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Artigo de método

Um ensaio baseado em fluorescência in vitro para medir a eficiência de resselamento da membrana plasmática

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8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

Fonte: Lam, J. G., et al. Medição de alto rendimento da eficiência de resselagem da membrana plasmática em células de mamíferos. J. Vis. Exp. (2019).

Este vídeo demonstra um ensaio para estudar a eficiência de reselamento da membrana plasmática em células de mamíferos. As células são expostas a uma toxina bacteriana formadora de poros, que forma poros na membrana celular. Na presença de íons de cálcio extracelulares, o poro causa influxo de cálcio, induzindo eventos de resselamento da membrana. A eficiência de reselagem é avaliada usando corante de iodeto de propídio de ligação ao DNA, que só entra nas células sem uma membrana resselada.

Protocolo

1. Preparação

  1. Revestimento celular
    nota: Células epiteliais cervicais humanas, HeLa e HeLa expressando histona 2B-GFP (H2B-GFP), foram utilizadas neste protocolo, mas este ensaio pode ser adaptado a outras células de mamíferos.
    1. Separe as células aderentes de um frasco de cultura de2 células de 75 cm lavando as células com 2 mL de tripsina-EDTA 0,25%. Substitua a tripsina usada por 2 mL de tripsina-EDTA 0,25% fresca.
    2. Incubar as células a 37 °C durante 5 minutos até que estas se arredondem e se desprendam do balão.
    3. Ressuspenda as células em 8 mL de meio de crescimento (DMEM contendo 10% de soro fetal bovino inativado pelo calor, 100 U / mL de penicilina e 100 μg / mL de estreptomicina).
    4. Determinar a concentração celular usando um hemocitômetro e 10 μL de suspensão celular.
    5. Diluir as células em um meio de crescimento até uma concentração de 2,5 x 105 células/mL.
    6. Despeje a suspensão celular em uma bacia de pipeta estéril e misture bem a suspensão usando uma pipeta sorológica de 10 mL.
    7. Usando uma micropipeta multicanal de 12 e ponteiras de 200 μL, distribua as células HeLa (2,5 x 104 células/100 μL/poço) em triplicado (ou quadruplicado) em uma placa de 96 poços, plana, de fundo transparente, tratada com cultura de tecidos de poliestireno preto.
      nota: Um arranjo de revestimento é apresentado como exemplo na Figura 1.
    8. Cultivar as células durante 24 h numa incubadora de cultura de células humidificada a 37 °C e 5% de CO2.
  2. Preparação da solução de estoque
    1. Prepare 1 L de um estoque de 10x de tampão M (usado para preparar M1 e M2) adicionando 95 g de Hanks Balanced Salt Solution, 0,476 g de MgCl2 (5 mM) e 23,83 g de HEPES (100 mM) a 900 mL de água. Ajuste o pH para 7,4 e aumente o volume para 1 L. Filtre esterilizar.
    2. Prepare 50 mL de um estoque de glicose de 50x (1,25 M) adicionando 11,26 g de D-(+)-Glicose a um total de 50 mL de água. Filtre e esterilize a solução.
    3. Prepare 50 mL de um estoque de cálcio de 100x (120 mM) adicionando 0,666 g de CaCl2 a um total de 50 mL de água. Filtre e esterilize a solução.
    4. Prepare 50 mL de um estoque de 10x (50 mM) de etilenoglicol-bis(2-aminoetiléter)-N,N,N',N', ácido tetracético (EGTA) adicionando 0,951 g de EGTA a 40 mL de água. Aumente o pH para 8 usando NaOH para dissolver o EGTA e, em seguida, aumente o volume para 50 mL. Filtre e esterilize a solução.
    5. Para uma única placa de 96 poços, prepare 50 mL de Meio 1 (M1, contém Ca2+), 50 mL de Meio 2 (M2, livre de Ca2+) e 15 mL de Meio 2 suplementado com EGTA, de acordo:
      1. Para M1, adicione 5 mL de 10x Buffer M, 0,5 mL de 100x CaCl2 e 1 mL de 50x glicose a 43,5 mL de água.
      2. Para M2, adicione 5 mL de 10x Buffer M e 1 mL de 50x glicose a 44 mL de água.
      3. Para M2/EGTA, adicione 1,5 mL de 10x Buffer M e 1,5 mL de 10x EGTA a 12 mL de água.
        nota: Todas as soluções contendo iodeto de propídio (PI) devem ser preparadas diretamente antes de serem adicionadas às células.
  3. Configurações do leitor de placas/citômetro de imagem
