Прижизненная двухфотонная микроскопия пересаженного легкого мыши
19 апреля 2024 г.
В этой статье мы представляем протокол внутрижизненной визуализации трансплантированного левого легкого мыши с помощью двухфотонной микроскопии. Это представляет собой ценный инструмент для изучения клеточной динамики и взаимодействий в режиме реального времени после трансплантации легких мышей.
Целью нашего исследования является понимание иммунных механизмов, лежащих в основе ишемической реперфузионной травмы, а также воспалительных и толерогенных реакций после трансплантации легких. Мы хотим изучить динамическое взаимодействие между донорскими и реципиентными клетками. В настоящее время мы используем несколько хирургических и визуализирующих методов в изучении иммунологии трансплантации легких у мышей.
К ним относятся ортотопическая трансплантация и ретрансплантация левого легкого, прикорневая пережатие левой легочной артерии, неинвазивная позитронно-эмиссионная томография и двухфотонная прижизненная визуализация. Наше исследование выявило уникальные иммунные реакции в трансплантированных легких. Используя передовые методы визуализации, мы обнаружили, что моноциты реципиента способствуют инфильтрации нейтрофилов в легочных аллотрансплантатах через IL-1 бета.
Мы также обнаружили, что регуляторные Т-клетки FOXP3 кластеризуются в этих аллотрансплантатах и защищают от антителопосредованного отторжения. Наша методика проста в настройке, так как в микроскопической лаборатории легко найти материалы, такие как клей для салфеток и защитные очки. Кроме того, он обеспечивает большее поле зрения по сравнению с другими методами.
Наша лаборатория заинтересована в понимании механизмов, которые индуцируют и поддерживают толерантность к аллотрансплантату легких. Прижизненная визуализация позволит нам визуализировать взаимодействие между иммунными клетками во время отторжения и толерантности.
Обзор
В данном исследовании представлен протокол прижизненной визуализации пересаженного левого легкого мыши с помощью двухфотонной микроскопии. Целью работы является выяснение иммунных механизмов, участвующих в ишемически-реперфузионном повреждении, а также изучение реакций, возникающих после трансплантации легкого.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Иммунология
- Биология трансплантации
Теоретическое введение
- Понимание иммунных механизмов при трансплантации легких имеет решающее значение.
- Ишемически-реперфузионное повреждение влияет на исходы трансплантации.
- Динамические взаимодействия между клетками донора и реципиента имеют большое значение.
- Современные методы визуализации позволяют выявить уникальные иммунные ответы.
Цель исследования
- Изучить иммунные ответы в трансплантированных легких.
- Изучить взаимодействия между клетками донора и реципиента.
- Использовать передовые методы визуализации для анализа в режиме реального времени.
Используемые методы
- Ортотопическая трансплантация и ретрансплантация левого легкого.
- Клэмпирование ворот левого легкого.
- Неинвазивная позитронно-эмиссионная томография.
- Двухфотонная интравитальная визуализация.
Основные результаты
- Моноциты реципиента стимулируют инфильтрацию нейтрофилов в аллотрансплантаты легких.
- IL-1 бета играет ключевую роль в иммунном ответе.
- В трансплантированных легких наблюдались уникальные иммунные ответы.
- Современные методы визуализации позволили получить представление о клеточной динамике.
Выводы
- Данное исследование расширяет понимание иммунологии трансплантации легких.
- Визуализация в режиме реального времени является ценным инструментом для изучения клеточных взаимодействий.
- Дальнейшие исследования могут улучшить результаты трансплантации.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Интравитальная двухфотонная микроскопия пересаженных легких мыши позволяет в режиме реального времени визуализировать динамику иммунных клеток, что имеет решающее значение для понимания процессов отторжения и толерантности трансплантата. Данная возможность решает ключевую задачу этапа научных открытий, обеспечивая понимание механизмов взаимодействия клеток донора и реципиента, а также воспалительных путей. Такой подход повышает прогностическую достоверность доклинических моделей, что позволяет принимать обоснованные с учетом рисков решения при выборе стратегий иммуномодуляции в рамках исследовательских портфелей по трансплантации.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет напрямую наблюдать за миграцией и взаимодействием иммунных клеток внутри трансплантированной ткани.
- Способствует снижению механистических рисков путем выяснения путей, вовлеченных в отторжение и приживление трансплантата.
- Облегчает функциональную валидацию иммунных мишеней, таких как моноциты, нейтрофилы и регуляторные Т-клетки.
- Предоставляет динамические доказательства для определения приоритетности иммуномодулирующих мишеней.
Скрининг и разработка методов анализа
- Создает валидированные системы визуализации in vivo для количественной оценки иммунных ответов.
- Обеспечивает воспроизводимое измерение инфильтрации и кластеризации клеток в ответ на воздействия.
- Позволяет стандартизировать протоколы визуализации для обеспечения сопоставимости результатов между различными исследованиями.
- Создает надежные платформы для оценки перспективных терапевтических препаратов, воздействующих на иммунные пути.
Трансляционные и доклинические исследования
- Приводит доклинические модели в соответствие с иммунными механизмами заболевания, наблюдаемыми при трансплантации.
- Обеспечивает возможность лонгитюдного отслеживания поведения иммунных клеток после трансплантации, что способствует поиску трансляционных биомаркеров.
- Обеспечивает преемственность от выявления механизмов к доклинической валидации методов иммунотерапии.
- Позволяет обоснованно оценивать риски при продвижении кандидатов на основе данных об иммуномодуляции in vivo.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Этот метод визуализации охватывает все этапы: от ранних открытий до доклинической валидации, связывая исследования механизмов с трансляционными исследованиями в области иммунологии трансплантации.
- Открывательная биология: позволяет проверить гипотезы о роли иммунных клеток в отторжении и толерантности трансплантатов.
- Скрининг: обеспечивает количественные и воспроизводимые результаты визуализации инфильтрации и кластеризации иммунных клеток.
- Аналитика: предоставляет высококонтентные данные с временным разрешением для сравнительного анализа иммунных ответов.
- Трансляционные исследования: позволяет сопоставить доклинические результаты с клиническими механизмами иммунитета, влияющими на исходы трансплантации.
- Применение в масштабах организации: предлагает многофункциональную платформу визуализации, адаптируемую для других моделей легочных и иммуноопосредованных заболеваний.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую уверенность в валидации иммунных мишеней и снижении механистических рисков.
- Операционная ценность: улучшает стандартизацию, воспроизводимость и масштабируемость рабочих процессов визуализации in vivo.
- Стратегическая ценность: оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и снижает биологические риски на поздних стадиях в иммунологических портфелях.
- Влияние на портфель: позволяет осуществлять приоритезацию иммуномодулирующих стратегий для трансплантации и соответствующих показаний с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт проведения хирургических операций на мелких животных и владение передовыми методами микроскопии.
- Необходим доступ к двухфотонным микроскопам, линиям трансгенных мышей и программному обеспечению для анализа изображений.
- Требуется стандартизация протоколов визуализации и интерпретации данных между исследовательскими группами.
- Метод может быть адаптирован для других систем органов и моделей заболеваний при внесении соответствующих технических модификаций.
- Глубина визуализации и поле зрения ограничены свойствами тканей и характеристиками оборудования.
