Demonstramos um protocolo passo a passo para a investigação da função gênica em macrófagos residentes no tecido peritoneal in vivo, usando vetores lentivirais.
Artigo de método
Demonstramos um protocolo passo a passo para a investigação da função gênica em macrófagos residentes no tecido peritoneal in vivo, usando vetores lentivirais.
Os macrófagos residentes no tecido peritoneal têm amplas funções na manutenção da homeostase e estão envolvidos em patologias nos tecidos locais e vizinhos. Suas funções são ditadas por pistas microambientais; Assim, é essencial investigar seu comportamento em um nicho fisiológico in vivo . Atualmente, metodologias específicas de direcionamento de macrófagos peritoneais empregam modelos transgênicos de camundongos inteiros. Aqui, é descrito um protocolo para modulação in vivo eficaz da expressão de mRNA e pequenas espécies de RNA (por exemplo, microRNA) em macrófagos peritoneais usando partículas de lentivírus. As preparações de lentivírus foram feitas em células HEK293T e purificadas em uma única camada de sacarose. A validação in vivo da efetividade do lentivírus após injeção intraperitoneal revelou infecção predominante de macrófagos restritos ao tecido local. O direcionamento de macrófagos peritoneais foi bem-sucedido durante a homeostase e a peritonite induzida por tioglicolato. As limitações do protocolo, incluindo inflamação de baixo nível induzida pela administração intraperitoneal de lentivírus e restrições de tempo para experimentos potenciais, são discutidas. No geral, este estudo apresenta um protocolo rápido e acessível para a avaliação rápida da função gênica em macrófagos peritoneais in vivo.
Os macrófagos residentes no tecido (Mφ) são uma população heterogênea de células imunes fagocíticas que detectam e respondem a patógenos invasores 1,2. Além disso, desempenham um papel essencial no desenvolvimento, remodelação e manutenção da homeostase tecidual 1,3. Muitos tecidos Mφ derivam de progenitores do saco vitelino durante a embriogênese e persistem no tecido ao longo da vida 4,5. O fenótipo e as funções dessas células são ditados por interações colaborativas e hierárquicas de fatores de transcrição específicos e do microambiente local 6,7,8,9. Uma compreensão crescente dessa dependência aumenta a necessidade de métodos in vivo eficazes para manipulação gênica de Mφ dentro de seu nicho fisiologicamente relevante.
Os vetores lentivirais são uma ferramenta frequentemente empregada para a manipulação de ácidos nucléicos em populações celulares específicas in vivo 10,11,12, particularmente devido à sua capacidade de infectar células em divisão e não em divisão e de se integrar de forma estável ao genoma do hospedeiro13,14. Nas últimas duas décadas, a tecnologia de entrega de lentivírus foi otimizada e envelopes alternativos e promotores sintéticos foram investigados para aumentar o direcionamento específico da linhagem 8,15. Devido ao seu amplo tropismo celular, a glicoproteína de envelope do vírus da estomatite vesicular (VSV-G)16,17 tornou-se o envelope "padrão-ouro" usado na tecnologia de lentivírus.
Neste protocolo18, partículas lentivirais pseudotipadas VSV-G são empregadas para demonstrar a entrega direcionada e eficaz de RNA de grampo curto (shRNA) e microRNA (miR) para Mφ peritoneal de camundongo (pMφ) in vivo, no estado estacionário19. A expressão do transgene foi impulsionada pelo promotor do vírus formador de foco do baço (SFFV). A infecção produtiva das células foi definida pela expressão da proteína fluorescente verde aprimorada (GFP) derivada do lentivírus. A utilização dessa abordagem permitiu uma leitura fácil para experimentos de lentivírus in vivo para definir a dose ideal e o período experimental. Finalmente, o desafio lentiviral in vivo de camundongos durante a inflamação induzida por tioglicolato revelou a propensão natural para a infecção seletiva por pMφ.
Todo o trabalho com animais foi conduzido de acordo com as diretrizes institucionais e do Ministério do Interior do Reino Unido.
NOTA: Todos os estudos in vivo com lentivírus devem ser realizados de acordo com as diretrizes locais e nacionais sobre o uso ético de animais em pesquisa, bem como aderir a todos os regulamentos associados ao uso de materiais infecciosos da categoria II. O bem-estar animal também deve ser monitorado de acordo com os regulamentos locais. Nesta etapa do protocolo, é preciso ter extremo cuidado ao trabalhar com partículas lentivirais e perfurocortantes.
1. Preparação de células HEK293T para transfecção
NOTA: Execute estas etapas em um gabinete de segurança biológica de cultura de tecidos estéril.
2. Transfecção de células HEK293T usando reagente de transfecção lipídica não lipossomal
3. Coleta de partículas lentivirais
4. Purificação do lentivírus
5. Titulação da produção de lentivírus em células T Jurkat
6. Infecção por lentivírus in vivo de macrófagos peritoneais residentes no tecido
7. Coleta de células peritoneais de camundongo infectado com lentivírus
CUIDADO: Para coletas dentro de 72 h após a injeção de lentivírus, siga as regras institucionais de segurança biológica da categoria II. A cama e a gaiola de armazenamento onde os animais infectados foram mantidos nas primeiras 72 horas após a injeção de lentivírus devem ser descontaminadas de acordo com as regras institucionais de segurança biológica da categoria II.
8. Coloração e análise de células peritoneais
9. Extração de células de órgãos
Quando seguido completa e corretamente, este protocolo produz um total de 1,5 mL de estoque de lentivírus de alta qualidade por preparação única, suficiente para doze injeções in vivo no volume ideal determinado neste estudo18. O sucesso da transfecção pode ser avaliado no início do protocolo. Células HEK293T saudáveis e confluentes devem exibir, se presentes nos plasmídeos, um sinal marcador facilmente detectável (por exemplo, GFP usado neste estudo) após 48 h após a transfecção do plasmídeo (Figura 1A). A baixa intensidade do sinal, o descolamento celular excessivo e a baixa confluência nas etapas iniciais do protocolo podem indicar morte celular e resultar em baixo rendimento da preparação de lentivírus. Parte do descolamento celular antes da coleta opcional II (etapa 3.5.1.) é visível e esperado.
Três plasmídeos são usados neste protocolo para geração de partículas de lentivírus: plasmídeo de empacotamento pCMV-ΔR8.91 que codifica a proteína estrutural do HIV-1 (Gag), proteínas acessórias Tat e Rev e polimerase via transcriptase reversa (Pol)22; pMD2.G que codifica o envelope VSV-G sob o promotor13 do CMV; e plasmídeo pHR'SIN-cPPT-SEW (codificando o marcador GFP aprimorado)19 modificado de acordo com a expressão de shRNA ou microRNA.
As preparações de lentivírus são tituladas na linhagem celular Jurkat T devido à sua alta infectividade23. A preparação bem-sucedida do lentivírus atingirá uma taxa de infecção de mais de 95% com uma dose tão pequena quanto 5 μL (Figura 2A). A intensidade fluorescente média das células infectadas continua a aumentar com as doses mais altas (Figura 2B, C). Se necessário, os títulos virais podem ser medidos usando PCR em tempo real de componentes virais integrados, por exemplo, o promotor SFFV, que se correlacionou linearmente com a porcentagem de células que expressam GFP e logaritmicamente com GFP MFI (Figura 2D). Dependendo da construção, particularmente aquelas com uma inserção grande24, algumas preparações de lentivírus podem apresentar infectividade reduzida nas células T Jurkat, conforme demonstrado para a construção Cre-GFP usada neste estudo (Figura 2E, F). Nesse caso, várias preparações de partículas de lentivírus podem ser combinadas e ressuspensas em 1 mL. Recomendamos validar as respostas imunes a essas preparações in vivo antes da experimentação. Naturalmente, as preparações de lentivírus com receptores de entrada alternativos ao VSV-G usados aqui podem exibir diferentes eficiências de infecção na linha celular Jurkat T, dependendo da expressão do receptor nas células. As linhagens celulares utilizadas para a titulação devem ser selecionadas de forma que expressem o receptor utilizado pelas partículas de lentivírus para entrar nas células e preferencialmente não tenham ou tenham expressão muito baixa dos fatores de restrição25.
