O ensaio de monocamada de monócitos (MMA) é um ensaio in vitro que utiliza monócitos primários isolados obtidos de sangue total periférico de mamíferos para avaliar a fagocitose mediada pelo receptor Fcγ (FcγR).
Artigo de método
O ensaio de monocamada de monócitos (MMA) é um ensaio in vitro que utiliza monócitos primários isolados obtidos de sangue total periférico de mamíferos para avaliar a fagocitose mediada pelo receptor Fcγ (FcγR).
Embora originalmente desenvolvido para prever resultados transfusionais de sangue sorologicamente incompatível, o ensaio de monocamada de monócitos (MMA) é um ensaio in vitro altamente versátil que pode ser modificado para examinar diferentes aspectos da fagocitose mediada por anticorpos e receptores Fcγ (FcγR) em ambientes clínicos e de pesquisa. O ensaio utiliza monócitos aderentes de células mononucleares do sangue periférico isoladas de sangue total de mamíferos. O MMA foi descrito para uso em investigações humanas e murinas. Esses monócitos expressam FcγRs (por exemplo, FcγRI, FcγRIIA, FcγRIIB e FcγRIIIA) que estão envolvidos nas respostas imunes. O MMA explora o mecanismo de interações mediadas por FcγR, fagocitose em particular, onde os glóbulos vermelhos (hemácias) sensibilizados por anticorpos aderem e/ou ativam FcγRs e são subsequentemente fagocitados pelos monócitos. In vivo, principalmente macrófagos teciduais encontrados no baço e no fígado realizam fagocitose mediada por FcγR de hemácias opsonizadas por anticorpos, causando hemólise extravascular. Ao avaliar o nível de fagocitose usando o MMA, diferentes aspectos do processo mediado por FcγR in vivo podem ser investigados. Algumas aplicações do MMA incluem prever a relevância clínica de aloanticorpos ou autoanticorpos em um ambiente de transfusão, avaliar medicamentos candidatos que promovem ou inibem a fagocitose e combinar o ensaio com microscopia fluorescente ou immunoblotting ocidental tradicional para investigar os efeitos de sinalização a jusante de medicamentos ou anticorpos que envolvem FcγR. Algumas limitações incluem a laboriosidade dessa técnica, que leva um dia inteiro do início ao fim, e a exigência de aprovação ética em pesquisa para trabalhar com sangue de mamíferos. No entanto, com diligência e treinamento adequado, os resultados do MMA podem ser obtidos em um tempo de rotatividade de 24 horas.
O ensaio de monocamada de monócitos (MMA) é um ensaio in vitro originalmente desenvolvido para melhor prever os resultados de transfusão de sangue em pacientes com auto ou aloanticorpos para hemácias (hemácias)1-5. Ao avaliar o efeito dos anticorpos anti-RBC na mediação da fagocitose mediada pelo receptor Fcγ (FcγR) usando este ensaio in vitro, é possível prever o resultado clínico in vivo. De fato, o MMA tem sido usado com sucesso para evitar a destruição imunológica de hemácias ligadas a anticorpos, apesar da transfusão de sangue sorologicamente incompatível5. O procedimento pré-transfusional típico para testes de compatibilidade, também denominado crossmatching, envolve métodos sorológicos que incluem a tipagem do sangue do paciente para antígenos ABO e Rh e a triagem da presença de anticorpos anti-RBC no paciente6. O sangue compatível para ABO/Rh é selecionado e, se houver anticorpos, é feita uma tentativa de identificá-los para que o sangue para transfusão possa ser selecionado para evitar esses antígenos. Um resultado ideal de prova cruzada ocorre quando todo o sangue do doador é sorologicamente compatível com o sangue do paciente, o que reduz o risco de hemólise pós-transfusional7. No entanto, esse sistema é insuficiente para o pequeno grupo de pacientes que se tornaram aloimunizados após transfusões repetidas ou gravidez. Esses pacientes produzem aloanticorpos contra antígenos eritrocitários específicos. Alguns produzem anticorpos para antígenos de frequência muito alta na população em geral e, portanto, tornam-se progressivamente mais difíceis de cruzar8,9. Somando-se à complexidade, nem todos os aloanticorpos são clinicamente significativos; em outras palavras, a ligação de um aloanticorpo às hemácias detectadas por um teste sorológico não resulta necessariamente em hemólise quando sangue incompatível e antigeno positivo é transfundido. O MMA foi originalmente desenvolvido para avaliar o potencial significado clínico do sangue sorologicamente incompatível em um ambientetransfusional 1-5.
