Aqui, apresentamos um protocolo para coleta e processamento de amostras de amígdalas, fenotipagem usando citometria de fluxo espectral de alta dimensão e realização de análises não supervisionadas.
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Artigo de método
Aqui, apresentamos um protocolo para coleta e processamento de amostras de amígdalas, fenotipagem usando citometria de fluxo espectral de alta dimensão e realização de análises não supervisionadas.
As células T foliculares auxiliares (Tfh) são um subconjunto de células T auxiliares CD4+ que auxiliam na troca de isotipo de células B, formação de centro germinativo (GC), hipermutação somática e maturação de afinidade, ajudando assim a orquestrar respostas imunes humorais adaptativas em tecidos linfóides secundários durante infecção, autoimunidade e vacinação. Compreender o desenvolvimento e a função das células Tfh é crucial para projetar vacinas eficazes e desenvolver estratégias de tratamento direcionadas para doenças que envolvem essa população. As células das amígdalas humanas são órgãos linfóides da mucosa acessíveis. Eles oferecem uma oportunidade única de traçar o perfil de populações imunes distintas, como células Tfh e GC, interrogar interações célula a célula, avaliar funções celulares dinâmicas e descobrir seus mecanismos regulatórios no nível do órgão. Além disso, as culturas in vitro de células de amígdalas são fáceis de processar e permitem a avaliação da biologia celular Tfh sob várias condições. Aqui, apresentamos um protocolo para coleta, isolamento, preservação e cultura de células de amígdalas humanas. Também descrevemos dois painéis de citometria de fluxo espectral otimizados projetados para caracterização aprofundada de células Tph. Por último, usando um tratamento com inibidor da proteína fosfatase 2A (PP2A) como exemplo, demonstramos a eficiência e o poder das análises não supervisionadas de dados de citometria de fluxo de alta dimensão, descobrindo efetivamente as diferenças induzidas pelo tratamento em uma escala de alta dimensão.
As células T foliculares auxiliares (Tfh) são um subconjunto distinto de células T auxiliares CD4+ que são essenciais para a formação e função dos centros germinativos (GCs) e produção de anticorpos de células B. As células Tfh se originam de células T CD4+ virgens por meio de interações com células apresentadoras de antígenos e da integração de fatores intrínsecos e extrínsecos, incluindo sinalização de receptores de células T, interações coestimulatórias com células B, citocinas e quimiocinas1. As células Tfh expressam CXCR5 e PD-1, que orientam sua posição dentro ou perto do GC. BCL-6 é o fator de transcrição mestre crítico para o desenvolvimento, manutenção e função do Tfh 1,2. As células Tfh são fundamentais para a montagem de respostas imunes humorais, particularmente nas respostas vacinais e na defesa contra patógenos bacterianos e virais. Respostas anormais das células Tfh estão implicadas em vários distúrbios, incluindo doenças autoimunes, imunodeficiência e potencialmente algumas formas de câncer 3,4,5,6. Compreender sua função e regulação é, portanto, importante para o desenvolvimento de estratégias vacinais e terapêuticas eficazes7.
Em contraste com outras células T auxiliares CD4 + como Th1, Treg e Th17, para as quais os sistemas de diferenciação in vitro estão bem estabelecidos8, as células Tfh são mais complexas de estudar porque seu desenvolvimento envolve interações dinâmicas célula a célula e estruturas anatômicas especializadas7. Assim, os estudos de células Tfh têm se baseado amplamente na fenotipagem ex vivo de células Tfh circulantes periféricas humanas (cTfh) e modelos de camundongos in vivo . Investigar a regulação de moléculas específicas em células Tfh é, portanto, um desafio, particularmente para células Tfh humanas9. Assim, um estudo ex vivo aprofundado de células Tfh derivadas de tecidos linfóides é essencial para melhorar nossa compreensão das células Tfh humanas.