A produção bem-sucedida de partículas lentivirais é ainda evidenciada pela infecção de pMφ (definida como população CD11b+ F4/80+ e Tim4+)18 (Figura 3A). Determinamos que a injeção intraperitoneal de 100 μL de preparação de lentivírus (em volume total de 200 μL de meio livre de soro) produz a maior porcentagem e intensidade do sinal GFP nessas células ( Figura 3B , C ). Injeções de doses mais altas (150 μL e 200 μL de preparação de lentivírus) não tiveram impacto benéfico na expressão de GFP no pMφ. Experimentos de curso de tempo em 4 h, 3 dias, 7 dias e 14 dias após a injeção intraperitoneal (i.p) com 100 μL de lentivírus revelaram uma porcentagem significativa de pMφ residente que expressa GFP nos dias 3 e 7, seguido pelo desaparecimento da população infectada no dia 14 (Figura 3D, E). Curiosamente, o pMφ que expressa GFP desaparece principalmente no dia 14 após a infecção, devido em parte ao reconhecimento imunológico do marcador GFP. De fato, experimentos de lentivírus com marcador GFP em camundongos Foxp3-DTR-eGFP seletivos para T-Reg evitam a rejeição de pMφ residente infectado até pelo menos o dia 21 (Figura 3F). Para preparações de lentivírus com eficácia diminuída em células Jurkat, uma quantidade maior seria necessária para atingir a taxa de infecção esperada in vivo. No entanto, conforme demonstrado com a preparação de lentivírus Cre-GFP, dependendo do desenho da construção, mesmo uma dose de 300 μL 7 dias após a injeção ip pode produzir um resultado ruim ( Figura 3G ). Anteriormente, demonstramos o uso bem-sucedido deste protocolo para superexpressão e knockdown de genes in vivo em pMφ de camundongo, incluindo Map3k8 mediado por shRNA lentiviral e knockdown de Gata6 19. Aqui, mostramos que este protocolo também pode ser empregado com sucesso para superexpressão de microRNA murino 146b (mmu-miR-146b) e para knockdown da molécula de adesão intercelular 1 (ICAM1, CD54) usando shRNA derivado de lentivírus em pMφ residente ( Figura 3H , I ).
A infecção de células primárias, como macrófagos, requer maior entrada de lentivírus, presumivelmente devido à presença de fatores de restrição nessas células. Os fatores de restrição são mecanismos de proteção naturais das células que interferem nas etapas do ciclo de vida dos vírus, como transcrição reversa ou integração, levando à inibição da expressão gênica das construções.
Além disso, a validação in vivo do protocolo não demonstrou nenhum efeito da entrega de lentivírus i.p na viabilidade das células imunes peritoneais ( Figura 4A ) e indicou infectividade distinta das subpopulações pMφ residentes (definidas pela expressão dos marcadores CD73 e Tim4) ( Figura 4B , C ). É importante ressaltar que a infecção produtiva por lentivírus foi limitada ao Mφ residente no local da injeção, conforme evidenciado pela falta de expressão significativa de GFP no linfonodo mesentérico (mLN), pulmão, fígado ou baço Mφ após 7 dias após o desafio ( Figura 4D ). Considerando que, em muitos casos, o direcionamento genético de Mφ deve ser realizado em condições inflamatórias, investigamos a eficácia desse protocolo em camundongos desafiados por via intraperitoneal com 0,1 mL de tioglicolato a 4%. A injeção de tioglicolato desencadeia um influxo de células Mφ e monocíticas derivadas de monócitos inflamatórios que podem ser divididas em 5 populações distintas ( Figura 4E ). A análise por citometria de fluxo revelou um fenótipo refratário de células monocíticas (populações Ly6Chi 1 e 2) à infecção por lentivírus, em linha com achados anteriores em células humanas26. Em contraste, Mφ e monócitos residentes (grupos 3-5) permaneceram mais suscetíveis à infecção (Figura 4F).
A análise detalhada da citometria de fluxo detectou a expressão de GFP predominantemente em Mφ peritoneal residente e pMφ residente no complexo principal de histocompatibilidade (MHC) classe II+ (MHCII+ F4/80+ Tim4+) (até 60% no dia 3 após a injeção) (Figura 5A). Pouco ou nenhum sinal de GFP foi detectado em outras populações de células peritoneais, incluindo Mφs/DCs peritoneais derivados da medula óssea (MHCII+, CD11b+, CD11c+), células B (CD19+), células T (CD3+), mastócitos (CD11b-, FcεR1+), eosinófilos (Siglec-F+), células NK (CD19-, NK1.1+) e neutrófilos (Ly6G+) (Figura 5A, B). A longevidade da expressão de GFP (Figura 5C) em todas as populações seguiu a de Mφ peritoneal residente (Figura 1D). Um aumento transitório na frequência de neutrófilos foi registrado após 4 h após a injeção i.p de 100 μL (em um volume total de 200 μL de meio livre de soro) de lentivírus (Figura 5D), indicando inflamação leve precoce presente em animais desafiados. Finalmente, o pMφ residente experimentou uma grande queda na frequência entre os dias 7 e 14 pós-infecção (Figura 5E), sugerindo a melhor janela experimental entre os dias 3 e 7 pós-injeção.

