Komórki tuczne odgrywają kluczową rolę w alergii1,2. Kiedy IgE zlokalizowane na powierzchni komórek tucznych poprzez interakcję z receptorem o wysokim powinowactwie do IgE (FcεRI) napotyka pokrewny alergen, wywoływana jest kaskada sygnalizacyjna, która przyspiesza uwalnianie granulek. W rezultacie uwalniane są różne cząsteczki efektorowe alergii, w tym monoaminy (np. histamina, serotonina), cytokiny (np. TNF-α) i enzymy proteolityczne (np. tryptaza, chymaza), które wywołują szereg reakcji immunologicznych, neurologicznych i naczyniomięśniowych3,4.
Klasa farmaceutyków nazywana jest stabilizatorem komórek tucznych, który łagodzi objawy alergii poprzez osłabienie funkcji komórek tucznych5. Pasywna anafilaksja układowa (PSA) to model zwierzęcy często używany do badania stabilizującej aktywność komórek tucznych środków farmakologicznych. Ponieważ objawy anafilaktyczne wynikają przede wszystkim z aktywacji komórek tucznych po interakcji biernie przenoszonej IgE specyficznej dla haptenu z haptenem z haptenem na białku nośnikowym wstrzykniętym później zwierzęciu, dobrze przyjmuje się, że środek farmakologiczny będący przedmiotem zainteresowania wykazuje działanie stabilizujące komórki tuczne, gdy jego leczenie powoduje złagodzenie objawów6. Mimo to często konieczne jest bezpośrednie wykazanie upośledzenia funkcji komórek tucznych przez czynnik w oddzielnym eksperymencie, aby wykluczyć możliwość, że poprawa objawów wynika z mechanizmu innego niż supresja funkcji komórek tucznych.
Test degranulacji komórek tucznych, który jest przeprowadzany przez stymulację komórek tucznych za pomocą odczynnika chemicznego lub specyficznego antygenu IgE tworzącego kompleks z FcεRI na powierzchni komórek tucznych w celu wywołania egzocytozy granulek wydzielniczych (tj. degranulacji), jest zwykle używany do określania aktywności stabilizującej komórki tuczne odczynnika farmakologicznego in vitro7. W tym teście stosuje się kilka typów komórek, w tym linię komórek szczurzej białaczki zasadochłonnej (RBL)8, komórki tuczne pochodzące ze szpiku kostnego (BMMC)9 oraz komórki tuczne pochodzące z komórek otrzewnej (PCMC)10. Chociaż jest to przydatne, ponieważ można łatwo uzyskać dużą liczbę komórek, RBL jest nieśmiertelną linią komórek rakowych, której właściwości komórkowe nie są już podobne do właściwości komórek tucznych w organizmie. Uzyskanie wystarczającej liczby BMMC lub PCMC, mimo że ich właściwości komórkowe mogą bardziej przypominać właściwości komórek tucznych w organizmie, jest często kosztowne i czasochłonne.
Test degranulacji z użyciem oczyszczonych pierwotnych komórek tucznych jest pożądaną alternatywą11. Niemniej jednak zastosowanie takiego testu nie jest rozpowszechnione jako łatwa metoda oczyszczania komórek tucznych z tkanki zwierzęcej, w szczególności z tkanki myszy, z wysoką wydajnością, a czystość nie jest jeszcze dostępna. Ponadto, ponieważ stężenie i czas trwania leczenia środkiem farmakologicznym hamującym funkcję komórek tucznych in vitro mogą nie zawsze pokrywać się z tymi in vivo, wyniki uzyskane za pomocą testu degranulacji in vitro mogą fałszywie przedstawiać wyniki testu in vivo, takiego jak PSA, i odwrotnie. W związku z tym istnieje duże zapotrzebowanie na nowatorski test degranulacji, nie tylko ściśle naśladujący sposób aktywacji komórek tucznych zachodzący in vivo, ale także dokładnie odzwierciedlający działanie odczynnika farmakologicznego wywieranego na komórki tuczne in vivo. Aby sprostać tym potrzebom, opracowaliśmy test degranulacji komórek tucznych ex vivo, w którym komórki tuczne w komórkach wysięku otrzewnowego (PEC) wyizolowane od myszy, leczone interesującym czynnikiem farmakologicznym i wcześniej podawane IgE specyficzne dla dinitrofenolu (DNP), są stymulowane albuminą surowicy bydlęcej (BSA) sprzężoną z DNP.