As amígdalas, como órgãos linfóides secundários, abrigam populações de células únicas que não estão presentes no sangue periférico, como células pré-Tfh (CXCR5intPD-1int CD4+) e GC-Tfh (CXCR5hiPD-1hi CD4+), ambas instrumentais na formação de GCs. Além disso, as amígdalas palatinas são alguns dos tecidos mais comumente removidos em cirurgias pediátricas e são facilmente acessíveis, tornando-as uma fonte inestimável de tecido humano para explorar mecanismos imunológicos complexos envolvendo células Tph. Por estarem situadas nas vias aéreas superiores, local primário de infecções virais respiratórias, as amígdalas oferecem um tecido vantajoso para investigar as respostas imunes a essas infecções virais. Por exemplo, nosso laboratório caracterizou anteriormente células Tfh em amígdalas e adenóides de crianças que convalesceram de COVID-19 e comparou esses tecidos com os de controles não infectados10. Aqui, descrevemos nosso protocolo para processar e armazenar células de amígdalas. Usando amígdalas tratadas com inibidores de PP2A como exemplo, detalhamos como caracterizar essas células por meio de citometria de fluxo espectral de alta dimensão e analisamos os dados usando análise não supervisionada.
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O Código de Ética da Associação Médica Mundial (Declaração de Helsinque) foi seguido em todas as pesquisas humanas deste estudo. Amostras de amígdalas humanas foram obtidas de pacientes com hipertrofia adenotonsilar causando distúrbios respiratórios do sono ou apneia obstrutiva do sono, provenientes da Divisão de Otorrinolaringologia Pediátrica, Children's National Hospital, Washington, DC, EUA. Este estudo recebeu aprovação do Conselho de Revisão Institucional (IRB) do Children's National Hospital (protocolo IRB número 00009806). O consentimento informado foi assinado pelos pais ou responsáveis de todos os participantes inscritos, e o consentimento foi obtido dos participantes menores de idade com 7 anos ou mais.
1. Coleta de amígdalas humanas e isolamento e armazenamento de célula única
2. Medição da expressão de citocinas intracelulares e fatores de transcrição após tratamento ex vivo
NOTA: Aqui, detalhamos nosso método para caracterização fenotípica de células Tfh tonsilares usando dois painéis de citometria de fluxo de alta dimensão. Dado que a atividade de PP2A é essencial para a expressão ideal da proteína BCL-6 e diferenciação de Tfh4, ilustramos nossa avaliação da manutenção e funcionalidade das células Tfh por meio do exame de células de amígdalas tratadas com o inibidor de PP2A cantaridina (CAN).
3. Análise não supervisionada de dados de citometria de fluxo de alta dimensão
NOTA: Software, pacotes e suas versões usadas para análise estão listados na Tabela de Materiais. As capturas de tela das etapas 3.2 a 3.4 estão no Arquivo Suplementar 1. Os scripts de exemplo das etapas 3.5 a 3.7 estão noArquivo S upplemental 2 e no Arquivo Suplementar 3, as etapas 3.8 a 3.9 estão no Arquivo Suplementar 4 e no Arquivo Suplementar 5. Os arquivos brutos ICS e TF para os scripts são fornecidos no Arquivo Suplementar 6 e no Arquivo Suplementar 7, respectivamente.
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Para comparar a viabilidade celular geral, cortamos a amígdala em três pedaços semelhantes e os processamos usando nosso protocolo sob três condições: (1) processamento no mesmo dia, (2) armazenamento noturno a 4 ° C e (3) armazenamento noturno em gelo. A viabilidade entre essas três condições foi bastante semelhante, sem diferença significativa (Figura 1A). Também avaliamos o impacto do processo de descongelamento na viabilidade das células. O método de descongelamento gota a gota que usamo...
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Em contraste com relatos anteriores de que as amígdalas frescas devem ser processadas dentro de 3 h após a cirurgia19, descobrimos que as amostras frescas de amígdalas podem manter sua viabilidade quando armazenadas a 4 ° C e processadas em 24 h. Para otimizar a viabilidade celular do tecido da amígdala após o descongelamento do armazenamento de nitrogênio líquido, adotamos o método de descongelamento gota a gota recomendado no sequenciamento de célula única, onde...
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Os autores não têm conflitos de interesse a divulgar.