Figura 1: Produção de lentivírus em células HEK293T . (A) Imagens representativas de imunofluorescência de células HEK293T 48h após a transfecção bem-sucedida (microscópio fluorescente [pico de excitação de 488 nm, pico de emissão de 510 nm], ampliação de 20x, barra de escala = 400 μm). (B) Fotografia do tubo cônico da ultracentrífuga contendo uma camada de sacarose a 20% (inferior, transparente) e uma camada de meio coletada de células HEK293T transfectadas (superior, vermelho). (C) Fotografia da inserção correta da ultracentrífuga cônica no balde, incluindo o adaptador. (D) Fotografias mostrando o balanceamento correto e incorreto do rotor da ultracentrífuga. (E) Fotografia da configuração ideal do gabinete Cat II e materiais para injeções in vivo para um indivíduo destro. Esta figura foi modificada com permissão de Ipseiz N et al.18. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Titulação de lentivírus em células T Jurkat. (A) Análise de citometria de fluxo representativa de células T Jurkat 72 h após a infecção com doses crescentes de lentivírus contendo um plasmídeo GFP mostrando a porcentagem de células GFP + (GFP +), (B) intensidade média de fluorescência (MFI) de células GFP + e (C) um histograma representativo da expressão de GFP. (D) Gráfico de dispersão mostrando MFI (Y esquerdo) e a porcentagem de células infectadas com um lentivírus que expressa GFP (Y direito) versus o número de cópias do vírus detectado por pg de DNA (eixo x). (E) Um histograma representativo da infecção de células T Jurkat com lentivírus Cre-GFP subótimo (Cre-GFP LV) preparação e controle de lentivírus GFP (GFP LV) e (F) dados resumidos mostrando a porcentagem de células T Jurkat infectadas com lentivírus Cre-GFP (GFP +). Esta figura foi modificada com permissão de Ipseiz N et al.18. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Eficiência de infecção do pMФ residente. (A) Estratégia de gating de células pMφ residentes (CD11b +, Tim4 +, F4 / 80 +) e Tim4-, F4 / 80 + . As células foram fechadas em singletos, seguidas por CD11b+. (B) Gráficos de pontos representativos e (C) um resumo da frequência de infecção (% de células GFP+) e intensidade (MFI) de células GFP+ isoladas 3 dias após a infecção in vivo com diferentes quantidades de preparação de lentivírus GFP. (D) Gráfico de pontos representativo e (E) um resumo da frequência de infecção (% de células GFP +) e intensidade (MFI) de células GFP + isoladas em diferentes momentos após infecção in vivo com 100 μL de lentivírus em um volume total de 200 μL de meio livre de soro. (F) Um resumo do número de células nos dias 7, 14 e 21 após a entrega intraperitoneal de lentivírus que expressa GFP em camundongos Foxp3-DTR-eGFP mostrando o número de pMφ que expressam GFP e macrófagos inflamatórios e células dendríticas (InfMØs / DCs [F480baixo]). (n= 1-2 por grupo). (G) Gráfico de pontos representativo da infecção in vivo subótima de Gata6-KO mye 19 pMφ residente com 300 μL de lentivírus Cre-GFP 7 dias após a injeção ip. (H) Quantificação de RT-qPCR da expressão de mmu-miR-146b-5p de Mφ peritoneal residente desafiado in vivo com 100 μL de lentivírus que codifica microRNA-146b murino (miR-146b) ou controle (C). Células residentes pMφ (círculos brancos) e Tim4-, F4/80+ (círculos cinzas). (I) Um gráfico de pontos representativo da regulação negativa bem-sucedida de ICAM1 em pMφ em camundongos 129S6 fêmeas, 7 dias após a injeção ip de lentivírus contendo shRNA direcionado. O shRNA de controle é mostrado. A sobreposição mostra o controle de isotipo. Dados expressos como média ± camundongos SEM, n≥2. Esta figura foi modificada com permissão de Ipseiz N et al.18. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: Eficiência de infecção das subpopulações pMφ residentes. (A) Porcentagem do total de células individuais e Mφ residente viável 7 dias após 100 μL de meio livre de soro (-) ou injeção de lentivírus GFP (+) ip. (B) Estratégia de gating mostrando quatro populações principais de pMφ encontradas in vivo: CD73 + Tim4 +, CD73-Tim4-, CD73 + Tim4-, CD73-Tim4 + e (C) frequência de infecção correspondente (% células GFP +) e intensidade (MFI de células GFP +) dessas populações. (D) Porcentagem de células GFP+ em múltiplos órgãos 7 dias após a injeção de 100 μL de lentivírus ip. Abreviaturas: mLN, linfonodo mesentérico. (E) Os camundongos foram injetados i.p com 0,1 mL de tioglicolato a 4% por 5 dias, seguido de injeção i.p com lentivírus. Estratégia de gating de pMφ e monócitos após 3 dias após a injeção de lentivírus i.p. (F) Frequência de infecção, MFI e análise do número de células de monócitos GFP+ (Ly6C+) e Mφ (Ly6C-). Dados expressos como média ± camundongos SEM, n≥3. Esta figura foi modificada com permissão de Ipseiz N et al.18. