Prezentujemy zautomatyzowaną, wysokoprzepustową metodę ilościowego oznaczania pułapek zewnątrzkomórkowych neutrofili (NET) przy użyciu systemu analizy żywych komórek, w połączeniu z zależnym od przepuszczalności błony metodą podwójnego barwnika.
Artykuł metodologiczny
Prezentujemy zautomatyzowaną, wysokoprzepustową metodę ilościowego oznaczania pułapek zewnątrzkomórkowych neutrofili (NET) przy użyciu systemu analizy żywych komórek, w połączeniu z zależnym od przepuszczalności błony metodą podwójnego barwnika.
Neutrofile to komórki z linii mieloidalnej, które stanowią kluczową część wrodzonego układu odpornościowego. Ostatnia dekada ujawniła dodatkowe kluczowe role, jakie neutrofile odgrywają w patogenezie raka, chorób autoimmunologicznych oraz różnych ostrych i przewlekłych stanów zapalnych, przyczyniając się do inicjacji i utrwalenia dysregulacji immunologicznej poprzez wiele mechanizmów, w tym tworzenie zewnątrzkomórkowych pułapek neutrofili (NET), które są strukturami kluczowymi w obronie przeciwdrobnoustrojowej. Ograniczenia w technikach ilościowego określania powstawania NET w bezstronny, powtarzalny i skuteczny sposób ograniczyły naszą zdolność do dalszego zrozumienia roli neutrofili w zdrowiu i chorobach. Opisujemy zautomatyzowaną, wysokoprzepustową metodę pomiaru neutrofili ulegających powstawaniu NET w czasie rzeczywistym przy użyciu platformy obrazowania żywych komórek w połączeniu z podejściem podwójnego barwnika zależnym od przepuszczalności błony przy użyciu dwóch różnych barwników DNA do obrazowania wewnątrzkomórkowego i zewnątrzkomórkowego DNA. Metodologia ta jest w stanie pomóc w ocenie fizjologii neutrofili i testowaniu cząsteczek, które mogą być ukierunkowane na tworzenie NET.
Pułapki zewnątrzkomórkowe neutrofili (NET) to przypominające sieć struktury chromatyny wydzielane z neutrofili w odpowiedzi na różne bodźce zapalne. NET składają się z DNA, histonów i różnych białek/peptydów przeciwdrobnoustrojowych, które zatrzymują i zabijają zakaźne patogeny oraz wywołują reakcje zapalne1.
Chociaż NET są korzystne dla obrony gospodarza przed patogenami, zwróciły uwagę jako potencjalny czynnik różnych chorób autoimmunologicznych2, thrombosis3, metabolic diseases4, oraz przerzutowego wzrostu nowotworów5. W związku z tym hamowanie tworzenia NET jest potencjalną opcją terapeutyczną dla tych chorób. Jednak pomimo kilku obiecujących cząsteczek ukierunkowanych na NETs, które są w fazie rozwoju6, nadal nie ma zatwierdzonej terapii, która konkretnie wpływa na ten mechanizm. Jest to, przynajmniej częściowo, spowodowane brakiem obiektywnych, bezstronnych, odtwarzalnych i wysokoprzepustowych metod kwantyfikacji tworzenia NET.
Ustaliliśmy i opisaliśmy nową metodę wykorzystującą dwukolorową platformę obrazowania żywych komórek7,8. Obrazy poklatkowe neutrofili barwionych barwnikiem jądrowym przepuszczalnym dla błony i barwnikiem DNA nieprzepuszczalnym dla błony są analizowane przez oprogramowanie, a liczba neutrofili przed i po utworzeniu NET jest liczona w wielu punktach czasowych. Ponieważ integralność błony plazmatycznej jest tracona podczas tworzenia NET przez regulację demontażu Laminy B za pośrednictwem PKCα i CDK4/6 Lamin A/C za pośrednictwem PKCα 9, neutrofile tworzące NET są barwione przez nieprzepuszczalny dla błony barwnik DNA, podczas gdy zdrowe neutrofile nie są. Metoda ta przezwycięża problemy związane z wcześniej opisanymi technikami ilościowego określania powstawania NET i zapewnia bezstronną, wysokowydajną, powtarzalną i dokładną kwantyfikację NET w sposób zautomatyzowany.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Neutrofile od zdrowych ludzi uzyskano po dostarczeniu świadomej zgody zgodnie z protokołem zatwierdzonym przez National Institutes of Health (NIH) Institutional Review Board (IRB). Protokół jest zgodny z wytycznymi komitetu etycznego NIH ds. badań na ludziach.
1. Barwienie neutrofili i przygotowanie płytki testowej
2. Płytka skanująca do wizualizacji neutrofili tworzących NET
3. Ustawianie definicji analizy w celu ilościowego określenia NET

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ta metoda dostarcza kontrastu fazowego, obrazy czerwonej fluorescencji (barwnik przepuszczalny dla membrany) i zielonej fluorescencji (barwnik nieprzepuszczalny dla membrany) wykonane w każdym punkcie czasowym. Wraz z procesem tworzenia NET obserwuje się zmiany morfologiczne w kontrastach fazowych i czerwonych obrazach fluorescencyjnych, a po przerwaniu błony można zaobserwować zieloną fluorescencję (Rysunek 1). W tym teście neutrofile tworzące NET są na ogół okrągłe, zamiast tworzyć strukturę przypom...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Obecne metody ilościowego oznaczania NET ex vivo mają kilka wad, które ograniczają naszą zdolność do badania neutrofili, NET i potencjalnych celów terapeutycznych w sposób bezstronny i wysokoprzepustowy10,14. Na przykład bezpośrednie liczenie komórek tworzących NET po barwieniu immunofluorescencyjnym, uważane za złoty standard w oznaczaniu ilościowym NET, jest niskoprzepustowe i zależy od subiektywnego poglądu operatora. Test płytkowy wykrywający fluores...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Dziękujemy Sekcji Obrazowania Światłem w Biurze Nauki i Technologii w Narodowym Instytucie Zapalenia Stawów oraz Chorób Układu Mięśniowo-Szkieletowego i Skóry Narodowych Instytutów Zdrowia. Badania te były wspierane przez Intramural Research Program Narodowego Instytutu Zapalenia Stawów oraz Chorób Układu Mięśniowo-Szkieletowego i Skóry Narodowych Instytutów Zdrowia (ZIA AR041199).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Inhibitor AKT | Calbiochem | 124028 | |
| przezroczysta 96-dołkowa płytka | Corning | 3596 | |
| System analizy żywych komórek | Sartorius | N/A | Incucyte Software (v2019B) |
| Nieprzepuszczalny dla błony zielony barwnik DNA | Thermo Fisher Scientific | S7020 | |
| Nuclear red dye | Enzo | ENZ-52406 | Granulki neutrofili po zabarwieniu stają się niebieskawe. |
| Można stosować RPMI | Thermo Fisher Scientific | 11835030 | Phenol red containig RPMI. |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie