Summary
Foi desenvolvido um ensaio in vitro para investigar o papel das vias de imunorreguladores na regulação da secreção de citoquinas por células T CD4 + específicas para o HIV.
Abstract
T exaustão celular é um fator importante na depuração patógeno falhou durante infecções virais crônicas. Vias imunoreguladores, tais como DP-1 e IL-10, são regulados positivamente em cima desta exposição do antigénio em curso e contribuir para a perda de proliferação, uma redução da função citolítica e auditivos produção de citoquinas por células T CD4 e CD8. No modelo murino de infecção por LCMV, a administração de anticorpos bloqueadores contra estas duas vias aumentou a resposta de células T. No entanto, não há atualmente nenhum ensaio in vitro para medir o impacto de tal bloqueio na secreção de citocinas em células de amostras humanas. Nosso protocolo ea abordagem experimental nos permitir quantificar de forma precisa e eficiente a restauração da produção de citocinas por células específicas para o HIV CD4 T de indivíduos infectados por VIH.
Aqui, retratam um delineamento experimental in vitro que permite medições de secreção de citocinas por células específicas para o HIV T CD4 e seu impacto no outro cell subconjuntos. Células CD8 T foram esgotadas de sangue total e PBMC restantes foram isolados através do método de separação com Ficoll. As PBMC esgotadas-CD8 foram então incubadas com anticorpos bloqueadores contra a PD-L1 e / ou IL-10Rα e, após a estimulação com um conjunto de peptídeos Gag de HIV-1, as células foram incubadas a 37 ° C, 5% de CO 2. Após 48 horas, o sobrenadante foi coletado para análise de citocinas por contas de matrizes e pellets celulares foram recolhidos para qualquer análise fenotípica por citometria de fluxo ou análise transcricional usando qRT-PCR. Para análise mais pormenorizada, as populações de células diferentes foram obtidos por depleção selectiva subconjunto de PBMC ou por triagem utilizando citometria de fluxo antes de ser avaliado nos mesmos ensaios. Estes métodos proporcionam uma abordagem altamente sensível e específico para determinar a modulação da produção de citoquinas por células T auxiliares específicas para o antigénio e para determinar as interacções funcionais entre as diferentes populações de células imunitárias.
Introduction
Durante infecções virais persistentes, as células-T específicos do vírus adquirir defeitos funcionais em um processo conhecido como T exaustão celular. No início de estudos in vivo no modelo murino de LCMV infecção viral crônica indicaram que as células específicas do vírus exaustos T reduziram função citolítica contra as células infectadas por vírus, perdem a capacidade de proliferar e ter a sua capacidade reduzida para produzir citocinas como IL-2, TNF- α e IFN-γ 1,2. Uma rede complexa de vias imunoreguladores, tais como DP-1 e IL-10, são regulados positivamente durante infecções crónicas e contribuem para a disfunção de células T (revisto em 3,4). Administração in vivo de anticorpos bloqueadores contra estas vias inibitórias no rato LCMV função das células específicas do vírus exaustos T e depuração viral reforçada modelo restaurado, indicando que células T exaustão é um fenômeno parcialmente reversível (revisto em 5).
Achados no the modelo LCMV foram rapidamente estendido para infecções virais crônicas humanas, tais como HBV, HCV e HIV 5. Na infecção crónica pelo HIV-1, DP-1 e IL-10 são as vias regulada em indivíduos infectados e correlacionam com os parâmetros de progressão da doença, directamente com a carga viral e inversamente com a contagem de CD4 6-8. Anticorpo bloqueio dos PD-1 ou IL-10 in vitro vias restaurada a proliferação de células T CD4 e CD8 específicas para o HIV, indicando que, tal como o modelo de rato de LCMV, t exaustão de células em seres humanos é um fenómeno é totalmente reversível. No entanto, devido à natureza delicada de experimentos em amostras humanas, bem como limitações na sensibilidade dos ensaios in vitro, investigação completa dos perfis de restauração funcionais obtidos por essas intervenções é notavelmente ausente. Ensaios de proliferação têm sido, até agora, a única no ensaio confiável vitro testado na maioria dos estudos, ainda não há uma notável falta de evidências sobre o impacto dessas interintervenções em: 1) a capacidade de morte de células T citotóxicas, 2) o efeito antiviral de células T na replicação viral, 3) o perfil de secreção de citoquinas, e 4) o efeito sobre a ajuda das células T CD4 + em outros subconjuntos de células.
