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Research Article
Yan Zhang*1, Xingxing Su*2, Lisha Wang2, Zhengliang Yue2, Qiao Liu3, Ling Ran2, Shun Lei2, Jianjun Hu2, Lifan Xu2, Lilin Ye2, Ping Ji4, Guimei Li1, Qizhao Huang5, Shuqiong Wen4
1College of Veterinary Medicine,Qingdao Agricultural University, 2Institute of Immunology,Third Military Medical University, 3Institute of Cancer, Xinqiao Hospital,Third Military Medical University, 4Stomatological Hospital of Chongqing Medical University, 5Institute of life science,Chongqing Medical University
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
O desenho experimental aqui apresentado fornece um modelo reprodutivo útil para o estudo de células T CD8+ antígeno-específicas durante metástases linfonodais (LN), o que exclui a perturbação de células T CD8+ circunstantes.
As células T CD8+ antígeno-específicas tumorais provenientes da drenagem de linfonodos ganham importância acumulada na montagem da resposta imune antitumoral durante a tumorigênese. No entanto, em muitos casos, as células cancerosas formam loci metastáticos nos gânglios linfáticos antes de metastatizar para órgãos distantes. Até que ponto as respostas locais e sistemáticas de células T CD8+ foram influenciadas pela metástase de NL permanece obscura. Para isso, montamos um modelo de metástase de LN murino combinado com uma linhagem celular de melanoma B16F10-GP expressando o neoantígeno substituto derivado do vírus da coriomeningite linfocítica (LCMV), glicoproteína (GP) e camundongos transgênicos P14 que abrigam receptores de células T (TCRs) específicos para o peptídeo GP33-41 derivado da GP apresentado pela molécula H-2Db do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) classe I. Este protocolo permite o estudo da resposta antígeno-específica de células T CD8+ durante metástases de NL. Neste protocolo, camundongos C57BL/6J foram implantados subcutaneamente com células B16F10-GP, seguido de transferência adotiva com células P14 virgens. Quando o tumor subcutâneo crescia para aproximadamente 5 mm de diâmetro, o tumor primário era excisado e as células B16F10-GP eram injetadas diretamente no linfonodo de drenagem tumoral (TdLN). Em seguida, a dinâmica das células T CD8+ foi monitorada durante o processo de metástase do NL. Coletivamente, este modelo forneceu uma abordagem para investigar precisamente as respostas imunes de células T CD8+ antígeno-específicas durante metástases de NL.
A imunoterapia do câncer, especialmente o bloqueio do ponto de verificação imune (ICB), revolucionou a terapia do câncer1. O ICB bloqueia os imunorreceptores coinibitórios (como PD-1, Tim-3, LAG-3 e TIGIT), que são altamente expressos em células T CD8+ esgotadas no microambiente tumoral (TME), levando ao revigoramentode células T CD8+ esgotadas2. Considerando a heterogeneidade das células T CD8+ esgotadas, evidências acumuladas revelaram que células T CD8+ tumor-específicas derivadas da periferia, incluindo linfonodos drenantes (dLN), mas não na EMT, medeiam a eficácia do ICB3,4,5,6,7,8. Recentemente, confirmou-se que as células T CD8+ de memória específicas de TdLN TCF-1+TOX (TdLN-TTSM) são os verdadeiros respondedores ao ICB, que incorporam várias propriedades funcionais das células T de memória convencionais e podem expandir e diferenciar-se em células exaustas de progênie após o tratamento com ICB9. Em conjunto, esses achados corroboram a importância do NL na montagem da imunidade antitumoral.
