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Artigo de método

Ensaio de Fluxo Extracelular: Um Método para Medir o Perfil Metabólico das Células

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30 de abril de 2023

Neste artigo

Resumo

Fonte: Hlozkova K. et al. Avaliação do Perfil Metabólico de Células Primárias de Leucemia. J. Vis. Exp. (2018).

Este protocolo fornece uma abordagem bioquímica para medir a taxa de acidificação extracelular (ECAR) e a taxa de consumo de oxigênio (OCR) de células leucêmicas primárias com ensaio de fluxo extracelular. A avaliação do perfil metabólico dessas células ajuda a caracterizar suas demandas, levando a uma terapia personalizada.

Protocolo

1. Preparação de reagentes

  1. Prepare 500 mL de PBS dissolvendo 137 mM de NaCl, 2,7 mM KCl, 4,3 mM Na2HPO4, 1,47 mM KH2PO4, em ddH2O. Ajuste o pH para 7,4 com HCl. Esterilize em autoclavagem.
  2. Preparar 100 ml de meio RPMI: meio RPMI-1640 com L-alanil-glutamina suplementada com 10 % de soro fetal bovino (FBS), penicilina (100 U/ml) e estreptomicina (100 μg/ml).
  3. Prepare 50 mL de NaHCO3 0,1 M em água destilada. Ajustar o pH para 8,1, filtrar a esterilização (0,22 μm) e conservar a 4 °C.
    nota: Para duas placas analisadoras de fluxo extracelular de 8 poços, prepare 250 μL de NaHCO3 0,1 M pH 8,1.
  4. Prepare 1 mL de D-glicose 2 M em água destilada. Esterilize por filtro (0,22 μm) e armazene a -20 °C.
  5. Preparar 100 μL de oligomicina A a 1 mM em etanol. Esterilize por filtro (0,22 μm) e armazene a -20 °C.
  6. Prepare 250 μL de 1 M 2-desoxi-D-glicose (2-DG) em DMEM mínimo (meio de Eagle modificado de Dulbecco). Aquecer a 37 °C e ajustar o pH a 7,4 (efectuar a medição do pH a 37 °C). Esterilize por filtro (0,22 μm) e armazene a -20 °C.
  7. Preparar 100 μL de FCCP 1 mM (cianeto de carbonila-p-trifluorometoxifenilhidrazona) em DMSO. Esterilize por filtro (0,22 μm) e armazene a -20 °C.
  8. Preparar 100 μL de rotenona a 1 mM em etanol. Esterilize por filtro (0,22 μm) e armazene a -20 °C.
  9. Preparar 100 μL de 1 mg/ml de antimicina A em etanol. Esterilize por filtro (0,22 μm) e armazene a -20 °C.
  10. Imediatamente antes do uso, prepare 10 mL de meio de teste de estresse de glicólise. Aqueça o DMEM mínimo a 37 °C em banho-maria e ajuste o pH para 7,4 (faça a medição do pH a 37 °C).
  11. Antes do uso, prepare 10 mL de meio de teste de estresse Cell Mito com BSA. Suplemente o DMEM mínimo com 2 mM de L-glutamina, 10 mM de D-glicose, 1 mM de HEPES (pH 7,4), 1 mM de piruvato e 0,1% de BSA (albumina de soro bovino). Aquecer a 37 °C em banho-maria e ajustar o pH a 7,4 (efectuar a medição do pH a 37 °C).
  12. Antes do uso, prepare 10 mL de meio de teste de estresse Cell Mito sem BSA. Suplemente o DMEM mínimo com 2 mM de L-glutamina, 10 mM de D-glicose, 1 mM de HEPES (pH 7,4) e 1 mM de piruvato. Meio de teste de estresse Warm Cell Mito sem BSA a 37 °C em banho-maria e ajuste o pH para 7,4 (realize a medição do pH a 37 °C).
    NOTA: O BSA é adicionado ao meio de teste de estresse Cell Mito porque as células respondem melhor ao FCCP quando o meio é suplementado com BSA (diferentes condições foram testadas). O meio de teste de estresse Cell Mito sem BSA é usado para carregar as portas, pois o fabricante não recomenda o uso de BSA no meio.