Citocina coloração intracelular (ICS) é um fluxo muito útil e amplamente utilizado o ensaio baseado citometria que é usado para detectar a produção de citocinas em vários tipos de células em ambos os ratos e os seres humanos. Também tem sido utilizada para investigar o efeito de anticorpos de bloqueio de vias inibitórias. Em ensaios de ICS, a secreção de citocinas é bloqueada pela adição de Brefeldina e / ou monensina. Citocinas presos no interior das células são, então, detectados com anticorpos fluorescentes utilizando citometria de fluxo policromática. A duração do ensaio é normalmente limitada a 6 ou 12 horas após a estimulação de antigénio e uma vez que ambos Brefeldina A monensina, que são tipicamente adicionados a cerca de 2 horas de adição de antigénio, são tóxicos para as células. O ensaio ICS é uma técnica poderosa que tem sido útil in o estudo sobre o efeito da administração in vivo de bloqueio intervenção anticorpo em ratinhos em que as células foram extraídas após um certo período de tempo após a exposição ao anticorpo 9. No entanto, há várias limitações para a aplicação desta abordagem experimental para avaliar o impacto do bloqueamento dos receptores inibitórios em amostras humanas. Ao realizar as intervenções de anticorpos de vias inibitórias em um estimulação de 6 ou 12 horas in vitro (tipicamente o caso com amostras humanas), o bloqueio dos receptores inibitórios na maioria dos casos, não altera a frequência de resposta de células T específicas de antigénio, como medida por ensaios padrão ICS 6, 7. Medidas de produção por célula de citocinas, medidas pela intensidade média ou mediana de fluorescência deram resultados inconsistentes 6, 7, 10. Por outro lado, quando o ICS é realizada a um ponto final de tempo após a estimulação (isto é, seis dias), as alterações no número de secretoras de citocinas cvaras podem ser observados. As diferenças são um efeito combinado da proliferação alterada, a sobrevivência, e alterações na função efetora que se acumulam ao longo do período de tempo especificado 6. Uma maneira de superar parcialmente estas limitações é a incubar durante mais longos períodos de tempo (por exemplo, 36 hr, 60 hr, etc.) Com o antigénio antes da adição do bloqueador de secreção de citoquinas, sem esperar pela proliferação de ocorrer. Nós utilizamos com sucesso este método para determinar a cinética da secreção de citoquinas por células T CD4 e CD8 específicas para o HIV 11,12; no entanto, esta abordagem não é capaz de detectar pequenas respostas e não dará um resultado integrado da secreção total de citocina ocorrendo dado que a estimulação. Portanto, o ICS não é um método sensível para detectar o impacto de bloqueio de vias inibitórias sobre a quantidade de citoquinas produzidas por células T activadas em comparação com citocina quantificação de ARNm ou medições da secreção de citocinas no supernatant no mesmo intervalo de tempo. Além disso, a maioria das citocinas produzidas por células T activadas agir de maneira autócrina ao contribuir para o feedback positivo ou negativo circula através da interacção com as células apresentadoras de antigénios. Portanto, a adição de Brefeldina A monensina ou durante o ensaio ICS impede a secreção de citocinas e, assim, a estimulação de células T não é óptima. Finalmente, a detecção de várias citocinas com o ICS é limitada pela disponibilidade e sensibilidade dos anticorpos para a detecção de citocinas com citometria de fluxo, bem como por limitações no número de fluorocromos que podem ser utilizados em simultâneo, em qualquer dado painel.