O linfonodo funciona como um local crítico na facilitação do priming e ativação de células T CD8+ tumor-específicas, fornecendo base estrutural e sinais biológicos10. Vários tipos de células cancerosas frequentemente semeiam linfonodo sentinela (LS, o primeiro LN drenando um tumor primário) antes da disseminaçãosistemática11. A presença de metástase no LS está associada a pior evolução no câncer humano e modelos pré-clínicos mostraram que as células tumorais no TdLN poderiam se espalhar para órgãos distantes através dos vasos linfáticos e sanguíneos do nódulo 12,13,14,15. A biópsia do LS representa agora um procedimento padrão para orientar decisões subsequentes de tratamento em muitos tipos de tumores sólidos, o que poderia evitar a ressecção desnecessária de NL não comprometido16,17. Mesmo para o LN envolvido, permanece controverso se e quando a ressecção cirúrgica é necessária, pois vários estudos demonstraram que a remoção do NL regional não apresentou melhora na sobrevida global em comparação com aqueles que receberam radioterapia ou terapia sistêmica sem ressecção regional do NL 18,19. Uma interpretação é que o LN metastático (mLN) com doença microscópica pode reter alguma capacidade de educar células imunes e fornecer alguns benefícios terapêuticos. Assim, é extremamente importante elucidar como a metástase de LN afeta a resposta imune antitumoral, especialmente as propriedades e funções daTSM TdLN-T.
Até o momento, tanto os dados pré-clínicos quanto clínicos têm revelado algumas alterações estruturais e celulares no mLN20. No entanto, as alterações dinâmicas das células T CD8+ tumor-específicas durante a metástase de NL não foram delineadas. Portanto, o desenvolvimento de um modelo convincente de metástase de NL é necessário para uma investigação mais aprofundada. De fato, vários estudos relataram modelos de camundongos mLN de diferentes maneiras 14,21,22. Por exemplo, metástases espontâneas em LNs axilares foram realizadas através do implante de células de câncer de mama 4T1 no coxim gordurosomamário 22. Em outro estudo, Reticker-Flynn e col. geraram linhagens celulares de melanoma com alta incidência de disseminação do tumor primário subcutâneo para LNs por meio da inoculação seriada de células tumorais cultivadas a partir de tecidos mLN dissociados (nove rodadas)14. Outro modelo comumente utilizado foi preparado pela injeção de células tumorais no coxim plantar e os loci metastáticos seriam formados no LN poplíteo22. Notadamente, é difícil avaliar os momentos precisos de intervenção, pois a metástase de NL nesses modelos nem sempre é fiel.
No presente estudo, um modelo metastático de LN murino foi estabelecido através da injeção intranodal de células B16F10-GP23,24, geradas pela inserção mediada por CRISPR/Cas9 da sequência gênica da glicoproteína (GP) do vírus LCMV no genoma da linhagem celular B16F10 9. Em seguida, esses camundongos foram transferidos com células P14 que abrigam receptores transgênicos de células T (TCRs) que reconhecem especificamente o epítopo H-2Db GP33-41 25,26 e a dinâmica sistêmica e local de células T CD8+ antígeno-específicas durante metástases de NL pôde ser investigada. Nosso desenho experimental fornece um modelo útil para o estudo das respostas imunes, especialmente das células T CD8+ antígeno-específicas durante a metástase do LN, o que exclui a perturbação das células T CD8+ circunstantes. Esses resultados afetariam as opções de tratamento clínico de remover ou reter o mLN e lançariam uma nova luz sobre a manipulação do mLN para alcançar o máximo de benefícios terapêuticos.
Os camundongos C57BL/6J (referidos a camundongos B6) e os camundongos transgênicos P14 virgens 9,27 utilizados tinham de 6 a 10 semanas de idade, pesando 18-22 g. Homens e mulheres foram incluídos sem randomização ou cegamento. Todos os estudos com animais foram conduzidos de acordo com as diretrizes do Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade Agrícola de Qingdao.
