Este protocolo fornece um método de isolamento primário de células T murinas e microscopia de lapso de tempo da migração de células T sob condições ambientais específicas com análise quantitativa.
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Artigo de método
Este protocolo fornece um método de isolamento primário de células T murinas e microscopia de lapso de tempo da migração de células T sob condições ambientais específicas com análise quantitativa.
A resposta imune adaptativa depende da capacidade de uma célula T de migrar através do sangue, linfa e tecido em resposta a patógenos e corpos estranhos. A migração de células T é um processo complexo que requer a coordenação de muitas entradas de sinal do ambiente e das células imunes locais, incluindo quimiocinas, receptores de quimiocinas e moléculas de adesão. Além disso, a motilidade das células T é influenciada por pistas ambientais dinâmicas circundantes, que podem alterar o estado de ativação, a paisagem transcricional, a expressão da molécula de adesão e muito mais. In vivo, a complexidade desses fatores aparentemente entrelaçados torna difícil distinguir sinais individuais que contribuem para a migração de células T. Este protocolo fornece uma série de métodos, desde o isolamento de células T até a análise auxiliada por computador para avaliar a migração de células T em tempo real sob condições ambientais altamente específicas. Essas condições podem ajudar a elucidar os mecanismos que regulam a migração, melhorando nossa compreensão da cinética das células T e fornecendo fortes evidências mecanicistas que são difíceis de obter por meio de experimentos com animais. Uma compreensão mais profunda das interações moleculares que afetam a migração celular é importante para desenvolver uma terapêutica aprimorada.
As células T são os principais efetores da resposta imune adaptativa e específica do antígeno. Em nível populacional, as células T são heterogêneas, compostas por subconjuntos celulares com funções especializadas distintas. É importante ressaltar que as células T CD8+ são os principais efetores citolíticos do sistema imunológico, que eliminam diretamente as células infectadas ou disfuncionais1.
As células T CD8+ maduras residem no tecido e circulam pelo sangue e linfáticos em busca de antígenos. Durante a infecção, as células T são apresentadas a antígenos no sangue ou tecido e drenam rapidamente para o baço ou linfonodo de drenagem mais próximo para iniciar uma resposta imune produtiva. Em ambos os casos, as células T são ativadas, sofrem expansão clonal e deixam o sistema linfático para entrar no sangue, se ainda não estiverem lá. Durante esse processo, a sinalização intracelular confere a regulação negativa dos receptores linfáticos e a regulação positiva de vários receptores de integrina e quimiocina essenciais para a migração específica do tecido2. Em última análise, a migração direcionada de células T para locais de infecção é impulsionada por sinais ambientais convergentes que incluem sinalização de integrina e quimiocina.
As quimiocinas podem ser amplamente categorizadas em duas classes principais: (1) sinais homeostáticos, que são essenciais para diferenciação, sobrevivência e função basal, e (2) sinais inflamatórios, como CXCL9, CXCL10 e CCL3, que são necessários para a quimiotaxia. Geralmente, as quimiocinas criam um gradiente de sinal que impulsiona a migração direcional, conhecida como quimiotaxia, além de ativar a expressão da integrina1. A quimiotaxia é finamente regulada e altamente sensível, com células T capazes de responder a pequenas mudanças no gradiente que podem levá-las a uma direção ou local específico.
Além desses fatores relacionados às células T, a migração também é afetada pela composição e densidade da matriz extracelular (MEC). A ECM é composta por uma densa rede de proteínas, incluindo colágeno e proteoglicanos, que fornecem a estrutura para receptores de integrina adesiva nas células T. As integrinas são uma família diversificada de proteínas transmembranares, cada uma com domínios de ligação altamente especializados e efeitos de sinalização a jusante. A expressão dinâmica dos receptores de integrina na superfície de uma célula T permite uma rápida adaptação aos seus ambientes em mudança3. É importante ressaltar que as integrinas conectam as redes de ACTINA do citoesqueleto intracelular e do citoesqueleto intracelular que trabalham juntas para gerar a força propulsora necessária para o movimento das células T.