Desenvolvemos uma abordagem experimental in vitro, altamente sensível para avaliar o impacto de vias imunorreguladores na regulação da secreção de citoquinas por células T CD4 + específicas para o HIV e subsequentemente auxílio de CD4 de células apresentadoras de antígenos (APCs) e células assassinas naturais (células NK). Este método também pode ser utilizado para avaliar o impact do bloqueio de moléculas inibidoras sobre a função das células T CD8 por esgotar as células T CD4 de PBMC ou estimulando com peptídeos ideais que são reconhecidos apenas por células T CD8. Em contraste com os ensaios de coloração de citocinas intracelulares, decidimos não interferir com a secreção de citoquinas por células T CD4 + específicas para o HIV, a fim de ser capaz de: 1) realizar uma quantificação mais precisa dos níveis de citocinas produzidos, 2) investigar um painel mais alargado de citocinas ou moléculas efectoras, e 3) avaliar o impacto de citoquinas produzidos por células específicas para o HIV T CD4 em outros subconjuntos de células. Nós estimular CD8 PBMC esgotadas com um HIV-1 Gag conjunto de peptídeos na presença de anticorpos bloqueadores da via imunorregulador de interesse. Após o tempo desejado de incubação, geralmente 48 horas, coletamos os sobrenadantes para medir a secreção de citocinas com matrizes de contas e recolher as pelotas de células, quer para análise fenotípica das diferentes subpopulações de células ou para a análise da transcrição. De nota, em tseu ponto 48 hr tempo, nós não detectar uma população significativa de proliferação de células T 12. Esta é uma abordagem flexível e várias adaptações deste projeto pode ser aplicado para analisar as diferentes hipóteses. Por exemplo, os subconjuntos de células individuais (tais como as células T CD4 + específicas para o HIV ou DP-1 de células T CD4 elevadas, etc.) Podem ser classificados após 12 horas de incubação, antes de nova incubação durante 36 horas seguida por recolha dos sobrenadantes e peletes de células investigar mais especificamente o impacto das intervenções de bloqueio na secreção de citocinas por subpopulações definidas de PBMC.
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Protocol
1. A exaustão e Isolamento de PBMC através Ficoll Separação
- Depleção das células T CD8 + por adição de células CD8 + humano Esgotamento cocktail de 50 ul / ml de sangue total.
- Misturar bem e incubar durante 20 min à temperatura ambiente (18-25 ° C).
- Depois de incubação, misturam sangue total com HBSS (Solução Salina Equilibrada de Hank sem Ca 2 + ou Mg 2 +) e camada sobre Histopaque. Gire a 340 rcf durante 30 min (sem freio, aceleração lenta).
- Recolhe PBMC e transferir para um novo cónica 50ml. Lavar 2x com 45 ml de RPMI 1640 suplementado com 50 UI de penicilina, 50 ug / ml de estreptomicina, 2 mM de L-glutamina, e 1% de HEPES por centrifugação durante 10 min a 340 rcf.
2. Bloqueio de Anticorpos e estimulação antigênica específica das células
- Ressuspender as células em 2x10 6 por estado em meio RPMI 1640 contendo 10% de soro humano, suplementado com 50 UI de penicilina, 50 ug / ml de estreptomicina, 2 mM de L-glutamina, e 1% de HEPES,representando 500 ul por condição.
- Alíquota de 500 ul de suspensão de células por tubo de FACS.
- Dependendo da via de investigados, adicionar PD-L1, IL-10Rα anticorpos de bloqueio e / ou controlos de isotipo de 10 ug / ml e incubar durante 15 min a 37 ° C, 5% de CO 2.
- Estimular as células com um conjunto de peptídeos de HIV-1 Gag a 1 ug / ml / péptido concentração final. Também incluem um controle "nenhum estímulo" para cada condição de bloqueio. Incubar a 37 ° C, 5% de CO 2 durante 48 horas.
3. Coleta e análise de sobrenadante
- Após 48 horas, girar tubos de FACS para 7 min a 340 rcf.
- Cuidadosamente recolher 2 x 225 mL de sobrenadante em tubos Eppendorf para Luminex matrizes talão sem perturbar o sedimento.