Esta pesquisa foi apoiada pela Divisão de Pesquisa Intramural do NIAID, NIH.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Máquinas e instrumentos | |||
| 3 mL Seringa de Plástico | BD | 309657 | |
| 96 Poços U Placa Inferior | Thermo Scientific | 163320 | |
| 1.2 mL Frascos Criogênicos Corning | 430487 | ||
| Cell strainer 70 µ m Nylon | Falcon | 352350 | |
| Placa de Cultura de Células (60 mm) | VWR | 10062-890 | |
| Centrífuga | Thermo Scientific | Sorvall Legend XTR | |
| Benchmark B2000-2 MyBath 2L Tesoura Fina | Benchmark | B2000-2 | |
| - Sharp | F.S.T | 14060-11 | |
| Estojos de Instrumentos de Plástico | F.S.T | 20830-05 | |
| Citômetro de fluxo espectral, Aurora | Cytek | 5L 16UV-16V-14B-10YG-8R | |
| Fórceps Padrão | F.S.T | 11000-13 | |
| Fórceps Padrão | F.S.T | 11000-20 | |
| Vi-cell Analisador de viabilidade de célula Blu | Beckman Coulter | C19201 | |
| Reagents | |||
| 0.5 M EDTA pH 8.0 Quality | Biology | 351-027-101 | |
| 2-Mercaptoethanol | Gibco | 21985-023 | |
| ACK lysing buffer | Gibco | A10492-01 | |
| Mistura antibiótica-antimicótica (Penicilina-Estreptomicina-Anfotericina B Suspensão, 100x) | Gibco | 15240-062 | |
| tampão brilhante da mancha mais (RUO) | BD | 566385 | |
| Cantharidin | Sigma | C7632-25MG | |
| tampão da fixação de Cytofix | BD | 554655 | |
| sulfóxido de dimetilo (DMSO) | Sigma | D8418-250ml | |
| DNAase I | Roche | 10104159001 | |
| fetal Soro bovino (FBS) | VWR | 97068-085 | |
| Conjunto de tampão de coloração FoxP3/fator de transcrição | eBioscience | 00-5523-00 | |
| Gentamicina (50 mg/mL) | Gibco | 15750-060 | |
| Golgiplug | BD | 555029 | |
| GolgiSTOP | BD | 554724 | |
| HEPES (1 M) | Gibco | 15630-080 | |
| Ionomicina | Sigma | I0634-1mg | |
| L-Glutamina (200 mM) | Gibco | 25030-081 | |
| MEM NEAA (100x) | Gibco | 11140-050 | |
| Solução de paraformaldeído a 16%, grau EM (PFA) | Microscopia eletrônica Science | 15710 | Diluir com PBS |
| PBS, pH 7,4 | Gibco | 10010072 | |
| Penicilina-Estreptomicina (10.000 U/mL) | Gibco | 15140-122 | |
| Phorbol 12-Miristato 13-Acetato (PMA) | Sigma | P8139-1mg | |
| Recipientes de congelamento controlados por taxa | Millipore | Corning CoolCell FTS30 | |
| RPMI (+L-Glutamina) | Gibco | 11875-085 | |
| Piruvato de Sódio (100 mM) | Gibco | 11360-070 | |
| Bloqueador de Monócitos True-Stain | BioLegend | 426103 | |
| Buffers | |||
| Meio | de cultura 10% FBS inativado por calor (VWR), 2 nM glutamina, 0.055 mM 2-mercaptoetanol, 1% penicilina/ estreptomicina, 1 mM de piruvato de sódio 10 mM HEPES, 1% de aminoácidos não essenciais em RPMI (+L-Glutamina) | ||
| Tampão | 2 mM EDTA e 2% de FBS inativado por calor em PBS | ||
| Meio | 90% de FBS inativado por calor e 10% de tampão | ||
| descongelamento | Tampão de lavagem + 0,1 mg/mL DNaseI | ||
| Meio | de amígdalaRPMI suplementado com 5% de FBS inativado por calor, 10 mM de glutamina, 0,05 mg/mL de gentamicina, mistura antibiótico-antimicótica a 1% (penicilina, estreptomicina e anfotericina B). | ||
| Tampão | RPMI (+L-Glutamina) suplementado com 10% FBS inativado por calor e 10 mM HEPES | ||
| Anticorpos e outros regentes para painel de citocinas | |||