Em resumo, os padrões de migração variam de acordo com o fenótipo da célula imune ou sinais ambientais. Esses processos biológicos complexos são rigidamente regulados pela expressão de citocinas, quimiocinas e integrinas na superfície da célula T, nas células circundantes e no tecido infectado local. In vivo, esses mecanismos migratórios podem ser complexos e podem resultar de vários sinais aditivos4. Devido a essa complexidade, pode ser impossível estabelecer uma relação causal entre variáveis aparentemente interligadas. Para superar isso, existem várias abordagens in vitro para estudar aspectos específicos da migração de células T, como resposta a sinais específicos de quimiocinas e a interação entre integrinas de células T e proteínas de ligação à MEC. Este protocolo aborda métodos para isolar e ativar células T CD8+ murinas, com ensaios de migração in vitro no espaço bidimensional e ferramentas de análise computacional para análise da migração de células T especificadas. Esses métodos são vantajosos para o usuário porque não requerem materiais ou dispositivos sofisticados, como acontece com alguns outros ensaios de migração celular descritos na literatura. Os dados de migração celular gerados com esses métodos podem fornecer evidências de respostas imunes de maneira simplista que permite uma investigação mais aprofundada e informada in vivo.
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Os protocolos animais foram aprovados pelo Comitê Universitário de Recursos Animais da Universidade de Rochester. Os camundongos neste estudo foram mantidos no espaço livre de patógenos do biotério da Universidade de Rochester. Camundongos C57BL/6 machos/fêmeas, com idade entre 6 e 12 semanas (15-30 g), foram usados para o presente estudo. O isolamento do tecido do camundongo pode ser realizado em uma bancada com luvas para cobrir as mãos e uma máscara facial para cobrir o nariz e a boca, ou dentro de um gabinete de biossegurança. Toda a cultura celular e preparação da placa devem ser realizadas em uma cabine de biossegurança. Os reagentes e equipamentos utilizados neste estudo estão listados na Tabela de Materiais.
1. Purificação e ativação de células T CD8 +
2. Levantamento das células T CD8+ ativadas
3. Preparação do prato de vidro
4. Preparação de células
5. Microscopia de lapso de tempo
6. Análise assistida por software da migração de células T
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A confirmação da ativação das células T pode ser obtida por citometria de fluxo, buscando aumento da expressão de CD69 e CD44, que são marcadores canônicos de ativação em células T murinas6. Além disso, a pureza da população de células T pode ser determinada por citometria de fluxo para células T CD3+ CD8+ . Este método produz >90% de população de células T CD8+ .
A migração de células T pode ser avaliada com programas de rastreamento...
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Compreender o impacto biológico dos sinais convergentes in vivo é desafiador e não é fácil de interpretar. Os protocolos aqui apresentados fornecem um método razoável para entender a migração de células T em condições altamente definidas e biologicamente relevantes. Essas condições podem ser especificadas com base no critério do investigador, e os protocolos podem ser modificados para atender às necessidades de várias populações de células T, status de ativação e fenótipo celular. Além disso, muitos ligantes e r...
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Os autores declaram que toda a pesquisa e preparação do manuscrito foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.
