Istotą adaptacyjnego układu odpornościowego jest zdolność limfocytu T do rozpoznawania specyficznego antygenu i reagowania na niego. To, kiedy i gdzie limfocyt T reaguje na swój cognatywny antygen, determinuje równowagę między infekcją a autoimmunizacją, homeostazą a nowotworem, zdrowiem a chorobą1. Z tego wynika, że badanie limfocytów T w konkretnym kontekście odporności powinno koncentrować się na komórkach wykazujących specyficzność względem istotnego, badanego antygenu. Do postępów technologicznych, które znacząco zwiększyły możliwość charakteryzacji populacji limfocytów T specyficznych dla antygenu, należą fluorescencyjnie znakowane rozpuszczalne multimery (zazwyczaj tetramery) cząsteczek głównego układu zgodności tkankowej (MHC) klasy I lub klasy II w kompleksie z epitopami peptydów antygenowych, znane jako „tetramery peptyd:MHC”2,3,4,5. Stanowiąc reprezentację naturalnych ligandów receptorów antygenowych limfocytów T (TCR), tetramery peptyd:MHC klasy I i klasy II umożliwiają bezpośrednią identyfikację odpowiednio limfocytów T CD8+ i CD4+ specyficznych dla antygenu w obrębie endogennego repertuaru limfocytów T w układzie odpornościowym, bez konieczności wywoływania odpowiedzi na stymulację antygenową w teście. Tetramery stanowią bardziej eleganckie podejście do badania limfocytów T specyficznych dla antygenu niż modele adoptywnego transferu transgenicznych limfocytów T TCR6 i są coraz częściej wykorzystywane do identyfikacji populacji limfocytów T specyficznych dla antygenów obcych i własnych zarówno w eksperymentalnych modelach mysich, jak i w chorobach ludzi4,5.
Podczas gdy tetramery pozwalają na łatwą identyfikację licznych populacji limfocytów T, które namnożyły się w odpowiedzi na stymulację antygenową, ich zastosowanie w przypadku naiwnych, specyficznych dla autoantygenów lub pamięciowych limfocytów T jest ograniczone ze względu na bardzo niską częstotliwość występowania tych populacji7. Nasza grupa oraz inne zespoły opracowały i spopularyzowały strategie magnetycznego wzbogacania oparte na tetramerach, które zwiększają czułość detekcji, umożliwiając badania tych populacji komórek w tkankach limfatycznych myszy8,9,10,11.
Odkrycie limfocytów T rezydujących w tkankach położyło większy nacisk na opracowanie nowych metod badania limfocytów T w przestrzeniach nielimfatycznych. Podobnie jak w przypadku wielu innych powierzchni błon śluzowych, limfocyty T w płucach stykają się z szeregiem antygenów własnych i obcych pochodzących z nabłonka gospodarza, drobnoustrojów komensalnych i zakaźnych oraz czynników środowiskowych, w tym alergenów. Analiza transkrypcyjna limfocytów T pobranych z tkanek nielimfatycznych (NLT) wykazuje fenotyp przypominający komórki pamięci, który cechuje się unikalnym, tkankowo specyficznym losem i funkcją, często ukierunkowanymi na migrację i homeostazę tkankową12. Co więcej, limfocyty T pamięci rezydujące w tkankach (Trms) wykazują tendencję do większej restrykcji klonalnej niż komórki krążące w obrazie krwi13. Określenie, w jaki sposób i dlaczego antygeny napędzają rezydencję limfocytów T w NLT, jest kluczowe dla zrozumienia, jak układ odpornościowy chroni przed infekcjami, utrzymuje homeostazę tkankową, a niekiedy przekształca się w autoimmunizację. Wydaje się jednak, że w przypadku limfocytów T rezydujących w płucach występuje większa atrycja w porównaniu z innymi NLT14. W związku z tym możliwość identyfikacji i charakterystyki endogennych limfocytów T płuc o danej swoistości antygenowej jest ograniczona przez ich naturalną rzadkość.
Dzięki połączeniu technik wzbogacania komórek z użyciem kulek magnetycznych oraz barwienia tetramerami peptyd:MHC, udało nam się wykryć ekspandowane, lecz rzadkie limfocyty T specyficzne dla autoantygenów w płucach myszy.15,16W niniejszym opracowaniu przedstawiamy szczegółowy opis protokołu, który zoptymalizowaliśmy w celu niezawodnej izolacji i charakterystyki każdej rzadkiej populacji limfocytów T specyficznych dla antygenu obecnych w płucach myszy (Rycina 1). Niniejszy protokół obejmuje in vivo etap barwienia przeciwciałami w celu odróżnienia limfocytów T rezydentnych w tkankach od limfocytów T naczyniowych17 następnie przedstawiono dwie różne metody przetwarzania tkanki płucnej, dostosowane do dostępności zasobów. Kolejne etapy obejmują ogólną magnetyczną wzbogacenie populacji limfocytów T, barwienie tetramerami oraz analizę metodą cytometrii przepływowej. Żywotność komórek oraz efektywność barwienia tetramerami zostały w niniejszym protokole dodatkowo zwiększone poprzez dodatek aminoguanidyny, która blokuje indukowaną przez syntazę tlenku azotu (iNOS) apoptozę wywołaną aktywacją limfocytów T.18 oraz dasatynib, który ogranicza zmniejszenie ekspresji TCR19Kroki opisane w niniejszym protokole wykorzystują powszechne techniki i łatwo dostępne odczynniki, co czyni go dostępnym dla niemal każdego badacza zajmującego się immunologią limfocytów T myszy oraz sprawia, że jest on wysoce adaptowalny do różnych analiz następczych. Chociaż jest mało prawdopodobne, aby w płucach znajdowały się naiwne limfocyty T, uważamy, że niniejszy protokół będzie szczególnie pomocny w badaniu limfocytów T specyficznych dla autoantygenów oraz limfocytów Trm w płucach.

Rycina 1: Przegląd przebiegu protokołu. Płuca są pobierane od myszy i dysocjowane do postaci pojedynczych komórek. Następnie próbki są wzbogacane w limfocyty T przed barwieniem tetramerami peptyd:MHC oraz przeciwciałami znakowanymi fluorescencyjnie do analizy cytometrycznej. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.