| Biotina anti-CD107a humano (LAMP-1) Anticorpo | BioLegend | 328604 | 2 μ L em 200 μ L meio de cultura completo por poço. Este anticorpo foi adicionado às células durante a estimulação com PMA/ionomicina. |
| Coloração de mortos-vivos | 100 μ L mistura por poço | ||
| LIVE DEAD Blue | Thermo | L23105 | 1: 800, 0,125 μ L em 100 μ L PBS por poço. |
| Bloco de monócitos | 50 μ L mistura por poço | ||
| Tampão bloqueador de monócitos | BioLegend | 426103 | 5 μ L Bloqueador de monócitos True Stain e 45 μ L Buffer FACS por anticorpos |
| < bem>superfície para mistura de receptores de citocinas | |||
| Chemokine mix | μ L/bem | ||
| Anti-humano CCR6-BV711 | BioLegend | 353436 | 1 |
| Anti-humano CCR7-BV421 | BioLegend | 353208 | 1 |
| Anti-humano CXCR3-PE-Cy5 | BD | 551128 | 5 |
| Anti-humano CXCR5-BV750 | BD | 747111 | 1 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| 18 μ L mistura por poço para receptores de quimiocinas; Adicionar direcionado às células com o tampão | |||
| Other mistura de anticorpos de superfície | μ L/bem | ||
| Anti-humano CD103-BUV661 | BD | 749993 | 2.5 |
| Anti-humano CD14-Spark Blue 550 | BioLegend | 367148 | 2.5 |
| Anti-humano CD19-Spark NIR 685 | BioLegend | 302270 | 2.5 |
| Anti-humano CD25-BB515 | BD | 564467 | 10 |
| Anti-humano CD27- Super Bright 436 | Thermo | 62-0279-42 | 5 |
| Anti-humano CD3-BV510 | BioLegend | 344828 | 2.5 |
| Anti-humano CD38 APC-Fire810 | BioLegend | 303550 | 1 |
| Anti-humano CD4 CF YG584 | Cytek | R7-20041 | 2.5 |
| Anti-humano CD45RA-BUV395 | BD | 740315 | 0.6 |
| Anti-humano CD56-BUV737 | BD | 612766 | 3.5 |
| Anti-humano CD57-FITC | BioLegend | 359604 | 1.2 |
| Anti-humano CD69-BUV563 | BD | 748764 | 1 |
| Anti-humano CD8-BUV805 | BD | 612889 | 1.2 |
| Anti-humano FAS-BB700 | BD | 566542 | 0.6 |
| Anti-humano HLA-DR APC-Fire 750 | BioLegend | 307658 | 2 |
| Anti-humano PD1-BV785 | BioLegend | 329929 | 1.2 |
| Anti-humano-CD45-PerCP | Thermo | MHCD4531 | 1.2 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| FACS buffer | 61 | ||
| 112 μ L mistura por alvéolo para outros anticorpos de superfície; Adicione diretamente ao buffer de bloco de monócitos (50 μ L) e mistura de receptores de quimiocinas (18 μ L, 50+18+112 = 180 μ L no total por poço) | |||
| anticorpos intracelulares de citocinas para painel de citocinas | μ L/bem | ||
| Anti-humano Granzyme B-PE | BD | 1 | |
| Anti-humano IL10-PE-Dazzle 594 | BioLegend | 506812 | 1 |
| Anti-humano IL17A-BV605 | BioLegend | 512326 | 1 |
| Anti-humano IL2-BV650 | BioLegend | 500334 | 3 |
| Anti-humano IL21- Alexa Fluor 647 | BD | 560493 | 10 |
| Anti-humano IL4-PerCP Cy5.5 | BD | 561234 | 1 |
| Anti-humano Perforin-APC | BioLegend | 353312 | 2.5 |
| Anti-humano TNFa-PE-Cy7 | BioLegend | 502930 | 0.1 |
| Anti-IFNγ-Pacific Blue | BioLegend | 502522 | 1 |
| SAv-BUV615 | BD | 613013 | 0.25 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| 1x tampão de permeabilização | eBioscience | 00-5523-00 | 19.15 |
| (50 μ L mix por poço) | |||
| < forte > anticorpos e outros regentes para painel de fator de transcrição < / forte > | |||
| CD40 Anticorpo, anti-humano | Miltenyi Biotec | 130-094-133 | 0,5 μ g/mL de meio de cultura para concentração de trabalho |
| coloração de mortos-vivos | 100 μ L mistura por poço | ||