Agradecemos aos membros anteriores e atuais do Kim Lab que contribuíram para o desenvolvimento desses protocolos ao longo do tempo. Dados representativos foram possibilitados por P01 AI102851/AI/NIAID NIH HHS/Estados Unidos e P01 HL018208/HL/NHLBI NIH HHS/Estados Unidos. Esta publicação foi possível em parte pelo número de concessão T32 GM135134 do Prêmio Institucional Ruth L. Kirschstein National Research Service.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Prato de 10 cm | Corning | 353003 | ou equivalente |
| 15 mL tubo cônico | ThermoFisher | 339650 | ou equivalente |
| 1x DPBS | Gibco | 14190144 | sem cálcio e sem magnésio |
| placa de 6 poços não tratada com TC | Corning | 3736 | ou equivalente |
| 70 µ filtro de células m | FisherScientific | 352350 | ou |
| tampão de lise ACK | ThermoFisher | A1049201 | ou |
| equivalente Centrífuga Allegra 6KR | ThermoScientific | sorvall 16R com rotor tx400 3655 e caçamba | ou equivalente |
| Beta mercaptoetanol | Sigma | M3148 | ou equivalente |
| CellTrace Violet | ThermoFisher | C34571 | Ou |
| equivalente Centrífuga | ThermoScientific | Sorvall ST 16R | ou equivalente |
| Colágeno (IV) | Corning | 354233 | ou |
| equivalente DeltaT placa de cultura .17 mm de espessura vidro transparente | Bioptechs | 04200417C | |
| Dynabeads Sheep anti-Rato IgG | Invitrogen | 11035 | |
| DynaMag 15 Magnet | ThermoFisher Scientific | 12301D | ou equivalente |
| Kit de isolamento de células T de camundongo Easy sep | Stem Cell | 19851 | |
| FBS | SigmaAldrich | F2442-500ML | ou equivalente |
| Fibronectina | SigmaAldrich | 10838039001 | ou equivalente |
| Fiji | http://fiji.sc/ | weblink | |
| Cubos de filtro | Nikon ou Olympus | ||
| GK1.5 | ATCC | TIB-207 | |
| HEPES | ThermoFisher | 15630080 | ou equivalente |
| HQ CCD câmera | CoolSNAP | ou equivalente | |
| ImageJ | http://imagej.nih.gov/ij/h | weblink | |
| ImageJ rastreamento automático plug in | http://imagej.net/TrackMate | weblink | |
| ImageJ rastreamento manual plug-in | https://imagej.nih.gov/ij/plugins/track/track.html | weblink | |
| L-15 | Vários | Ver Materiais | Médio Receita: Leibovitz' s Meio L-15 sem vermelho de fenol (Gibco) suplementado com 1-5 g/L de glicose |
| Meio L-15 de Liebovitz, sem vermelho de fenol | Seringa descartável ThermoFisher | 21083027 | |
| Luer Lok | Fisher Scientific | 14-955-459 | ou |
| equivalente Meio de separação de linfócitos | Corning | 25-072-CI | ou equivalente |
| M5/114 | ATCC | TIB-120 | |
| Aminoácidos não essenciais MEM | ThermoFisher | 11140050 | ou |
| equivalente Sistema de aquecimento de microscópio | Okolab | okolab.com | Designs personalizados disponíveis |
| Millicell EZ slide | Millipore | C86024 | |
| Mojosort mouse CD8+ Naï kit de isolamento de células T Biolegend | 480043 | ||
| Mouse E-caderina | R& D systems | 8875-EC-050 | ou equivalente |
| Kit de dissecção cirúrgica do mouse | Fisher Scientific | 13-820-096 | ou |
| equivalente Elementos NIS | Nikon | Software | |
| não-TC 24wp | Corning | 353047 | ou equivalente |
| Penicilina-estreptomicina | ThermoFisher | 15140122 | ou equivalente |
| Proteína A | ThermoFisher Scientific | ou equivalente | |
| R9 | Vários Ver | Materiais | Meio Receita: RPMI 1640x suplementado com 10 % FBS, 1 % antibiótico-antimicótico (Gibco), 20 mM tampão HEPES (Gibco), 1 % MEM Aminoácidos Não Essenciais (Gibco), 50 μ M β-mercaptoetanol (Sigma-Aldrich) |
| Quimera ICAM-1 Fc de camundongo recombinante | R& D systems | 796-IC-050 | ou equivalente |
| Recombinant Mouse IL2 | Biolegend | 575410 | ou equivalente |
| RPMI 1640x | ThermoFisher | 11875093 | ou equivalente |
| T pinos | Fisher | Scientific S99385 | ou equivalente |
| TE2000-U microscópio | Nikon | ou equivalente | |
| Vários mouse recombinante quimiocina | R& D ou | equivalente | |
| VCAM-1 Fc quimera | R& D sistemas | 643-VM-050 | ou equivalente |
| Volocity | PerkinElmer | Software |
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