    nota: Use um leitor de placas multimodo equipado com duas unidades de detecção: um espectrofluorômetro e um citômetro de imagem. Limite a exposição à fluorescência para evitar o fotobranqueamento dos fluoróforos.
    1. Pré-aqueça o leitor de placas a 37 °C antes de realizar o ensaio.
    2. Configure os parâmetros para o ensaio cinético de acordo com o modo Configurações:
      1. Escolha Monocromador, FL (fluorescência) e Cinético para a configuração óptica, modos de leitura e tipo de leitura, respectivamente.
      2. Em Configurações de comprimento de onda, selecione uma passagem de banda de excitação e emissão de 9 e 15 nm, respectivamente. Para ensaios com iodeto de propídio (PI), definir os comprimentos de onda de excitação e emissão para 535 e 617 nm, respectivamente.
      3. Em Tipo de placa, selecione 96 poços para o formato de placa e uma configuração de placa predefinida correspondente a uma placa de fundo transparente de parede preta.
      4. Em Área de Leitura, destaque os poços que serão analisados ao longo da cinética.
      5. Em PMT e Óptica, predefina os flashes por leitura para 6 e marque a caixa Ler de baixo.
      6. Em Tempo, insira 00:30:00 na caixa Tempo Total de Execução para um ensaio cinético de 30 minutos e insira 00:05:00 para o Intervalo.
        Nota: Para cada ponto de tempo e um comprimento de onda, o tempo de leitura de uma placa completa de 96 poços é de 30 s.
      7. Confirme as configurações especificadas nas Informações de configurações à direita e selecione OK. Pressione Ler para iniciar a execução cinética.
    3. Configure os parâmetros de imagem de acordo com o modo Configurações:
      1. Escolha Minimax, Imaging e Endpoint para a configuração óptica, modos de leitura e tipo de leitura, respectivamente.
      2. Em Comprimentos de onda, selecione a luz transmitida e uma ou ambas as caixas de fluorescência correspondentes aos comprimentos de onda de excitação e emissão de 456/541 nm (GFP) e 625/713 nm (PI).
      3. Use as mesmas opções para o Tipo de placa e Área de leitura, conforme definido nas etapas 1.3.2.3 e 1.3.2.4.
      4. Em Configuração da área do poço, selecione o número de locais dentro de um poço a ser fotografado.
        Nota: 12 locais correspondem a uma imagem de poço completo.
      5. Em Configurações de aquisição de imagem, selecione os tempos de exposição para luz transmitida, 541 (GFP) e 713 (PI). Para GFP, crie imagens de todo o poço com um tempo de exposição de 20 ms/imagem. Para luz transmitida (TL) e fluorescência PI, adquira uma única imagem do centro de cada poço com tempos de exposição de 8 e 20 ms, respectivamente.
      6. Confirme as configurações especificadas nas Informações de configurações à direita e selecione OK. O tempo de aquisição para obter imagens de toda a superfície de cada poço (12 imagens/poço) de uma placa de 96 poços e para um comprimento de onda é de ~ 15 min. Pressione Ler para iniciar a imagem.
        Nota: O tempo de aquisição de uma única imagem/poço de uma placa de 96 poços requer ~2,5 min/placa para um comprimento de onda. Os parâmetros descritos acima correspondem ao equipamento específico do nosso laboratório. Medições espectrofluorométricas: Uma lâmpada de flash de xenônio exibindo comprimentos de onda de excitação de incremento de 1,0 nm (250-850 nm) com uma passagem de banda ajustável de 9 ou 15 nm, um detector de tubo fotomultiplicador com uma faixa dinâmica de > 6 log e uma passagem de banda de emissão ajustável de 15 ou 25 nm. Citômetro de imagem: Uma fonte de luz de iluminação capaz de luz branca, comprimentos de onda de excitação de 460 nm e 625 nm com uma passagem de banda de 20 nm, filtros de emissão centrados em 541 nm (passagem de banda de 108 nm) e 713 nm (passagem de banda de 123 nm), respectivamente, e uma objetiva 4X acoplada a uma câmera de dispositivo de carga acoplada de 1.25 megapixels de 12 bits.

2. Ensaio

Nota: No momento do ensaio, as células devem ser 70-90% confluentes. Durante as etapas de lavagem, o meio deve ser removido e aplicado na parede lateral do poço (não diretamente acima das células). Manter a temperatura do LLO a < 4 °C para evitar a sua agregação até ao passo 3.1.5.

