Makrofagi są pierwszą linią obrony immunologicznej i odgrywają rolę w organizowaniu odpowiedzi immunologicznych przeciwko patogenom i obcym materiałom, w tym komórkom rakowym. Są wyspecjalizowanymi fagocytami, które niszczą i pozbywają się niechcianych cząstek z organizmu. Makrofagi pełnią funkcje obronne, takie jak usuwanie komórek apoptotycznych i mikroorganizmów oraz rekrutacja innych komórek odpornościowych1. Makrofagi mogą różnicować się na dwa różne typy, makrofagi M1 i M2, w odpowiedzi na sygnały środowiskowe2. Makrofagi spolaryzowane M1 (tj. klasycznie aktywowane makrofagi) są aktywowane przez cytokiny interferon-γ (IFN-γ) i lipopolisacharydy (LPS) i biorą udział w odpowiedzi zapalnej, usuwaniu patogenów, skutecznej fagocytozie i odporności nowotworobójczej3,4. Makrofagi M2 są ściśle spokrewnione z makrofagami związanymi z nowotworem (TAM) i mają właściwości przeciwzapalne i promujące nowotwór4.
Fagocytoza, wywodząca się ze starożytnej greki (phagein), oznaczająca "pożerać", (kytos), oznaczająca "komórkę" i -osis, oznaczająca "proces"5. Fagocytoza to proces, w którym fagocyty (w tym makrofagi, monocyty i neutrofile) zabijają i pochłaniają atakujące patogeny, usuwają obce cząstki i usuwają apoptotyczne resztki komórek. Makrofagi związane z nowotworem (TAM) znajdują się w zrębie w różnych nowotworach, w tym w raku piersi, i pełnią funkcje pronowotworowe6,7, co skutkuje opornością na fagocytozę. Szczegółowy mechanizm fagocytozy komórek nowotworowych przez makrofagi nie jest jeszcze poznany.
To badanie przedstawia dwuetapową metodę: 1) komórki raka sutka myszy 4T1 i makrofagi spolaryzowane M1 są hodowane, oraz 2) aktywność fagocytarna makrofagów jest oceniana za pomocą mikroskopii wideo z żywymi komórkami. Barwnik fluorescencyjny CFSE użyto do barwienia komórek raka sutka myszy 4T1. Barwienie oznacza komórki 4T1 w celu odróżnienia ich od współhodowanych makrofagów M1 w jednym naczyniu do obrazowania. Makrofagi RAW 264.7 są spolaryzowane za pomocą LPS i IFN-γ do fenotypu M1. Aby zapewnić pełną polaryzację, przeprowadzono barwienie immunologiczne przeciwciałem anty-iNOS sprzężonym z FITC. Następnie uzyskano wielopunktową serię zdjęć poklatkowych w celu obserwacji wielu zdarzeń, w tym fagocytozy, w kokulturze.
Lepsze zrozumienie interakcji między komórkami nowotworowymi a makrofagami może prowadzić do potencjalnej immunoterapii raka. Obrazowanie żywych komórek oferuje szczegółowy wgląd w dynamikę komórkową w czasie rzeczywistym i zostało wykorzystane do badania migracji komórek, fenotypowych badań przesiewowych, apoptozy i cytotoksyczności8,9 w neurobiologii, biologii rozwojowej i odkrywaniu leków. Chociaż proponowanym nowotworem w tym badaniu jest rak piersi, metoda może być również stosowana do wielu komórek docelowych i odrębnych komórek efektorowych.