| LIVE DEAD Blue | Thermo | L23105 | 1: 800, 0,125 μ L em 100 μ L PBS por poço. |
| Tampão bloqueador de monócitos | BioLegend | 426103 | 5 μ L Bloqueador de monócitos True Stain e 45 μ L Buffer FACS por bem |
| Anticorpos de superfície para painel de fatores de transcrição | |||
| Mistura de receptores de quimiocinas | μ L/bem | ||
| Anti-humano CCR6-BV711 | BioLegend | 353436 | 1 |
| Anti-humano CCR7-BV421 | BioLegend | 353208 | 1 |
| Anti-humano CXCR5-BV750 | BD | 747111 | 1 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| 13 μ Mistura L por mistura de anticorpos de superfície < | |||
| forte> outras < / forte> | μ L/bem | ||
| Anti-humano 4-1BB-PE-CY7 | BioLegend | 309818 | 2.5 |
| Anti-humano CD14-Spark Blue 550 | BioLegend | 367148 | 2.5 |
| Anti-humano CD19-Spark NIR 685 | BioLegend | 302270 | 2.5 |
| Anti-humano CD200-PerCP-eFluor 710 | ThermoFisher | 46-9200-42 | 2.5 |
| Anti-humano CD25-PE-Cy5 | BioLegend | 302608 | 5 |
| Anti-humano CD3-BV510 | BioLegend | 344828 | 2.5 |
| Anti-humano CD38-APC-Fire810 | BioLegend | 303550 | 1 |
| Anti-humano CD4-Pacific Blue | BioLegend | 317423 | 1 |
| Anti-humano CD40L-PE | BD | 15 | |
| Anti-humano CD45RA-BUV395 | BD | 740315 | 0.6 |
| Anti-humano CD56-BUV737 | BD | 612766 | 3.5 |
| Anti-humano CD69-BUV650 | BioLegend | 310934 | 2.5 |
| Anti-humano CD8-BUV805 | BD | 612889 | 1.2 |
| Anti-humano HLA-DR APC-Fire 750 | BioLegend | 307658 | 2 |
| Anti-humano ICOS-BUV563 | BD | 741421 | 1.2 |
| Anti-humano OX40-APC | BioLegend | 350008 | 5 |
| Anti-humano PD1-BV785 | BioLegend | 329929 | 1.2 |
| Anti-humano-CD45-PerCP | Thermo | MHCD4531 | 1.2 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| FACS buffer | 54.1 | ||
| 117 μ L mistura por alvéolo para outros anticorpos de superfície; Adicionar diretamente ao bloco de monócitos tampão (50 μ L) e mistura de receptores de quimiocinas (13 μ L, 50+13+117 = 180 μ L no total por poço) | |||
| Anticorpos do fator de transcrição para o painel do fator de transcrição | μ L/bem | ||
| Anti-humano T-bet-BV605 | BioLegend | 644817 | 4 |
| Anti-humano Bcl6-PE-CF594 | BD | 562401 | 4 |
| Anti-humano FoxP3-Alexa Fluor 488 | BD | 560887 | 1.6 |
| Anti-humano GATA3-BB700 | BD | 566642 | 2 |
| Anti-humano Ki67-Alexa Fluor 700 | BD | 561277 | 0.4 |
| Anti-humano Rorgt-Alexa Fluor 647 | BD | 563620 | 2 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| 1 x Tampão de permeabilização | eBioscience | 00-5523-00 | 16 |
| 40 μ L mix por well | |||
| Software e Pacotes para análise não supervisionada | |||
| Software/package | Version< | strong>Source | |
| 1 | data.table | 1.16.2 | A Rede de Arquivos R Abrangente |
| 2 | FlowJO | 10.9.0 | Becton, Dickinson and Company |
| 3 | pheatmap | 1.0.12 | A Rede de Arquivos R Abrangente |
| 4 | R | 4.3.2 | A Rede de Arquivos R Abrangente |
| 5 | readxl | 1.4.3 | A Rede de Arquivos R Abrangente |
| 6 | Rstudio | 2023.12.1+402 | Posit PBC |
| 7 | Seurat | 5.1.0 | A Rede de Arquivos R Abrangente |
| 8 | SeuratData | 0.2.2.9001 | A Rede Abrangente de Arquivos R |
| 9 | SpectroFlo | 3.0 | Cytek |
| 10 | tidyverse | 2.0.0 | A Rede Abrangente de Arquivos R |
| 11 | viridis | 0.6.5 | A Rede Abrangente de Arquivos R |
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