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: Impacto da injeção de lentivírus na inflamação peritoneal. Os camundongos foram injetados in vivo i.p com lentivírus expressando GFP. (A) Frequência de infecção de populações de células na cavidade peritoneal após várias quantidades de injeções de lentivírus (50 μL, 100 μL, 150 μL ou 200 μL). (B) Intensidade da expressão de GFP em populações de células infectadas produtivamente 7 dias após a injeção ip. (C) Frequência de infecção de populações de células na cavidade peritoneal em vários momentos após a injeção ip. (D) e (E) Porcentagem de células em vários pontos de tempo após a injeção ip. Todas as injeções de lentivírus foram realizadas com o mesmo volume total de 200 μL completado por meio sem soro. Salvo indicação em contrário, foi utilizada uma dose de 100 μL de lentivírus. Os camundongos controle ("C") receberam 200 μL de meio puro sem soro. Dados expressos como média ± camundongos SEM, n≥3. Esta figura foi modificada com permissão de Ipseiz N et al.18. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Alvo de anticorpos | Fluoróforo | Clone | Diluição utilizada | concentração final [μg/mL] |
| Antígeno central do HIV-1 | RD1 | FH190-1-1 | 1/100 | 1 |
| I-A/I-E | PerCpCy5.5 | M5/114.15.2 | 1/400 | 0.5 |
| Ly6G | PerCpCy5.5 | 1A8 | 1/400 | 0.5 |
| CD3e | PerCpCy5.5 | 17A2 | 1/200 | 1 |
| CD3e | PE/Cy7 | 500A2 | 1/400 | 0.5 |
| CD11c | PE/Cy7 | N418 | 1/800 | 0.25 |
| CD11c | BV605 | N418 | 1/400 | 0.5 |
| CD226 | AF647 | 10 E 5 | 1/400 | 1.25 |
| Timóteo 4 | AF647 | RTM4-54 | 1/600 | 0.83 |
| CD4 | APC | GK1.5 | 1/400 | 0.5 |
| CD11b | AF700 | M1/70 | 1/700 | 0.71 |
| CD11b | PerCpCy5.5 | M1/70 | 1/400 | 0.5 |
| F4/80 | Azul Pacífico | BM8 | 1/700 | 0.71 |
| F4/80 | BV605 | BM8 | 1/400 | 0.25 |
| F4/80 | BV711 | BM8 | 1/400 | 0.5 |
| CD73 | eFluor450 | TY/11.8 | 1/400 | 2.5 |
| CD19 | V450 | 1D3 | 1/400 | 0.5 |
| CD19 | APC | 1D3 | 1/400 | 0.5 |
| CD8a | eFluor450 | 53-6.7 | 1/400 | 0.5 |
| SiglecF | BV421 | E50-2440 | 1/400 | 0.5 |
| NK1.1 | APC/Cy7 | PK136 | 1/400 | 0.5 |
| FceR1 | eFluor450 | 1º DE MARÇO | 1/400 | 0.5 |
| ICAM1 | PE | 1A29 | 1/100 | 2 |
| IgG1 de rato, controle do isotipo κ | PE | 1/100 | 2 |
Tabela 1: Lista de anticorpos
Os macrófagos residentes no tecido desempenham uma variedade de funções homeostáticas e inflamatórias específicas do tecido 1,2 ditadas por seu ambiente fisiológico 6,7,8,9. Neste protocolo, um método eficaz18 para manipulação de macrófagos residentes peritoneais in vivo usando partículas de lentivírus foi introduzido para investigar a função dos macrófagos em seu microambiente biológico.
É essencial para o sucesso do protocolo usar células HEK293T saudáveis. É a melhor prática descongelar as células pelo menos uma semana antes do início deste protocolo para garantir a recuperação das células e bons números. As células devem ser semeadas em um volume apropriado de meio um dia antes da transfecção planejada e devem atingir cerca de 80% de confluência no dia da transfecção. Preparações celulares sub ou superconfluentes resultarão em redução do rendimento de lentivírus. Recomendamos a transfecção de células HEK293T com o reagente de transfecção de acordo com as instruções do fabricante para obter os melhores resultados. As etapas essenciais da transfecção incluem a mistura apropriada dos plasmídeos e reagentes e a adição gota a gota da mistura diretamente à monocamada da célula HEK293T. A transfecção de fosfato de cálcio de células HEK293T27,28 poderia ser empregada neste protocolo. No entanto, o usuário deve estar ciente de que a eficácia desse método pode variar e pode resultar em diminuição da eficiência da transfecção.
