Várias etapas são fundamentais para o desempenho consistente deste fluxo de trabalho de imunofluorescência baseado em lamínulas. Todos os procedimentos são realizados no ambiente confinado de um poço de cultura de 24 poços, o que simplifica o manuseio, limita a manipulação da amostra e permite a cobertura completa da lamínula com baixos volumes de reagentes, reduzindo assim o consumo de anticorpos por experimento. Como essas soluções de baixo volume são propensas à evaporação, as incubações devem ser realizadas preferencialmente em câmara umidificada, e as amostras nunca devem secar: mesmo uma breve secagem aumenta a fluorescência de fundo e degrada a morfologia celular. Ao aspirar, uma fina película de tampão é deixada sobre a lamínula, e a próxima solução é adicionada imediatamente.
A densidade adequada de semeadura celular e a confluência controlada no momento da fixação são essenciais para limitar o fundo e preservar a morfologia, pois o crescimento excessivo aumenta o sinal de fundo e compromete a arquitetura celular. O controle preciso do tempo e da temperatura de incubação também é necessário em todas as etapas, já que ambos influenciam a eficiência da fixação, ligação do anticorpo e sinal de fundo5,13. Quando as condições ambientais variam, o uso de uma incubadora com controle de temperatura ou forno seco ajustado para 25 °C, combinado com um tempo de incubação consistente entre as réplicas, melhora a reprodutibilidade.
A fixação é o primeiro passo decisivo, pois determina a preservação do antígeno e da arquitetura celular5, e o fixador é escolhido de acordo com a localização do alvo e a sensibilidade do epítopo. O PFA é recomendado para a maioria dos alvos associados à membrana, citoplasmáticos, nucleares e citoesqueléticos, pois preserva a arquitetura, mantém a distribuição dos antígenos e é compatível com a coloração de F-actina baseada em faloidina. O metanol pode ser preferido para certos antígenos nucleares mal detectados após fixação por ligação cruzada, particularmente epítopos fosforilados ou epítopos sensíveis a aldeídos, mas ele rompe a integridade da membrana, extrai proteínas solúveis e prejudica a coloração com faloidina/F-actina; a compatibilidade deve ser validada para cada alvo 13,14,15,16. Para citocinas solúveis e outras proteínas secretadas rapidamente, a fixação com PFA combinada com o pré-tratamento com BFA retém o sinal intracelular antes da fixação: o BFA bloqueia o transporte de proteínas do retículo endoplasmático para o complexo de Golgi, promovendo o acúmulo intracelular de proteínas secretadas e permitindo sua detecção por imunofluorescência. Quando alvos com requisitos conflitantes de fixação precisam ser detectados simultaneamente, é necessária uma otimização empírica. O glioxal, um dialdeído pequeno, tem sido relatado como uma alternativa ao PFA, com ligação cruzada mais rápida, melhor preservação de antígenos e compatibilidade com imunofluorescência e microscopia de super-resolução; não temos experiência direta com a fixação com glioxal e a apresentamos como uma opção apoiada pela literatura17,18.
Após a fixação, a permeabilização apropriada permite o acesso de anticorpos a epítopos intracelulares e nucleares, mantendo a integridade estrutural5. A permeabilização insuficiente geralmente resulta em sinal fraco ou ausente, apesar da morfologia intacta, indicando acesso restrito dos anticorpos, enquanto a permeabilização excessiva extrai proteínas solúveis, rompe membranas, causa perda da marcação do citoesqueleto e aumenta o fundo. Portanto, o tipo, a concentração e o tempo de incubação do detergente são otimizados conforme o alvo. A permeabilização adequada pode ser avaliada por quatro critérios: (i) sinal específico no compartimento subcelular esperado; (ii) morfologia preservada, com limites nucleares e citoplasmáticos intactos, resolvidos por Hoechst 33342 e faloidina, respectivamente; (iii) marcação bem definida de F-actina, já que um sinal difuso ou perdido do citoesqueleto indica superpermeabilização; e (iv) fundo baixo em controles negativos. Caso esses critérios não sejam atendidos, a concentração do detergente não iônico octylphenol ethoxylate e/ou o tempo de incubação são ajustados empiricamente. Quando antígenos associados à membrana e intracelulares são combinados em um único painel, condições mais brandas (menor concentração de detergente, tempo de incubação mais curto) preservam os epítopos de membrana ao mesmo tempo que permitem acesso intracelular, sendo útil um curso temporal iniciado em 5 min e aumentado progressivamente. Se a saponina for utilizada, ela deve ser mantida em todos os tampões subsequentes de anticorpos e lavagens, pois seu efeito permeabilizante é reversível.
