Artigo de método

Avaliação da interação entre o complemento protéico-de-n-n e ácido hialurônico na promoção da adesão celular

DOI:

10.3791/58688

15 de junho de 2019

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

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O componente complementar de-de-de-a é uma molécula pró-inflamatória altamente expressa no microambiente tecidual que pode interagir com a matriz extracelular. Aqui, nós descrevemos um método para testar como o-de-de-ácido hialurônico afeta a adesão celular.

Resumo

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Tem sido demonstrado cada vez mais que o microambiente tumoral desempenha um papel ativo no crescimento e metástase da neoplasia. Através de diferentes vias, as células tumorais podem eficientemente recrutar células estromal, imunológicas e endoteliais secretando fatores estimulatórios, quimiocinas e citocinas. Por sua vez, essas células podem alterar as propriedades de sinalização do microambiente, liberando sinais de promoção de crescimento, metabólitos e componentes da matriz extracelular para sustentar alta proliferação e competência metastática. Neste contexto, identifica-se que o componente complementar-de-n, altamente expresso localmente por uma gama de tumores malignos humanos, ao interagir com o ácido hialurônico da matriz extracelular, afeta fortemente o comportamento das células primárias isoladas do tumor humano Espécimes. Aqui, nós descrevemos um método para testar como o-de-de-aço para o ácido hialurônico (HA) impacta a adesão de células tumorais, subjacente ao fato de que as propriedades biológicas dos principais componentes da matriz extracelular (neste caso HA) podem ser moldadas por sinais bioativos em direção ao tumor Progressão.

Introdução

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O microambiente do tumor (TME) influencia o desenvolvimento e a progressão do cancro desde que pode fornecer um Niche permissiva para a sobrevivência, o crescimento e a invasão da pilha. A identificação de novos atores-chave na TME pode ser útil para a descoberta de novas ferramentas moleculares para a terapia alvo. A TME inclui uma rede complexa e dinâmica de células não malignas, como células endoteliais, fibroblastos e células do sistema imunológico, encaixadas nos componentes da matriz extracelular circundante (ECM), incluindo colágenos, lamininas, fibronectinas, proteoglicanos e hyaluronans. Ambas as células tumorais e não-tumorais sintetizam e secretam componentes de ECM em conjunto com citocinas, quimiocinas, fatores de crescimento e enzimas de remodelação inflamatória e matricial que alteram globalmente as propriedades físicas, químicas e de sinalização da TME. Entre esses constituintes, o ácido hialurônico (HA) surgiu para exercer um papel crucial na biologia tumoral. Apesar de sua simples composição química, a HA, juntamente com suas moléculas de ligação à HA (hialaderinas), pode modular a angiogênese, a responsividade do sistema imunológico e a remodelação do ECM de forma dependente de tamanho e concentração1.

O sistema complementar (C) também faz parte do TME local, que recentemente recebeu uma atenção crescente. O sistema C engloba um conjunto de proteínas solúveis e ligadas à membrana envolvidas na primeira linha de defesa contra não-células-auto, elementos hospedeiros indesejados e patógenos. Funcionalmente, o C vincula os braços de dois efetores de sistemas inatos e adaptativos para promover a matança direta de células ou a montagem de uma resposta inflamatória2. A ativação de C pode suprimir o crescimento do tumor, destruindo as células cancerosas ou inibindo seu crescimento, mas tornou-se cada vez mais claro que ele pode possuir uma atividade que promove o tumor, sustentando a inflamação crônica, promovendo o estabelecimento de um meio imunossupressor, induzindo a angiogênese e ativando as vias de sinalização relacionadas ao câncer3. Neste contexto, foi a primeira molécula de reconhecimento da via clássica do sistema C que tem emergido para exercer funções importantes no microambiente tumoral, independentemente da ativação do C4. Foi demonstrado que a r. 5 foi expressa localmente por uma série de tumores malignos humanos, onde pode favorecer a adesão, a migração e a proliferação de células cancerosas, além da angiogênese e metástasecinco. Curiosamente, a-n interage com um dos principais constituintes do ECM, como HA.

Nós desenvolvemos uma técnica para isolar as pilhas de cancro preliminares da massa de tumor. Além disso, nós criamos a matriz, que pode estimular o microambiente do tumor, particular a interação entre o de-o e o ácido hialurónico do peso molecular elevado. A capacidade para a HA foi capaz de induzir a adesão das células tumorais.

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Protocolo

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Amostras de tecido de pacientes foram coletadas após consentimento informado após aprovação das considerações éticas pelo Conselho institucional do hospital universitário de Trieste, Itália.