  1. Preparar uma reserva de 30 μM de PI em M1 e uma reserva de 30 μM de PI em M2 pré-aquecida a 37 °C.
  2. Lave suavemente as células da placa 1 usando uma micropipeta multicanal de 12 e pontas de 200 μL, da seguinte forma:
    1. Para condições de reparação, remover o meio de cultura e lavar as células duas vezes com 200 μL/alvéolo M1 pré-aquecido a 37 °C. Substituir o meio por 100 μL/alvéolo de M1 quente contendo 30 μM de PI.
    2. Para condições restritivas de reparo, remova o meio de crescimento e lave as células uma vez com 200 μL / poço quente M2 contendo 5 mM EGTA para quelar Ca2+, seguido de uma lavagem com 200 μL / poço M2. Substitua o meio por 100 μL / M2 bem quente contendo 30 μM PI.
    3. Depois de o meio de cultura ter sido lavado e substituído por um meio que contenha iodeto de propídio, passar directamente para o passo 2.1.3.
  3. Placa de imagem 1 sob luz transmitida, GFP e PI conforme detalhado em 1.3.3 (pré-cinético). Esta etapa leva de 15 a 20 minutos.
  4. Durante o período de 15 minutos na etapa 2.1.3, prepare a placa 2 usando uma micropipeta multicanal de 12 e ponteiras de 200 μL da seguinte forma:
    1. Coloque uma microplaca de polipropileno de fundo redondo de 96 poços no gelo. Configure a placa usando um projeto experimental correspondente à placa 1 (Figura 1).
    2. Para condições permissivas de reparo, adicione 100 μL / poço de M1 gelado contendo 60 μM PI, seguido pela adição de 100 μL / poço de M1 gelado contendo 4x LLO ou não para o controle.
    3. Para condições restritivas de reparo, adicione 100 μL/poço de M2 gelado contendo 60 μM PI, seguido pela adição de 100 μL/poço de M2 gelado contendo 4x LLO ou não para o controle.
  5. Após a placa de imagem 1 (etapa 2.1.3), coloque-a imediatamente no gelo, usando papel alumínio para separar a placa do contato direto com o gelo. Deixe a placa 1 esfriar por 5 min.
  6. Usando uma micropipeta multicanal de 12 e pontas de 200 μL, transfira 100 μL de cada poço para a placa 2 (etapa 2.1.4) para os poços correspondentes na placa 1. Para distribuir adequadamente a toxina no meio da placa 1, insira as pontas abaixo do menisco e ejete suavemente o volume sem introduzir bolhas.
    Nota: Não pipete para cima e para baixo, pois isso pode separar inadvertidamente as células.
  7. Deixe a placa por mais 1 min para permitir que a toxina se ligue às células e transfira imediatamente a placa 1 para o leitor de placas para o ensaio cinético usando o modo espectrofluorômetro (etapa 1.3.2).
  8. No final do ensaio cinético, obter imediatamente a imagem da placa 1 (pós-cinética) utilizando o passo 1.3.3.

3. Análise: Enumeração de Células

  1. Determine a contagem de células com base na fluorescência nuclear usando o software de enumeração de células de microplacas.
    1. Em Configurações, selecione Reanálise e, na seção de categoria nas Configurações de análise de imagem, selecione Análise discreta de objetos usando 541 como comprimento de onda para localizar objetos.
    2. Na opção Localizar objetos, usando o método de localização Desenhar em imagens, selecione Núcleos na guia de configurações e pressione Aplicar.
    3. Pressione OK e Read para iniciar o algoritmo de contagem de células.

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Resultados

figure-results-1
Figura 1: Desenho experimental. O diagrama de fluxo descreve um projeto de placa representativo configurado para testar o efeito de sete condições de teste em comparação com as células de controle não tratadas. Controles adicionais devem ser incluídos, se apropriado, como por exemplo veículos de drogas. As células são plaqueadas (placa 1) 24 h antes do experimento. No dia do experimento, as células d...

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Leitor de microplacas multimodo SpectraMax i3xDispositivos Molecularesi3x
Citômetro de imagem MiniMax 300Dispositivos Moleculares5024062
PARA-PRO-3ThermoFisher ScientificT3605
Iodeto de propídioThermoFisher ScientificPág. 3566
HelaATCCCCL2
HeLa H2B-GFPMilliporeSCC117
Tripsina-EDTA 0,25%ThermoFisher Scientific25200056
Placa tratada com cultura de tecidos de poliestireno preto de fundo plano Corning de 96 poçosCorning3603
Sais equilibrados de HanksSigma-AldrichH4891
EGTAISC BioExpress0732-100G
HEPESFisher CientíficoBP310-500
D-(+)-glicose, HybriMaxSigma-AldrichG5146-1KG

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