- Inactivar vírus no sobrenadante com 25 uL de 0,5% de PBS-Tween para obter uma concentração final de 0,05% de PBS-Tween.
- Armazene coletadas sobrenadantes que não são immediately utilizado numa -80 ° C congelador.
- Medir as concentrações de citocinas desejados usando kit Millipore Luminex acordo com o protocolo do fabricante.
4. Coleta e análise fenotípica das células através de Citometria de Fluxo
- Após recolha do sobrenadante, lavagem de células, em 3 ml de PBS. Gire células por 7 min a 340 rcf e decantar o excesso de lavagem.
- Mancha para a viabilidade utilizando um Kit Stain celular Morto VIVO / MORTO fixável de acordo com o protocolo do fabricante.
- Lavar as células em PBS durante 7 min a 340 rcf e a 4 ° C. Ressuspender em 100 ul de PBS, 1% de FBS.
- Se coloração para monócitos ou outras células apresentadoras de antígenos, receptores Fc bloco adicionando 1,4 mL de reagente de bloqueio e FcR vórtice para misturar.
- Incubar durante 10 minutos a 4 ° C.
- Adicionar anticorpos de superfície, vórtice, e incubar durante 20 min a 4 ° C no escuro.
- Lavar as células com PBS, 1% de FBS, decanta-se o excesso de lavagem, e adiciona-se 200 ul de paraformaldeido a 4%. Incubarà temperatura ambiente durante 20 min no escuro.
- Lave as células com PBS 1% FBS, ressuspender em 250 mL PBS 1% FBS, e adquirir em uma Multilaser citômetro de fluxo (por exemplo, BD LSRII ou Fortessa).
5. A análise das células por meio de qRT-PCR
- Para as células não analisados via citometria de fluxo: após a coleta do sobrenadante, as células lisam em 300 mL RLT Qiagen tampão contendo 1% de beta-mercaptoetanol. Se não continuar com o protocolo, as células podem ser congeladas a -80 ° C após este ponto.
- Isolar ARN utilizando um kit de isolamento de ARN seguindo o protocolo do fabricante.
- Sintetizar ADNc a partir de ARN usando um kit de síntese de cDNA, seguindo o protocolo do fabricante.
- Realizar PCR quantitativa utilizando a tecnologia de SYBR Green.
- Criar uma mistura de iniciadores para cada um dos iniciadores utilizados, incluindo genes de manutenção (por exemplo, IL-13, IL-10, IFN-γ, GAPDH) por adição de iniciadores a nucleases-livre de água para se obter uma concentração final de 10iM. Mantenha no gelo.
- Criar um master mix para cada primer, adicionando 10,5 mL de água livre de nuclease, 12,5 mL SYBR verde, e 1 ml mistura de iniciadores por placa também. Mantenha no gelo.
- Pipetar 24 ul de mistura principal em cada poço da placa que vai ser usado.
- Adicionar 1 mL de cDNA para cada poço de acordo com modelo.
- Tampe poços e placa de centrifugação por 3 min a 800 rcf.
- Executar placa em uma máquina de qRT-PCR, por exemplo, um instrumento Stratagene Mx3005P.
6. Adaptação para o intracelular de citocinas Coloração em 48 horas
Adicionar Brefeldina A monensina e 6 horas antes da coloração de citocinas intracelulares. Brefeldina é adicionado a uma concentração de 10 ug / ml, enquanto a monensina é adicionado de acordo com as instruções do fabricante. Por conveniência, Brefeldina pode ser adicionado 12 h antes de manchar a uma concentração de 5 ug / ml.
- Depois de mancha de superfície, lavar as células com PBS 1% FBS e mancha nocitocinas intracelular, tais como a IL-12, IFN-γ, e TNF-α usando um kit de fixação / Solução permeabilização e protocolo.
- Lave as células, ressuspender em 250 mL PBS 1% FBS, e executado em um multilaser citômetro de fluxo (por exemplo, BD LSR II ou Fortessa).