Uma vez que a hemólise extravascular de hemácias ligadas a anticorpos é conhecida por ser mediada pelo sistema de fagócitos mononucleares, monócitos/macrófagos primários são utilizados no desenvolvimento de ensaios diagnósticos. O primeiro ensaio para estudar a interação de monócitos, hemácias e anticorpos foi publicado em 1975, mas as condições subótimas utilizadas levaram apenas à formação de rosetas (a ligação das hemácias à periferia do monócito), e nenhuma fagocitose foi observada10. Modificações significativas no ensaio foram feitas por vários grupos, levando a um ensaio para o qual o nível de fagocitose de hemácias ligadas a aloanticorpos poderia ser correlacionado com o resultado clínico da hemólise1-5. Recentemente, as condições ideais de armazenamento de amostras clínicas e a otimização adicional das condições de ensaio foram examinadas para aumentar a utilidade de uma prova cruzada de MMA clínica usando amostras autólogas de pacientes11.
Três outras técnicas diagnósticas foram empregadas além do MMA na previsão de resultados transfusionais: o teste de liberação de 51Cr, o teste de roseta e o teste de quimioluminescência (CLT). No teste de liberação de 51Cr, o paciente é injetado com 51hemácias de doadores marcadas com Cr, e a meia-vida das hemácias marcadas é monitorada e é preditiva de sobrevida ou depuração pós-transfusional12,13. Como esse método usa materiais radioativos, raramente é mais realizado. O teste da roseta envolve a mistura e incubação de monócitos com hemácias e a quantificação do nível de formação da roseta (sem fagocitose)14. O significado clínico dos anticorpos in vivo envolve fagocitose ativa por macrófagos encontrados no baço e/ou no fígado; portanto, este método não fornece uma leitura relevante da fagocitose. O CLT usa luminol para monitorar a explosão oxidativa durante a fagocitose de monócitos de hemácias, uma vez que o luminol fluoresce em azul quando oxidado no fagossomo15. Este método é bom, mas a contaminação por neutrófilos pode confundir a leitura. Comparações paralelas foram feitas para avaliar a sensibilidade, praticidade e reprodutibilidade dos quatro métodos disponíveis, e tanto o CLT quanto o MMA foram classificados como superiores16. No entanto, o CLT tem sido utilizado principalmente na avaliação da doença hemolítica do feto e do recém-nascido (HDFN), e o pH ideal do ensaio de 8,0 pode comprometer o nível de fagocitose11.
Além de sua utilidade diagnóstica e clínica, o MMA foi modificado para outros fins de pesquisa. De fato, o MMA pode não apenas servir como um ensaio funcional para abordar discrepâncias entre sorologia e biologia, mas também tem sido usado para investigar retrospectivamente a causa da hemólise após terapia com imunoglobulina intravenosa (IVIG)17. Também tem sido usado para examinar a estrutura-função de inibidores químicos da fagocitose mediada por FcγR18-20 e para estudar a sinalização a jusante da fagocitose mediada por FcγR21. Em nosso laboratório, além de usar um MMA humano, estamos desenvolvendo um MMA murino usando células mononucleares primárias do sangue periférico de camundongo (PBMCs) e hemácias autólogas. A justificativa é rastrear anticorpos que podem induzir a fagocitose mediada por FcγR como um intermediário para o desenvolvimento de um modelo de camundongo com anemia hemolítica autoimune in vivo (AIHA) (dados não publicados). As várias modificações se concentram em diferentes aspectos do anticorpo IgG e da interação FcγR que induzem a fagocitose.