1. Preparação do meio e dos reagentes
2. Preparação da suspensão de células B16F10-GP
3. Inoculação ectópica de células B16F10-GP na região inguinal bilateral de camundongos
4. Transferência adotiva de células T P14 para camundongos portadores de tumor
5. Ressecção do tumor primário
NOTA: Certifique-se de que todos os instrumentos cirúrgicos sejam autoclavados antes do uso. Esterilizar a área de operação dentro da cabine de biossegurança com etanol 75%, seguido de irradiação UV por pelo menos 30 min. Use aventais, chapéus, máscaras e luvas estéreis durante a cirurgia.
6. Injeção intranodal de células B16F10-GP no linfonodo inguinal
NOTA: Após a eliminação bilateral do tumor, as células B16F10-GP foram injetadas no linfonodo inguinal unilateral e a PBS foi injetada no outro lado.
O diagrama esquemático deste desenho experimental é mostrado na Figura 1A. Um total de 5 x 105 células B16F10-GP em 100 μL de PBS foram implantadas por via subcutânea (s.c.) na região inguinal bilateral de camundongos CD45.2 C57BL/6J. Após 7 dias, esses camundongos portadores de tumor foram injetados intraperitonealmente (i.p.) com 4 mg de CTX, seguido pela transferência adotiva de 5 x 105 células CD45.1+P14 através de injeção intravenosa (i.v.) de cauda. Quando os tumores cresceram para aproximadamente 3-5 mm de diâmetro (cerca de 7 dias após a transferência de células P14), os tumores primários foram ressecados, e 5 x 104 células B16F10-GP em 20 μL de PBS foram diretamente injetadas no linfonodo inguinal unilateral. O linfonodo inguinal do outro lado foi injetado com volumes iguais de PBS. A coloração representativa de hematoxilina e eosina (H&E, 100x) do linfonodo não metastático (nLN) e do linfonodo metastático (NMm) nos momentos indicados é mostrada na Figura 1B. A estrutura do nLN estava intacta. No estágio inicial da metástase do NL (D8), o mLN estava parcialmente ocupado com células tumorais (seta preta), e ainda há alguma área remanescente com linfócitos que não foram invadidos por células tumorais (seta vermelha). Enquanto na fase tardia da metástase do NL (D18), o mLN é preenchido por células tumorais acompanhadas de angiogênese tumoral e poucos linfócitos. Células P14 ativadas recuperadas em TdLN produziram alto nível de IFN-γ após estimulação do peptídeo GP33-41 9,31. Aqui, as porcentagens de células P14 ativadas foram analisadas por citometria de fluxo em diferentes momentos e a estratégia de gating é mostrada na Figura 2. A frequência de linfócitos T CD8+ antígeno-específicos no sangue periférico nos estágios inicial (D8) e tardio (D18) é de 2,81% e 1,48%, respectivamente (Figura 3A). Foi relatado que células T CD8+ específicas do tumor residem estritamente em dLN durante a tumorigênese e LN não drenante recupera células limitadas do doador33. A porcentagem de células P14 antígeno-específicas no nLN foi estável durante a metástase do NL. Curiosamente, as células T CD8+ antígeno-específicas no mLN foram potencializadas transitoriamente no estágio inicial, evidenciado pela maior frequência de células P14 em comparação com o nLN, enquanto diminuiu acentuadamente no estágio tardio (Figura 3B).

Figura 1: Diagrama esquemático do delineamento experimental. (A) Camundongos C57BL/6J (CD45.2+) são implantados com 5 x 105 células tumorais B16F10-GP na região inguinal bilateral. Após 7 dias, esses camundongos são injetados intraperitonealmente com 4 mg de CTX, seguidos pela transferência adotiva de diferentes células P14 marcadas congenicamente (CD45.1+) no dia seguinte. Quando os tumores crescem para aproximadamente 3-5 mm de diâmetro (cerca de 7 dias após a transferência de células P14), os tumores primários são ressecados, então 5 x 104 células B16F10-GP em 20 μL de PBS são injetadas diretamente no linfonodo inguinal unilateral, e o linfonodo inguinal do outro lado é injetado com volumes iguais de PBS. (B) Coloração representativa da hematoxilina e eosina (H&E,100x) dos LNs. Abreviaturas: s.c. = subcutânea; CTX= ciclofosfamida; i.v. = intravenosa; Saco = sacrifício; nLN = LN não metastático; mLN = LN metastático. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Estratégia de Gating para análise por citometria de fluxo. Estratégia de gating usada para identificar células T CD8+ ativadas antígeno-específicas derivadas do doador. Abreviações: L/D = vivo/morto. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Dinâmica das células T CD8+ antígeno-específicas durante metástases de NL. A proporção de células T CD8+ antígeno-específicas no (A) sangue periférico, (B) nLN e mLN em diferentes momentos. Abreviações: nLN = LN não metastático; mLN = LN metastático. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Os autores declaram não haver interesses concorrentes.