1. isolamento e cultura de células tumorais (dia 1)

  1. Isole pilhas humanas do mesotelioma dos espécimes contínuos do MPM. Picar finamente o tecido com um cortador para obter fragmentos de cerca de 2-3 mm2 em tamanho e incubar em 5 ml de solução de digestão composta de Hanks ' Balanced Salt Solution (HBSS) suplementado com 0,5 mm CA2 +/mg2 +, 0,5% tripsina e 50 μg/ml DNase I, durante a noite a 4 ° c.
  2. Isolamento e cultura de células tumorais (dia 2)
    1. Após a incubação durante a noite, coloque o tecido digerido por 30 min em uma incubadora de 37 ° c com agitação suave.
    2. Substitua a solução de digestão após a centrifugação (250 x g) com 3 mg/ml de colagenase tipo 1 dissolvida em 5 ml de média 199 com HBSS e incubar mais por 30 min a 37 ° c com agitação suave.
    3. Bloqueie a reação enzimática adicionando 10% de soro bovino fetal inativado por calor (FBS). Resuspend as pilhas muito com cuidado com um Pipet de 5 mL para assegurar-se de que a maioria das pilhas estejam liberadas do tecido. Em seguida, filtre a suspensão da célula através de um filtro de poros de 100 μm.
    4. Sementes as células em um 12,5 cm2 balão e cultura-los a 37 ° c com células endoteliais humanas médio livre de soro (hesf), com 10% FBS e suplementado com EGF (10 ng/ml), FGF básico (20 ng/ml), e 1% penicilina-estreptomicina.
      Nota: substitua por meio fresco a cada 2-3 dias.

2. revestimento de HA (dia 1)

  1. Ressuscito de alto peso molecular HA (1,5 kDa) em água destilada dupla na concentração de 1 mg/mL6.
  2. Diluir a solução de estoque de HA para 50 μg/mL em tampão carbonato/bicarbonato (0,1 M, pH 9,6) com pipetagem suave.
  3. Cubra a placa 96-well com 100 μL de solução de estoque de HA diluir por poço durante a noite a 4 ° c.
    Nota: o ácido hialurónico era um presente amável do professor Ivan Donati, departamento de Ciências da vida, Universidade de Trieste7.

3. de revestimento (dia 2)

  1. Após a incubação durante a noite, aspirar os poços tratados e lavar a placa 96-well com 100 μL de PBS de Dulbecco (dPBS) por poço.
  2. Permitir (25 μg/mL ou concentrações diferentes para experimentos de resposta à dose) ou BSA (como um controle negativo) para ligar ao plástico imobilizados-HA incubando essas proteínas em uma concentração de 25 μg/mL em 100 μL de dPBS + 0,5% BSA e 0,7 mM CA2 +/mg2 + . Em seguida, incubar durante a noite a 4 ° c.
  3. Aspirar os poços e lavar a placa 96-well com 100 μL/poço de dPBS.

4. rotulagem celular com FAST DiI

  1. Resuspend 1 x 105 células tumorais em 500 ΜL de dpbs contendo 10 μg/ml de corante fluorescente Fast DII. Incubar por 15 min a 37 ° c em uma incubadora de 5% v/v CO2 para a rotulagem, misturando manualmente após intervalos de 5 minutos.
    1. Para remover o excesso FAST DiI, adicionar 10 mL de dPBS, pipeta suavemente para cima e para baixo, e centrifugar a 250 x g por 7 min. ressuscite o pellet celular em 1 ml de soro endotelial humano livre médio contendo 0,1% BSA (hesf + 0,1% BSA).

5. adesão de células em matrizes HA/1 (1º dia)

  1. Aspirar os Poços revestidos com as diferentes matrizes (os poços foram revestidos na etapa 3,2).
  2. Distribuir 100 μL da suspensão da célula rotulada para os Poços revestidos e incubar a placa por 35 min a 37 ° c em 5% v/v CO2 incubadora.
  3. Retire as células não aderentes aspirando o sobrenadante. Lave uma vez com dPBS contendo 0,5% BSA, 0,7 mM CA2 + e 0,7 mm mg2 +.
  4. Lyse as células aderentes, adicionando 200 μL/poço de 10 mM Tris-HCl, pH 7,4 + 0,1% v/v SDS e imediatamente ler a placa 96-bem com um leitor de fluorescência (544 nm, emissão 590 nm) usando uma curva de calibração gerada através da lise de um número crescente de rotulados Células.

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Resultados

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HA é um polissacárido de alto peso molecular carregado negativamente, que é composto de repetição (β,1-4)-D-glucurônico ácido-(β,1-3)-N-acetil-D-glucosamina dissacarínico unidades (Figura 1b)7. A ocorrência da ligação de HA na placa 96-well, bem como a eficiência de sua imobilização foram testadas aproveitando-se de HA biotinylated (bio-HA). Diferentes concentrações de bio-HA, variando de 10 μg/mL a 1 mg/mL, foram resuspensas em 100 mM...

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Discussão

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Nós descrevemos um método fácil para investigar como o componente do complemento, que interage com o ácido hialurônico, é capaz de modular o comportamento de células primárias isoladas de tecidos tumorais humanos. Tanto o HA quanto o n. º n estão presentes no microambiente tecidual em condições fisiológicas e patológicas, participando de diversos processos biológicos celulares. Por exemplo, foi demonstrado que o n. º-8 está presente no microambiente da placenta, onde favorece a invasão de trofoblastos trophoblast da decí...