7. Adaptação para Classificando Células
- 16 horas após a estimulação, mancha de viabilidade utilizando Kit Stain celular Morto VIVO / MORTO fixável de acordo com o protocolo do fabricante. Manter as células em gelo durante todo o procedimento.
- Lavar as células com PBS, durante 7 min a 340 rcf e a 4 ° C. Ressuspender em 100 ul de PBS, 1% de FBS.
- Adicionar anticorpos de superfície, vortex para misturar e incubar as células em gelo, no escuro, durante 20 min.
- Lavar as células com PBS, 1% de FBS a 340 rcf e a 4 ° C e ressuspender em 500 ul de meio RPMI 1640 frio contendo 10% de soro fetal bovino, suplementado com 50 UI de penicilina, 50 ug / ml de estreptomicina, 2 mM de L-glutamina, e 1% HEPES.
- Células do filtro com 5 ml poliestirenorene tubo de fundo redondo com tampa de Cell-filtro.
- Preparar os tubos de recolha para classificar por adição de 200 ul de meio RPMI 1640 contendo 10% de soro fetal bovino, suplementado com 50 UI de penicilina, 50 ug / ml de estreptomicina, 2 mM de L-glutamina, e 1% de HEPES a cada tubo. Mantenha todos os tubos em gelo durante a classificação.
- Vivo classificar os subconjuntos de células de interesse em um instrumento (por exemplo, BD FACS Aria II), localizado em uma instalação equipada para material de risco biológico.
- Após as células foram classificadas, as células lugar de volta na incubadora por período de tempo desejado e seguir com a análise coleção sobrenadante / Luminex e análise coleção pellet celular / PCR.
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Representative Results
Para as medições de citocinas utilizando este sistema in vitro, é essencial ser capaz de distinguir as respostas específicas de antigénio, em comparação com o controlo sem estimulação. De uma maneira geral, considerou-se respostas positivas como os valores da estimulação antigénica que dão aumento de, pelo menos, três vezes nos níveis de citocinas em comparação com o controlo sem estimulação e que estavam dentro do intervalo linear do ensaio. Estamos usando alta sensibilidade ensaios matriz talão que podem detectar concentrações de citocinas tão baixos quanto 0,16 pg / ml, o que nos permite observar CD4 respostas de células T antígeno-específicas fracos. As amostras são testadas em duplicado a fim de garantir que os valores precisos são obtidos. Figura 2A mostra que a produção de IFN-γ, o ensaio pode detectar uma média de aumento de 800 vezes em comparação com nenhuma estimulação. Estes valores dependem das citoquinas testadas, porque, para alguns deles, tais como IL-13 e IL-2, os valores mais baixos em comparação com a estimulação não seráser observado. Uma abordagem semelhante é aplicável ao perfil de transcrição de ARNm de vários ensaios de citocinas. Figura 2B mostra o nível de mRNA para IFN-γ que é significativamente maior (mais do que três vezes maior) após a estimulação. Com este ensaio, há uma forte correlação entre a secreção da proteína de IFN-γ e os níveis de mRNA de IFN-γ (Figura 2C). Mesmo que nós desenvolvemos esta abordagem in vitro para estudar a função das células T CD4 específicas para o HIV, também têm usado com sucesso esta abordagem para avaliar o impacto da PD-L1 e / ou IL-10Rα bloqueio em respostas de células T CD4 após estimulação com SEB, anti-CD3/CD28, CMV ligado e RD-1 péptidos de Mycobacterium tuberculosis (dados não mostrados). Este método pode ser usado para avaliar a resposta a antigénios de bactérias, incluindo as respostas induzidas por vacina, igualmente bem. Figura 2D mostra que a estimulação com o HIV-gag resulta em uma maior secreção de IFN-γ enquanto estimulação com tétano toxoid resultados em maior secreção de IL-13, demonstrando o perfil de citocinas diferente de VIH e respostas específicas Tétano-células-T CD4.