O desenho experimental aqui apresentado fornece um modelo reprodutivo útil para o estudo de células T CD8+ antígeno-específicas durante metástases linfonodais (LN), o que exclui a perturbação de células T CD8+ circunstantes.
Este trabalho foi apoiado pela National Science Foundation for Outstanding Young Scholars of China (No. 82122028 to LX), pela National Natural Science Foundation of China (No. 82173094 to LX), Natural Science Foundation of Chong Qing (No. 2023NSCQ-BHX0087 to SW).
| Tubo de centrífuga de 1,5 mL | Seringa de insulinaKIRGEN | KG2211 | |
| 100 U | BD Biosciences | 320310 | |
| Tubo cônico de 15 mL | CASTOR | 43008 | |
| 2,2,2-tribromoetanol (Avertina) | Sigma | T48402-25G | |
| 2-Metil-2-butanol | Sigma | 240486-100ML | |
| 70 μ m filtro de células de nylon | BD Falcon | 352350 | |
| APC anti-mouse CD45.1 | BioLegend | 110714 | Clone:A20 |
| Linha celular B16-GP | Beijing Biocytogen Co.Ltd, China | Custom | |
| BSA-V (albumina de soro bovino) | Placa de cultura de célulasBioss | bs-0292P | |
| BEAVER | 43701/43702/43703 | ||
| centrífuga | Eppendorf | 5810R-A462/5424R | |
| ciclofosfamida | Sigma | C0768-25G | |
| Ciclofosfamida (CTX) | Sigma | PHR1404 | |
| Meio de Águia Modificado de Dulbecco | Gibco | C11995500BT | |
| EDTA | Sigma | EDS-500g | |
| Tubos FACS | BD Falcon | 352052 | |
| soro fetal bovino | Citômetro de fluxo Gibco | 10270-106 | |
| BD | FACSCanto II | ||
| hemocitômetro | PorLab Scientific | HM330 | |
| isoflurano | RWD ciências da vida | R510-22-16 | |
| KHCO3 | Sangon Biotech | A501195-0500 | |
| Kit de Mancha de Célula Morta Próxima-IR Fixável LIVE/DEAD, para excitação de 633 ou 635 nm | Tecnologias de Vida | L10199 | |
| porta-agulhas | RWD Ciências da Vida | F31034-14 | |
| NH4Cl | Sangon Biotech | A501569-0500 | |
| paraformaldeído | Beyotime | P0099-500ml | |
| anti-mouse em PE TCR Vα 2 | BioLegend | 127808 | Clone:B20.1 |
| Caneta Strep Glutamina (100x) | Gibco | 10378-016 | |
| PerCP/Cy5.5 anti-mouse CD8a | BioLegend | 100734 | Clone:53-6.7 |
| RPMI-1640 | Sigma | R8758-500ML | |
| azida sódica | Sigma | S2002 | |
| pinça cirúrgica | RWD Life Science | F12005-10 | |
| tesoura cirúrgica | RWD Life Science | S12003-09 | |
| fio de sutura | RWD Life Science | F34004-30 | |
| tripsina-EDTA | Sigma | T4049-100ml |