As precauções de segurança devem ser consideradas no protocolo a partir do dia da HEK293T transfecção celular. Isso inclui trabalhar em um armário de segurança de categoria II, usar luvas duplas ao manusear material contaminado e branqueamento adequado do material contaminado (com solução de descontaminação, por exemplo, 2.000 ppm de solução de alvejante) por no mínimo 4 h. Os usuários devem consultar seus regulamentos institucionais sobre o trabalho com patógenos e resíduos da categoria II.
Neste protocolo, a preparação de lentivírus é primeiro purificada usando um filtro de 0,45 μm para remover HEK293T detritos celulares. O uso de filtros menores (0,22 μm) e membranas de éster de celulose deve ser evitado, pois resultará na perda de partículas de lentivírus. Recomenda-se o uso de filtros de poliéter sulfona ou fluoreto de polivinilideno de baixa ligação a proteínas29. A segunda etapa de purificação é realizada na camada única de sacarose a 20% em uma ultracentrífuga para remover as impurezas restantes, o que é particularmente importante para a consequente administração in vivo da preparação de lentivírus. Nas instituições em que a ultracentrífuga não está disponível, outros30 descreveram a purificação de lentivírus à base de sacarose usando uma centrífuga de laboratório padrão. Isso poderia ser implementado neste protocolo como uma alternativa. A preparação de lentivírus é titulada em células T Jurkat na expressão do sinal do marcador (por exemplo, GFP usado neste protocolo). Para construtos sem marcadores, as partículas físicas de lentivírus podem ser avaliadas pela quantificação da proteína p24gag do HIV-1 pelo kitELISA 31, análise de citometria de fluxo do antígeno central18 do HIV-1 ou medição das alterações no gene alvo (preferencialmente usando os métodos que permitem a medição de alterações em células individuais, por exemplo, citometria de fluxo ou microscopia). Se a titulação do controle e do lentivírus diferir significativamente nas células T Jurkat, os volumes usados para os estudos in vivo podem ser ajustados para atingir a infecção mais comparável entre as preparações de lentivírus.
A principal limitação do protocolo é o desaparecimento observado de Mφ peritoneal residente em GFP+ dentro de 14 dias após a injeção de lentivírus i.p. Para estudos de longo prazo, linhagens de camundongos com alteração genética estável em um tipo de célula ou tecido específico devem ser consideradas32. Por exemplo, como os macrófagos peritoneais não expressam Foxp3 (uma proteína T-Reg), utilizamos camundongos Foxp3-DTR-eGFP33 e confirmamos que a expressão de GFP é mantida em Mφ peritoneal 21 dias após a infecção ( Figura 3F ). No entanto, é importante notar que os lentivírus contêm outros componentes estranhos, e essa extensão na persistência de células infectadas nos camundongos Foxp3-DTR-GFP pode não ser permanente. Uma fraqueza adicional deste método é um baixo nível de inflamação que pode ser observado na cavidade peritoneal após a injeção de lentivírus, conforme testemunhado pelo influxo de neutrófilos 4 h após a injeção (Figura 5D), o que pode significar que infecções repetidas acelerariam a perda associada à inflamação de Mφ peritoneal residente que expressa GFP. Embora não tenhamos detectado interferons tipo I (IFNs) na cavidade peritoneal, as partículas de lentivírus pseudotipadas VSV-G demonstraram anteriormente induzir alguns dos genes estimulados por IFN em Mφ humano na ausência de IFNs detectáveis34. Isso deve ser considerado ao usar este protocolo para experimentos que investigam respostas imunes antivirais. A ocorrência de inflamação aguda e sustentada após a injeção intravenosa de preparação de lentivírus pode indicar contaminação da preparação.
As áreas de solução de problemas incluem: 1) para baixo título de lentivírus, garantir a saúde das células HEK293T e a transfecção eficaz (por exemplo, expressão de marcadores, se presente, em HEK293T células). Se a taxa de infecção permanecer baixa, considere o tamanho do construto. Construções com inserções maiores ou estruturas secundárias mais complexas podem afetar o título final de lentivírus e a infectividade24. Portanto, cada construção deve ser testada independentemente e em paralelo ao seu respectivo vetor de controle; 2) Se for necessária uma grande quantidade de lentivírus, recomenda-se preparar vários frascos T175 de células HEK293T e aumentar a produção de acordo. Para evitar a variação das preparações de lentivírus, é a melhor prática mesclar as coleções finais antes da alíquota e armazenamento. Para uma produção tão maior, a mistura de plasmídeos (seção 2) deve ser preparada em tubos de 50 mL para garantir a mistura eficaz dos componentes.