2. Cultivo noturno de células mononucleares

NOTA: Execute todas as subetapas em uma capa de cultura de tecidos estéreis.

  1. Preparar dois balões T75 com 20 ml de RPMI. Adicionar 30 x 106 células mononucleares isoladas a cada balão. Incubar as células com o balão em repouso durante 16–24 h a 5% de CO2 e 37 °C.

3. Preparação de placas revestidas com adesivo celular

  1. Cubra duas placas de analisador de fluxo extracelular de 8 poços.
    nota: Execute o revestimento em uma capa de cultura de tecidos estéril.
  2. Adicione 2,2 μL de adesivo celular (densidade: 2,54 mg / ml) a 250 μL de NaHCO3 0,1 M, pH 8,1, e pipete imediatamente 12,5 μL da solução em cada poço.
    nota: As soluções de estoque de adesivo celular podem diferir em sua densidade, ajuste o volume adicionado ao NaHCO3 de acordo.
  3. Deixe as placas descansarem no exaustor por cerca de 20 min, depois aspire o adesivo celular e lave cada poço duas vezes com 200 μL de água estéril. Deixe descansar no capô com a tampa aberta até que os poços estejam secos.
  4. Use as placas imediatamente ou guarde até 1 semana a 4 °C com a borda envolvida em filme de parafina para evitar condensação. Certifique-se de que as placas estejam aquecidas até a temperatura ambiente (por cerca de 20 min) no exaustor antes de semear as células.

4. Hidratação do cartucho do sensor

NOTA: Hidrate dois cartuchos de analisador de fluxo extracelular de 8 poços.

  1. Separe a placa de utilidade e o cartucho do sensor. Coloque o cartucho do sensor de cabeça para baixo na bancada do laboratório.
  2. Encha cada poço da placa de utilidade com 200 μL de calibrante. Encha cada fosso ao redor da parte externa dos poços com 400 μL de calibrante.
  3. Retorne o cartucho do sensor para a placa de utilidade que agora contém o calibrante.
  4. Coloque o conjunto do cartucho em uma incubadora umidificada, sem CO2, 37 °C durante a noite.
  5. Ligue o analisador de fluxo extracelular e deixe-o aquecer a 37 °C durante a noite.

5. Semeando células em placas revestidas com adesivo celular

NOTA: Para teste de estresse de glicólise, use meio de teste de estresse de glicólise. Para o teste de estresse Cell Mito, use o meio de teste de estresse Cell Mito com BSA.

  1. Células-semente para o teste de estresse de glicólise e o teste de estresse Cell Mito em placas separadas. Para cada teste, use células de um frasco com cultura durante a noite.
  2. Centrifugue as células a 200 x g por 5 min à temperatura ambiente. Ressuspenda as células em 1 mL do meio apropriado e conte-as.
  3. Adicionar 4 x 106 de células vivas ao volume final de 400 μL (utilizar o meio adequado).
  4. Placa de 50 μL da suspensão celular nos poços BG. Certifique-se de que 500.000 células sejam semeadas em um poço.
    nota: É crucial semear exatamente 500.000 células por poço, pois nenhuma outra normalização é realizada. Dessa forma, os resultados de diferentes pacientes podem ser comparados. O número ideal de réplicas é seis, conforme descrito aqui. O uso de menos réplicas não é recomendado, pois as células primárias às vezes podem se comportar de maneira errônea.
  5. Adicione 180 μL do meio apropriado nos poços A e H (esses poços servirão como uma correção de fundo).
  6. Centrifugue a placa a 400 x g durante 5 min à temperatura ambiente com o travão regulado para 1.
  7. Adicione 130 μL de meio apropriado aos poços B-G em duas placas analisadoras de fluxo extracelular de 8 poços lenta e cuidadosamente. Confirme visualmente se as células estão aderidas de forma estável ao fundo dos poços, visualizando ao microscópio.
  8. Coloque a placa em uma incubadora umidificada, sem CO2, 37 °C por 30 min.