Obter a aprovação para o uso de amostras humanas pela diretoria / conselho de revisão institucional de ética em pesquisa, e obter o consentimento assinado por todos os doadores humanos. O MMA também pode ser realizada utilizando PBMCs de ratinho de uma forma semelhante como o ensaio de humano, após a aprovação uso de animais ética. A MMA utiliza técnicas de cultura de tecidos de assepsia.
NOTA: Veja a figura 1.
NOTA: Embora nós recomendamos o uso de um gabinete de isolamento biológico nível 2 durante o ensaio para manter uma técnica asséptica, como o método é apenas um "curto prazo" método de cultura, não há tempo realmente o suficiente para que as bactérias contaminam o ensaio. Portanto, se um armário biocontenção nível 2 não existe, em vez de apenas comprar um para este ensaio, o ensaio pode ser efectuado fora de um armário de isolamento biológico, num banco aberto. O uso de uma incubadora a 37 ° C com 5% de CO 2, no entanto, não é uma opção e deve ser utilizado paraos melhores resultados.
1. Sangue Periférico isolamento de células mononucleares
2. Pré-tratamento da aderidos monócitos
NOTA: Este passo só é necessário se à procura de formas de inibir ou aumentar a fagocitose.
3. Opsonização de R 2 R 2 Glóbulos vermelhos
NOTA: O R 2 R 2 utilizadas aqui são obtidas a partir da Colecção Blood Center (Canadian Blood Services), mas que também estão comercialmente disponíveis. Opsonizado R 2 R 2 GVs são utilizados como um controlo positivo para a fagocitose mediada por FcyR. Naïve R 2 R 2 deve ser armazenado em solução de Alsever (para prolongar a vida de prateleira) a 4 ° C durante até 1 mês. A solução da Alsever é feito em casa e composta por 0,8% W / v de citrato de trissódio (di-hidratado), 1,9% w / v de dextrose, 0,42% w / v de cloreto de sódio, e 0,05% w / v de ácido cítrico (mono-hidrato). Se R 2 R 2 células não estão disponíveis, outras células Rh-fenotipados, tais como R 1 R 2, R 1 R 1, R 1 R, ou R2 R, pode ser utilizado.
4. A fagocitose mediada pelo receptor Fc
5. A quantificação da fagocitose
Seguindo os passos cruciais na Figura 1 e o procedimento acima descrito, o MMA pode ser realizada de forma reprodutível. IVIG foi usado como um exemplo para a inibição da fagocitose na Figura 2. IVIG é conhecido por se ligar e bloquear os receptores Fc, inibindo, assim, o resultado a jusante de fagocitose. Por titulação da quantidade de IVIG utilizado, uma inibição dependente da dose é observada, em que as concentrações acima de 200 ng / mL resultou em perto de 100% de inibição e as concentrações inferiores a 0,5 ug / ml não inibiu a todos (Figura 2A). Quando os índices fagocíticas são transformadas e normalizada para o controlo positivo R 2 R 2 como 0% de inibição, uma curva de inibição, com uma IC50 de 3 ng / mL pode ser determinada (Figura 2B).
Além de realizar o ensaio de forma consistente, quantificação do ensaio, por vezes, pode ser difícil. A Figura 3 é um conjunto de imagens de microscopia de contraste de fase de vários diapositivos de MMA. Com microscopia experiência, pode-se distinguir um monócitos a partir de um contaminante de RBC (Figura 3D), ou de um vacúolo de um RBC fagocitado (Figura 3B). Conjuntos densos de células e / ou detritos deve ser evitada durante a quantificação (Figuras 3E e F). Além disso, deve-se evitar o excesso de opsonizantes o R 2 R 2 RBC, o que levaria a fagocitose aumentada que superlota o interior de monócitos e interfere com a quantificação exacta (Figura 3C).