Apesar de seu amplo tropismo, as partículas lentivirais pseudotipadas do VSV-G visam predominantemente os macrófagos teciduais como demonstrado anteriormente para o alveolar35 e, aqui,18 para o pMФ quando administradas pelas respectivas vias. Alterações no envelope nas partículas de lentivírus podem, em alguns casos, resultar em diminuição da transdução de macrófagos in vivo36 e são desnecessárias para este protocolo. Em comparação com outras abordagens virais para manipulação gênica in vivo em macrófagos (revisado em37), o uso de vetores lentivirais oferece integração estável do transgene em macrófagos teciduais35, expressão transgênica eficiente e o maior limite de tamanho do vetor (aproximadamente 8 Kb).
A Mφ peritoneal desempenha um papel importante na prevenção, início, progressão e resolução de várias doenças, incluindo câncer abdominal, pancreatite e peritonite38. Este protocolo descreve uma ferramenta eficaz para modificação gênica em pMφ murino, permitindo a investigação dos processos biológicos por trás dessas patologias em um microambiente fisiologicamente relevante. Embora os próprios vetores lentivirais estejam se tornando uma ferramenta de interesse para intervenções clínicas39, devido à origem do vírus da imunodeficiência e a uma integração genômica estável, as preocupações de segurança impedem sua implementação terapêutica. Uma compreensão mais aprofundada das respostas dos macrófagos à modulação do gene lentiviral pode avançar na aplicação dessa ferramenta altamente eficaz em um ambiente clínico.
Os autores não têm nada a divulgar.
Esta pesquisa foi financiada, no todo ou em parte, pelo Wellcome Trust Investigator Award [107964/Z/15/Z]. PRT também é apoiado pelo Instituto de Pesquisa de Demência do Reino Unido. O M.A.C é apoiado pela Biotechnology and Biological Sciences Research Council Discovery Fellowship (BB/T009543/1). Para fins de Acesso Aberto, o autor aplicou uma licença de direitos autorais públicos CC BY a qualquer versão do Manuscrito Aceito pelo Autor decorrente desta submissão. L.C.D é professor na Universidade de Swansea e pesquisador honorário da Universidade de Cardiff. Este trabalho é apoiado pelo trabalho realizado por Ipseiz et al. 202018.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 0,05% Tripsina-EDTA (1x) (Tripsina 500 mg/L ou 0,02 mM) | Thermo Fisher Scientific | 25300054 | |
| 0,22 μ m filtro estéril millex GP | Merck | SLGS033SS | |
| 0,45 μ m filtro estéril millex GP | Merck | SLHP033RS | |
| seringa de insulina U-100 de 0,5 mL com agulha, 0,33 mm x 12,7 mm (29 G) | BD | 324892 | |
| recipiente para objetos cortantes de 1 litro | N/A | N/A | |
| 2.4G2 anticorpo (TruStain FcX anti-mouse CD16/32) | Biolegend | 101320 | |
| 40 μ filtro | Thermo Fisher Scientific | 22363547 | |
| meio AimV (grau de pesquisa), Suplemento AlbuMax | Thermo Fisher Scientific | 31035025 | |
| Tampão de bloqueio | preparado em casa | ||
| Meio tioglicolato de cerveja | Sigma-Aldrich | B2551 | Solução estoque a 4% preparada em água, autoclavada e mantida congelada. |
| CD11b | Biolegend | 101222 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD11b | BD | 550993 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD11c | Biolegend | 117317 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD11c | Biolegend | 117333 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD19 | BD | 560375 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD19 | Biolegend | 152410 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD226 | Biolegend | 128808 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD3e | BD | 560527 Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração | |
| CD3e | Biolegend | 152313 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD4 | Biolegend | 100412 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD73 | eBioscience | 16-0731-82 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| CD8a | eBioscience | 48-0081-82 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| Frasco de cultura de células (frasco T175, 175 cm2, 550 mL) | Greiner Bio One | 658175 | |
| Tubos de centrífuga, tubos de fundo cônico 25 mm x 89 mm | Centrífugas Beckman Coulter | 358126 | |
| Centrífuga | Ultracentrífuga Beckman Coulter | e centrífuga TC | |
