodatkowych Abs. Jednak w przypadku każdego innego tetrameru optymalne warunki muszą być dostosowane indywidualnie. W odniesieniu do rzadkich populacji, barwienie tetramerami może wymagać połączenia ze wzbogacaniem magnetycznym11.
Aby ułatwić i zwalidować analizę FACS barwienia tetramerów, należy uwzględnić kontrole ujemne i pozytywne. W ramach kontroli negatywnej zawsze barwimy komórki naiwnej myszy tego samego szczepu naszym interesującym nas tetramerem. Alternatywnie, próbki można barwić tetramerami z nieistotnymi peptydami, ale tym samym fluorochromem, co tetramer będący przedmiotem zainteresowania. Takie kontrole są niezbędne, aby wykluczyć sygnały fałszywie dodatnie, np. pochodzące z umierających komórek. Oprócz tego zaleca się dołączenie żywej/martwej plamy, takiej jak jodek propidyny (PI). Ma to szczególne znaczenie, jeśli komórki nie są barwione bezpośrednio po izolacji. Inną strategią usuwania tła autofluorescencji może być włączenie kilku markerów innych niż limfocyty T w jednym kanale. Wykluczając komórki dodatnie w tym kanale, można wykluczyć populacje komórek innych niż T. Jako kontrolę pozytywną próbkę od myszy OT-1 można wykorzystać na przykład do tetrameru OVA. W przypadku innych tetramerów należy to dobrać indywidualnie (np. próbka od myszy, która była kilkakrotnie uodparniana). Podobnie jak inne37, obserwujemy również regulację w dół receptora CD8 podczas aktywacji CTL w 7 dniu odpowiedzi efektorowych limfocytów T. Dlatego, aby uniknąć utraty aktywowanych efektorowych limfocytów T tetrameru + , zalecamy uwzględnienie w analizieniskich komórek CD8 (przynajmniej w przypadku pomiaru w fazie efektorowej).
Jakość i ilość informacji, które można uzyskać z tego protokołu, zależy od wiedzy na temat badanego antygenu, dostępności i swoistości tetrameru oraz jakości maszyny FACS (liczba dostępnych laserów i detektorów). W przypadku pracy z próbkami zwierzęcymi zmienność odpowiedzi immunologicznej jest naturalna i nieunikniona. Dlatego, aby uzyskać znaczące wyniki barwienia tetramerami, należy przeanalizować co najmniej 3-5 zwierząt. Jeśli tak się stanie, opisany tutaj protokół da wiarygodne i powtarzalne wyniki (przykładowy wynik z jednego eksperymentu można znaleźć w tabeli uzupełniającej 1). Jak wspomniano wcześniej, metoda ta doskonale nadaje się do ilościowego określania fenotypu i swoistości antygenowej limfocytów T CD8 + (Figura 3, 4; Rysunek uzupełniający 1), nie tylko u myszy, ale także u ludzi. Jednak, aby przeanalizować funkcje efektorowe limfocytów T CD8 + , takie jak śmierć komórki indukowana granzymem, należy wykonać ICS i / lub ELISpot. Należy jednak pamiętać, że funkcje limfocytów T, mierzone za pomocą stymulacji in vitro, mogą nie odzwierciedlać rzeczywistej sytuacji in vivo. In vivo środowisko supresyjne może zapobiegać funkcjom komórek T, które są mierzone in vitro.
Barwienie tetramerów samo w sobie nie dostarcza wszystkich informacji, ale ewoluowało, aby stać się niezbędną metodą charakteryzowania odpowiedzi limfocytów T i ilościowego określania podzbiorów limfocytów T in vitro w bardzo czuły sposób38. Tetramery nie mogą być używane tylko do ilościowego oznaczania pewnych podzbiorów, ale także do izolowania tych39, lokalizowania ich przez hybrydyzację in situ19,20 i badania antygenów o niskim powinowactwie, takich jak związane z nowotworem40,41. Od czasu odkrycia technologii tetramerów4 barwienie tetramerów stało się podstawowym narzędziem w analizie limfocytów T i zakresie zastosowań.