Figura 1. Diagrama esquemático do MMA. Uma descrição passo a passo dos passos cruciais no MMA: isolamento de PBMC a partir de sangue total, que alimenta o monocyt aderidaES opsonizado com R 2 R 2, e lavagem das lâminas de câmara. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2. IgG intravenosa (IVIG) inibe a fagocitose in vitro, utilizando o MMA. IVIG é que inibem a fagocitose e é usado como um controlo de inibição no MMA humano. (A) A titulação de IVIG resultou numa inibição dependente da dose da fagocitose quando em comparação com o não tratado R 2 R 2 controle. Os resultados mostram a média ± o erro padrão da média (SEM) de n = 3 experiências. A análise estatística foi realizada utilizando Student t -test: ** p≤0.01 e *** p≤0.001. (B) curva de inibição de IVIG com uma IC 50 OF 3? g / mL (linha pontilhada). Os resultados mostram dados normalizados para não tratado R 2 R 2 (0% de inibição); média ± SEM de n = 3 experiências. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3. As imagens de microscopia de contraste de fase de lâminas de amostra em 40X. (A) O slide perfeito em que os monócitos fagocitado 1-2 R 2 R 2, em média (setas pretas com um brilho de halo distintivo), com muito poucos contaminantes, un-fagocitado R 2 R 2 no fundo (setas brancas). Vacúolos (B) Como mostrado neste slide, monócitos, por vezes, têm aumentado (setas brancas), que podem ser confundidos com fagocitado R 2 R 2. (C </ forte>) Quando R 2 R 2 foram sobre-opsonizado, mais do que 4-5 fagocitados R 2 R 2 por monócitos (setas pretas) rende exacta contando difícil, uma vez que a R 2 R 2 são aglomeradas no monócitos e células distintas limites não podem ser distinguidos. (D) lavagem inadequada do slide leva a abundante R2 R2 contaminação (setas brancas), que poderia ser confundido com hemácias aderiram. (E) Às vezes, monócitos e glóbulos vermelhos contaminantes podem formar clusters. Clusters também indicar a contaminação bacteriana, o que deve ser evitado. (F) Os monócitos podem formar agregados maiores, que devem ser evitados durante a quantificação. Usando seleção aleatória dos campos para ver, painel A é o que é geralmente observado se o MMA tem sido realizada corretamente. barra de escala é de 20 mm. Por favor, clique aquipara ver uma versão maior desta figura.
O MMA é uma técnica trabalhosa que requer experiência tanto em cultura de tecidos e microscopia. Há vários passos críticos para garantir o sucesso: 1) geração da monocamada de monócitos; 2) opsonização dos glóbulos vermelhos, e 3) quantificação manual. A monocamada de monócitos não adere muito fortemente ao slide câmara, de modo que o pH fisiológico deve ser mantida durante todo o ensaio de 11 e um número adequado de PBMC deve ser semeadas. pipetagem vigorosa, a qual poderia perturbar as células aderidas, devem ser evitados. Uma abordagem é sempre remover e adicionar soluções a partir do mesmo canto da câmara, e para assegurar que o movimento é lento e constante. Do mesmo modo, durante o último passo de lavagem para remover o excesso de glóbulos vermelhos, o movimento deve ser lento e constante. Isto garante um mínimo de perturbações para a monocamada enquanto ainda remover a maioria dos GVs fagocitados-un. lavagem inadequada irá conduzir a uma elevada interferência de fundo dos GVs contaminantes, o que torna o manual quantification difícil. Em segundo lugar, os R 2 R 2 hemácias deve ser suficientemente opsonizado para se obter um índice médio de 80-120 fagocítica para o controlo fagocitose. Esta gama fagocítica desejado estabelece um equilíbrio entre a facilidade de contagem (por exemplo, monócitos com mais de 5 fagocitados GVs são difíceis de quantificar com precisão) e manutenção de uma quantidade adequada de fagocitose para análise estatística. O grau de opsonização pode ser confirmada por um IAT, e é necessária uma leitura entre 3+ a 4+. O R 2 R 2 hemácias deve ser descartado quando não há excesso de lise durante a lavagem, em que o sobrenadante passa a vermelho escuro, ou quando ocorre uma diminuição significativa na fagocitose é observado em experiências devido ao envelhecimento das células em armazenamento. Por último, a quantificação manual usando o microscópio pode ser complicado, especialmente quando se compara contagens entre o pessoal de laboratório e entre experimentos. Ao examinar o mesmo campo em cada poço, ou simplesmente pela contagem mais células, Uma contagem mais consistente pode ser obtido. formação lado-a-lado com um técnico experiente e a utilização de um conjunto de lâminas de formação designada é recomendado.