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Divulgações

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Os autores declaram que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.

Agradecimentos

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Agradecemos a Ivan Donati pelo fornecimento de HA, Leonardo Amadio, Gabriella Zito (departamento de Ginecologia da IRCCS "burlo Garofolo", Trieste, Itália) e Andrea Romano (unidade clínica operatória de anatomia e histologia patológica, hospital Cattinara, Trieste, Itália ) para a coleta de amostras de tecido. Agradecemos também Nicolò Morosini pela ajuda na preparação de vídeo e Alex Coppola, a voz. Este trabalho foi apoiado por subsídios do Instituto de saúde materna e infantil, IRCCS "burlo Garofolo", Trieste, Itália (RC20/16) e Fondazione Cassa di risparmio Trieste para R. Bulla.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
100  µ Filtro de poros BDFalcon352360
Solução de Anfotericina B (fungizona)Sigma-Aldrich 1397-89-3
Ciências Imunológicas Básicas FGFGRF-15595
Cloreto de CálcioSigma-Aldrich C-4901
Colagenase tipo IWorthington Biochemical Corporation, DBAMX1D12644
D-GlucoseSigma-Aldrich 50-99-7
DNase I Roche10 104 159 001
EDTASigma-Aldrich 60-00-4
EGFCiências ImunológicasGRF-10544
Sondas moleculares FAST DiI, Invitrogen, Thermo Fisher ScientificD7756
Soro fetal bovinoGibco,  Thermo Fisher Scientific10270-106
FibronectinaRoche11051407001
Frasco para cultura de célulasCorning430639estéril e ventilada
de gentamicinaSigma-Aldrich G1397-10ML
Hank ' s Solução salina balanceada (HBBS) Sigma-Aldrich H6648Suplementado com EDTA, Glicose, penicilina-estreptamicina, gentamicina e fungizona
Ácido hialurônico de alto peso molecularGentil presente do Prof. Ivan Donati
Soro endotelial humano meio livreGibco,  Thermo Fisher Scientific11111-044Suplementado com EGF (5  ng/mL), FGF básico (10  ng/mL) e  1% de penicilina– estreptomicina (Sigma-Aldrich)
Cloreto de magnésioCarlo Erba13446-18-9
Médio 199 com Hank' s salSigma-Aldrich M7653
Penicilina-EstreptomicinaSigma-Aldrich P0781
Microscopia de lapso de tempo Nikon Sistema de Imagem BioStation IM-Q
Titertek Multiskan ELISA ReaderFlow Labs
TrypsinSigma-Aldrich T4674
Solução

Referências

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  1. Zamboni, F., Vieira, S., Reis, R. L., Oliveira, J. M., Collins, M. N. The potential of hyaluronic acid in immunoprotection and immunomodulation: Chemistry, processing and function. Progress in Materials Science. 97, 97-122 (2018).
  2. Lorusso, G., Ruegg, C. The tumor microenvironment and its contribution to tumor evolution toward metastasis. Histochemistry and Cell Biology. 130 (6), 1091-1103 (2008).
  3. Ricklin, D., Hajishengallis, G., Yang, K., Lambris, J. D. Complement: a key system for immune surveillance and homeostasis. Nature Immunology. 11 (9), 785-797 (2010).
  4. Bulla, R., et al. C1q acts in the tumour microenvironment as a cancer-promoting factor independently of complement activation. Nature Communications. 7, 10346(2016).
  5. Winslow, S., Leandersson, K., Edsjo, A., Larsson, C. Prognostic stromal gene signatures in breast cancer. Breast Cancer Research. 17, 23(2015).
  6. Collins, M. N., Birkinshaw, C. Hyaluronic acid solutions: A processing method for efficient chemical modification. Journal of Applied Polymer Science. 130 (1), 145-152 (2013).
  7. Itano, N. Simple primary structure, complex turnover regulation and multiple roles of hyaluronan. Journal of Biochemistry. 144 (2), 131-137 (2008).
  8. Agostinis, C., et al. An alternative role of C1q in cell migration and tissue remodeling: contribution to trophoblast invasion and placental development. Journal of Immunology. 185 (7), 4420-4429 (2010).
  9. Agostinis, C., et al. Complement Protein C1q Binds to Hyaluronic Acid in the Malignant Pleural Mesothelioma Microenvironment and Promotes Tumor Growth. Frontiers in Immunology. 8, 1559(2017).
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Etiquetas

Complement Protein C1qHyaluronic AcidCell AdhesionExtracellular MatrixTumor MicroenvironmentEnzyme Linked Immunosorbent AssayFluorescent Cell LabelingStandard Curve GenerationCoating ProcedureCell Adhesion Assay

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