6. Carregando o cartucho do sensor

  1. Para o teste de estresse de glicólise, prepare 250 μL de glicose 100 mM, 20 μM de oligomicina A e 1 M 2-DG, todos em meio de teste de estresse de glicólise.
  2. Para o teste de estresse Cell Mito, prepare 250 μL de 20 μM de oligomicina A, 15 μM FCCP, 30 μM FCCP e uma mistura de 10 μM de rotenona e 10 μg/ml de antimicina A, todos em meio de teste de estresse Cell Mito sem BSA.
    nota: Recomenda-se a injeção de duas concentrações de FCCP em um ensaio, pois não há material suficiente para a titulação do FCCP. No entanto, as concentrações devem ser determinadas pelo pesquisador.
  3. Carregue os compostos nas portas injetoras apropriadas do cartucho da seguinte forma (Tabela 1):

7. Configurando o programa

  1. Para o teste de estresse de glicólise, configure o programa conforme descrito na Tabela 2.
  2. Para o teste de estresse Cell Mito, configure o programa conforme descrito na Tabela 3.
  3. Inicie o programa. Substitua a placa calibrante pela placa de ensaio (quando solicitado).
portaTeste de estresse de glicóliseTeste de estresse mito celular
Carregar no portoConcentração final nos poçosCarregar no portoConcentração final nos poços
um20 μL de glicose 100 mM10 mM de glicose20 μL de 20 μM de oligomicina A2 μM de oligomicina A
O22 μL de 20 μM de oligomicina A2 μM de oligomicina A22 μL de FCCP de 15 μMFCCP de 1,5 μM
O25 μL de 1 M 2-DG100 mM 2-DG25 μL de FCCP de 30 μMFCCP de 4,5 μM
DX25 μL de 10 μM de rotenona e 10 μg/ml de antimicina A1 μM de rotenona e 1 μg/ml de antimicina A

Tabela 1: Volumes compostos.

passoConfigurações
calibraçãoAutomático
EquilibrationAutomático
Medição de linha de baseTrês vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min
Injeção da porta Ainjecção
mediçãoTrês vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min
Injeção da porta Binjecção
mediçãoTrês vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min
Injeção da porta Cinjecção
mediçãoQuatro vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min

Tabela 2: Programa para teste de estresse de glicólise.

passoConfigurações
calibraçãoAutomático
EquilibrationAutomático
Medição de linha de baseTrês vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min
Injeção da porta Ainjecção
mediçãoTrês vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min
Injeção da porta Binjecção
mediçãoTrês vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min
Injeção da porta Cinjecção
mediçãoTrês vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min
Injeção da porta Dinjecção
mediçãoTrês vezes: Misturar – 3 min, Esperar – 0 min, Medir – 3 min

Tabela 3: Programa para teste de estresse Cell Mito.

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Analisador de Cavalos-Marinhos XFp Tecnologias Agilent S7802A
Miniplaca de Cultura de Células Seahorse XFp Tecnologias Agilent 103025-100
Corning™ Cell-Tak Adesivo para Células e Tecidos ThermoFisher Scientific CB40240
Glicose D-(+) Sigma-Aldrich G7021-100G
Oligomicina A Sigma-Aldrich 75351-5MG
2-Desoxi-D-glicose Sigma-Aldrich D8375-1G
FCCP Sigma-AldrichC2920-10MG
Rotenona Sigma-AldrichR8875-1G
Antimicina A de Streptomyces sp. Sigma-Aldrich A8674-25MG
Base Média Seahorse XF, 100mL Tecnologias Agilent Rolamento 103193-100
Solução de L-glutamina, 200 mM Sigma-Aldrich G7513-100ML

Etiquetas

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