| Colagenase tipo IV | Sigma-Aldrich | C5138 | |
| (15 mL e 50 mL) | Greiner Bio One | 11512303 & 11849650 | |
| Criotubos | Greiner Bio One | 123277 | ou criotubos |
| DMEM médio (1x) + 4,5g/L D-glicose, 400 µ M L-glutamina | Thermo Fisher Scientific | 41965-062 | |
| Dnase I | Sigma-Aldrich | 11284932001 | |
| Reagente de transfecção Effectene | Qiagen | 301425 | |
| F4/80 | Biolegend | 123123 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| F4/80 | Biolegend | 123133 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| F4/80 | Biolegend | 123147 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| FceR1 | eBioscience | 48-5898-80 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| Soro fetal de bezerro (FCS) | Thermo Fisher Scientific | 10270-106 | inativado por calor por 30 min a 56 &graus; C e estéril filtrado através de 0,22 μ filtro m |
| Citômetro de fluxo | Thermo Fisher Scientific | Tampão de citometria de fluxo Attune NxT | |
| (FACS) | preparado internamente | ||
| Microscópio fluorescente de cultura de tecidos | Thermo Fisher Scientific | EVOS FL | |
| Fórceps | N/A | N/A Preferência | do usuário |
| Solução salina balanceada de Hank (HBSS) | Gibco, Life Technologies | 14175-053 | |
| Linha | celular HEK293T | cultivado por pelo menos uma semana antes da transfecção. Antígeno central do HIV-1 livre de micoplasma | |
| Beckman Coulter | 6604667 | ||
| Hialuronidase | Sigma-Aldrich | H3506 | |
| Hydrex esfoliante cirúrgico, gluconato de clorexida 4% p/v limpador de pele | Ecolab | 3037170 | |
| I-A/I-E | Biolegend | 107625 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| ICAM1 | Becton Dickinson | 554970 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| linha | cultivada por pelo menos uma semana antes do uso. Kit de coloração de | ||
| células mortas de infravermelho próximo corrigível VIVO/MORTO | Thermo Fisher Scientific | L34975 | |
| Ly6G | Biolegend | 127615 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| Os camundongos | aqui usaram fêmeas C57BL/6, com idade entre 8 e 12 semanas (Charles Rivers), a menos que especificado de forma diferente | ||
| Pipetas microcapilares (faixa de volume 0,5-1.000 μ L) | Fisher Científico & Starlab | 11963466 & 11943466 & 11973466 & S1111-3700 | |
| NK1.1 | Biolegend | 108724 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| Paraformaldeído | Sigma-Aldrich | P6148-500G | preparado a 2% p/v em PBS |
| pCMV-Δ Plasmídeo de embalagem R8.91 | Zuffrey, R., et al. 1997 | Resistência à ampicilina. | |
| Penicilina/Estreptomicina (100x, 10.000 U/mL) | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
| placa de Petri | Greiner Bio One | 664160 | |
| plasmídeo pHR'SIN-cPPT-SEW | Rosas, M. et al. 2014 | Codifica o marcador EGFP a jusante do promotor SFFV e a montante do intensificador do vírus hepatitivo Woodchuck. Resistência à ampicilina. | |
| O plasmídeo | Naldini, L. et al. 1996 | codifica o envelope da glicoproteína g do vírus da estomatite vesicular (VSV-G). Resistência à ampicilina. | |
| Controle de isotipo IgG1 de rato, κ | Becton Dickinson | 550617 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração Soro |
| de rato | Sigma-Aldrich | R9759-10ML | |
| Tampão de lise ACK de sangue vermelho | preparado em casa | ||
| Meio RPMI 1640 (1x) + 400 uM L-glutamina | Thermo Fisher Scientific | 21875-091 | |
| Saponina | Sigma-Aldrich | S4521 | |
| SiglecF | BD | 562681 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| Comprimidos de hipoclorito de sódio (alvejante, 2.000 ppm) | Guest Medical | H8818 | |
| Placa de cultura de células estéril de 24 poços | Greiner Bio One | 662160 | |
| PBS estéril de Dulbecco (DPBS) (1x) Mg++ e Ca2+ - grátis | Thermo Fisher Scientific | 14190144 | |
| EDTA estéril | Thermo Fisher Scientific | 15575020 | |
| Pipetas de transferência descartáveis VWR estéreis (23,0 mL, 30 cm) | VWR | 612-4515 | |
| Sacarose | Thermo Fisher Scientific | 15503022 | |
| tesouras cirúrgicas | N/A | N/A | Preferência do utilizador |
| Seringas (50 mL e 1 0 mL) | Fisher Scientific | 10084450 & 768160 | |
| Tim4 | Biolegend | 130007 | Consulte a Tabela 1 para a diluição e concentração |
| placa de cultura de células de 96 poços com fundo em U | Greiner Bio One | 650180 |
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