As concentrações de anticorpos são determinadas empiricamente por titulação, e não adotadas a partir de recomendações genéricas. Uma abordagem prática consiste em uma série de diluições seriadas abrangendo pelo menos 3–4 concentrações acima e abaixo da diluição sugerida pelo fabricante (por exemplo, 1:50, 1:100, 1:200 e 1:400 para uma diluição recomendada de 1:200), aplicadas a lamínulas em replicatas sob condições idênticas. Cada diluição é avaliada quanto à intensidade do sinal específico no compartimento esperado; à razão sinal-ruído, comparando amostras coradas com o controle correspondente sem anticorpo primário e o ruído de fundo do anticorpo secundário com o controle sem anticorpo; e à preservação da morfologia. A menor concentração que fornece um sinal forte e específico com ruído de fundo mínimo é selecionada. Ruídos de fundo persistentemente altos geralmente são reduzidos por meio de nova titulação, bloqueio prolongado ou aumento da rigidez das lavagens, enquanto um sinal fraco pode refletir fixação excessiva, concentração subótima do anticorpo, falha do anticorpo primário em reconhecer seu epítopo-alvo, incompatibilidade entre o anticorpo secundário e a espécie hospedeira do primário (por exemplo, um anticorpo secundário anti-coelho aplicado a um primário de origem murina), ou perda do sinal do fluoróforo devido à degradação do anticorpo secundário causada por vencimento ou armazenamento inadequado, especialmente exposições repetidas à luz. Se não houver sinal em nenhuma das diluições, vale a pena prolongar a incubação com o anticorpo primário ou mudar para incubação noturna a 4 °C, confirmar a expressão do antígeno na linhagem celular, verificar a compatibilidade do anticorpo com as condições de fixação e permeabilização, checar o lote, armazenamento e validade dos anticorpos primário e secundário, confirmar se o microscópio possui filtros de excitação e emissão apropriados para o fluoróforo e, caso o problema persista, testar um clone alternativo. Ao preparar as soluções de trabalho, o volume necessário da mistura é o número de poços multiplicado por 150 µL, mais cerca de 10% de excesso para compensar perdas por pipetagem; o volume do estoque de cada anticorpo equivale a esse total dividido pelo seu fator de diluição (por exemplo, 825 µL ÷ 200 = 4,13 µL para uma diluição 1:200), completando-se o volume com TBST–BSA a 1%. O mesmo cálculo se aplica à mistura de anticorpos secundários, substituindo-se o fator de diluição correspondente.
O desempenho da multiplexação depende fundamentalmente do design do painel de fluoróforos. Os fluoróforos atribuídos aos alvos primários, à contra-coloração nuclear e ao marcador do citoesqueleto devem ser coordenados para evitar sobreposição espectral ou duplicação de sinal, e o sistema de imagem deve permitir a excitação e detecção de cada fluoróforo selecionado9,10; as faixas de excitação e emissão para cada cubo de filtro são fornecidas na Tabela Suplementar 1, permitindo a comparação direta da compatibilidade espectral entre os fluoróforos do painel. Recomenda-se aos usuários que adaptarem este painel a outros fluoróforos que escolham combinações com sobreposição mínima entre canais adjacentes, sempre que possível, e que verifiquem a ausência de diafonias em controles com coloração única antes de combinar os alvos, conforme realizado aqui. Sinal residual atribuível a fluoróforos coexistentes foi observado em todos os canais adquiridos no painel de multiplexação (Figura Suplementar 1), mas não foi detectado nos controles correspondentes de coloração única e apenas com anticorpos secundários (Figura Suplementar 2), indicando diafonia espectral decorrente dos conjuntos de filtros de banda larga utilizados na aquisição em campo amplo (potencialmente reduzível com excitação a laser em microscopia confocal). Dada a separação espacial entre a localização nucleolar da p14ARF e a distribuição filamentosa/citoplasmática da actina e do IFN-β, essa diafonia não compromete a interpretação da localização da p14ARF no painel de multiplexação. Este fluxo de trabalho baseia-se na multiplexação convencional baseada em fluoróforos, na qual o número de alvos simultaneamente distinguíveis é limitado pelas espécies hospedeiras dos anticorpos disponíveis e pelos fluoróforos espectroscopicamente distintos. Multiplexações de ordem superior podem ser alcançadas por meio de imunofluorescência cíclica ou imagem espectral, que permitem coloração/branqueamento iterativo ou separação linear de fluoróforos sobrepostos, respectivamente, mas exigem equipamentos e softwares especializados não abordados aqui19,20.