Uma grande crítica do MMA é a subjetividade da etapa de quantificação manual. No entanto, com formação adequada, a consistência pode ser obtido através de diferentes contadores. Outra limitação é a diferenças intrínsecas doador-a-doador em monócitos capacidades fagocíticas e em R 2 R níveis de expressão do antigénio de superfície 2, que é uma fonte de variação dos dados quando se lida com amostras humanas.
Outras técnicas alternativas estão disponíveis para examinar a fagocitose FcyR mediada. A maioria dos kits comerciais utilizam saída fluorescente para monitorizar a fagocitose (por exemplo, biopartículas, a proteína de fluorescência sensível ao pH, ou IgG-esferas de látex marcadas fluorescentes). O uso de saída fluorescente não oferecem quantificação mais objetiva, mas também é preciso conconsiderar as disponibilidade, custo, e de formação associada com o uso de um microscópio de fluorescência ou um citómetro de fluxo, bem como a dependência que se seguiu após kits disponíveis comercialmente.
Finalmente, este ensaio pode ser modificado, dependendo da questão de pesquisa. Por exemplo, no ensaio de inibição de droga de fagocitose, monócitos pode ser pré-tratado ou co-incubadas com ambos os fármacos e RBCs opsonizadas (ou seja, um ensaio de competição). A sinalização a jusante de anticorpos de diferentes subtipos, anticorpos quiméricos, ou construções recombinantes pode também ser testada. Com os recentes avanços no desenvolvimento de um sangue antígeno-nulo universal 24, o MMA poderia ser utilizada em telas iniciais desses hemácias antígeno-nulo com vários anticorpos para avaliar se há de fato uma eficácia reduzida no desencadeamento de fagocitose.
Os autores não têm nada a divulgar.
Os autores agradecem aos Serviços de Sangue Canadenses por um Prêmio do Programa de Bolsas de Pós-Graduação para TNT Esta pesquisa recebeu apoio financeiro do Centro de Inovação dos Serviços de Sangue Canadenses, financiado pelo governo federal (Health Canada) e pelos ministérios provinciais e territoriais da saúde. As opiniões aqui contidas não refletem as opiniões dos governos federal, provincial ou territorial no Canadá.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Vacutainers de citrato ácido dextrose (ACD) | BD | REF364606 | |
| RPMI 1640 | Sigma | R8758 | |
| HEPES | Bioshop | HEP003.100 | |
| Soro fetal bovino | Multicell | 080150 | |
| Gentamicina | Gibco | 15710-64 | |
| Ficoll-Paque PLUS | GE | 17-1440-03 | https://www.gelifesciences.com/ |
| Fosfato tamponado solução salina | Sigma | D8537 | |
| 8 câmaras slides | Lab-Tek-ll | 154534 | |
| R2R2 (cDE/cDE) glóbulos vermelhos | Canadian Blood Services | Comercialmente disponível (e.g., http://www.bio-rad.com/en-ca/product/reagent-red-blood-cells) | |
| Anti-D policlonal a partir de soro humano | Gamma Biologics | DIN 02247724 | Pode ser substituído por anti-D monoclonal comercialmente disponível ou por imunoglobulina Rh |
| 100% metanol | Caledon | 6700-1-42 | |
| Resina | de álcool polivinílicoSigma | P8136 | Pode ser substituído por uma montagem disponível no mercado |
| Glicerina UltraPure | Invitrogen | 15514-011 | |
| Lamínulas | VWR | 48366 067 | |
| Novaclone anti-IgG | Immucorgamma | 5461023 | Opcional para IAT (http://www.fda.gov/downloads/biologicsbloodvaccines/.../ucm081743.pdf) |