O meio de montagem afeta tanto a qualidade da imagem quanto a durabilidade do sinal. Pode-se usar um meio antifadente comercial de cura automática ou, como alternativa caseira, glicerol a 80% em PBS (sem antifadente, sem cura automática); os preparados caseiros à base de glicerol são selados com esmalte incolor para evitar secagem e movimentação da lamínula, e meios sem corantes nucleares são escolhidos quando já foi realizada a contracoloração nuclear. As imagens devem ser adquiridas o mais rapidamente possível após a cura. Quando a aquisição imediata não for possível, lâminas curadas podem ser armazenadas em caixa escura a 4 °C por 2–4 semanas ou a −20 °C por até 6 meses, lembrando que fluoróforos altamente fotolábeis (por exemplo, fluoróforos emissivos na faixa verde) perdem sinal ao longo do tempo mesmo sob condições ideais de armazenamento. Meios comerciais antifadentes aumentam substancialmente a estabilidade dos fluoróforos em comparação com meios caseiros à base de glicerol; quando estes últimos forem utilizados, recomenda-se fortemente a aquisição dentro de 24–48 h. O esmalte incolor é compatível com a maioria dos fluoróforos e não afeta significativamente a preservação do sinal, desde que se permita pelo menos 30 min de cura no escuro antes do armazenamento.
A partir do passo de fixação, a técnica estéril não é mais necessária, e a coloração pode ser realizada na bancada, reservando uma capela de exaustão química certificada para qualquer reagente rotulado como CUIDADO. Linhagens celulares tumorais derivadas, como D17, são manipuladas de acordo com as diretrizes institucionais de biossegurança para materiais do grupo de risco 1 ou 2, conforme aplicável. Todos os materiais que entram em contato com células cultivadas, lamínulas, ponteiras, meio e resíduos líquidos são descontaminados antes da eliminação: os resíduos líquidos são inativados com hipoclorito de sódio até uma concentração final de 10% por pelo menos 30 minutos, e os resíduos sólidos são descartados em recipientes apropriados para resíduos biológicos. Resíduos químicos contendo PFA, metanol ou detergente não iônico etoxilado de octilfenol são segregados e descartados de acordo com as regulamentações institucionais de segurança química.
Embora concebido para ser amplamente útil, este fluxo de trabalho deve ser considerado mais adequado para adaptações dependentes do alvo do que como um procedimento rígido e universal; sua aplicação bem-sucedida depende do entendimento do pesquisador quanto à localização, solubilidade, acessibilidade do epítopo e sensibilidade à fixação e permeabilização de cada antígeno. Deve-se enfatizar duas limitações. Primeiramente, a avaliação da coloração aqui apresentada é qualitativa, baseando-se na comparação com controles negativos e na localização subcelular esperada, ao invés de uma quantificação formal de sinal em relação ao fundo; portanto, a consistência relatada aqui reflete coloração qualitativa reprodutível entre lâminas replicadas e condições de controle, e não um desempenho validado quantitativamente. Um guia consolidado de solução de problemas, que resume problemas comuns, causas prováveis e ações corretivas, está disponível na Tabela Suplementar 2. Laboratórios que necessitem de leituras quantitativas podem utilizar softwares de análise de imagens de código aberto para medição da intensidade média, subtração do fundo, quantificação baseada em Região de Interesse (ROI) e perfilhamento de intensidade21. Em segundo lugar, os dados representativos foram obtidos a partir de uma única linhagem tumoral canina aderente (D17), de modo que a extensão a outros tipos celulares, espécies ou combinações de antígenos exigirá reotimização específica para cada alvo em relação às condições de fixação, permeabilização e anticorpos.
Em resumo, este protocolo fornece um fluxo de trabalho flexível e econômico para imunofluorescência mono e multiplex em culturas aderentes em 2D, combinando baixo consumo de reagentes com desempenho de coloração consistente em equipamentos laboratoriais padrão, ao mesmo tempo que permite adaptação informada e dependente do alvo.