Uma das principais contribuições deste ensaio é a capacidade de detectar diferenças na secreção de citocinas após a manipulação de anticorpos de vias inibitórias que não são detectados por outros ensaios in vitro como ICS. Deve notar-se que algumas citocinas, tais como IL-2, pode ser consumido por células para medições no sobrenadante pode potencialmente subestimar os níveis de citocinas produzidos. Por este motivo, quaisquer diferenças na secreção de citocinas observado após anticorpo bloqueio deve também ser confirmada no nível de mRNA para avaliar se as diferenças observadas são devidas a alterações da produção por células. Figura 3A mostra o impacto de um anticorpo de bloqueio PD-L1 para o IFN -γ e IL-2, a secreção por células T CD4 + específicas para o HIV, após 48 horas de estimulação com o antigénio cognato. O bloqueio da via de DP-1 em geral, não têm umimpacto significativo sobre a secreção de citocinas, sem qualquer estímulo antigénio, mas aumenta o IFN-γ e IL-2, a secreção de, quando as células são estimuladas com piscinas HIV-1 Gag peptídicas. Quando as células são CD3 empobrecido do PBMC, não há IFN-γ ou IL-2 produzida em resposta a estimulação de antigénio (Figura 3B), indicando que a secreção de IFN-γ e IL-2 é induzida em resposta ao CD4 T específicas para o HIV estimulação de células específicas de antigénio. Para algumas citoquinas, tal como IL-21, a sensibilidade dos conjuntos de talão não permite a detecção de níveis de proteína depois de respostas de antigénios fracos tais como o VIH. Para aquelas citocinas, a quantificação de ARNm pode ser realizada em vez de 12.
Algumas citocinas, tais como IFN-γ e TNF-α, pode ser produzida por uma variedade de subconjuntos de células. Ao realizar as experiências com PBMCs CD8-empobrecido, é por vezes difícil de identfy a fonte de secreção de proteínas, e, portanto, é difícil identificar o subconjunto de células que responded ao bloqueio das moléculas inibidoras. Por esta razão, nós desenvolvemos uma variante deste método para realizar uma investigação mais aprofundada sobre o impacto de bloquear moléculas inibidoras sobre a secreção de citocinas por triagem diferentes subconjuntos de células de acordo com as suas características fenotípicas. Figura 4 mostra o impacto da DP-1 bloqueio em IFN -γ e IL-2 segregada pelas células T CD4 ordenadas. Para esta experiência, as PBMCs CD8-depletados foram estimuladas durante 12 horas na presença de um anticorpo PD-L1 de bloqueio ou um controlo de isotipo. Após 12 horas, as células foram marcadas com anticorpos superfície fluorescentes e células T CD4 foram classificados usando um citômetro de fluxo classificador celular. As células T CD4 classificados foram, em seguida, incubadas ainda durante 36 horas e citoquinas foram medidas no sobrenadante utilizando matrizes de grânulo, tal como descrito acima. Temos utilizado com sucesso esta abordagem no passado para classificar células T CD4 de acordo com os seus níveis de PD-1 expressão e mostraram que o PD-L1 bloqueio pode restaurar a função do HIV-sp ESPECÍFICOS células T CD4 que expressam elevados níveis de PD-1 12.
O número de vias imuno identificados como a função das células T de governo na infecção pelo HIV está aumentando constantemente. Nós utilizamos com sucesso este ensaio, no passado, para mostrar o impacto da IL-10 no bloqueio de IFN-γ e IL-2, a secreção de células T CD4-1 específicos para HIV 8,13. Uma das vantagens deste método é a capacidade para avaliar a forma como as moléculas imunorreguladoras regular a interacção entre as células específicas para o HIV de células CD4 T com as células apresentadoras de antígenos (APCs). Figura 5A mostra os efeitos da IL-10 de bloqueio no restabelecimento da secreção de IL-12 a partir de células apresentadoras de antigénios. Com uma adaptação da técnica, através da realização de ICS em 48 horas após a estimulação, fomos capazes de demonstrar que os monócitos são a principal fonte de IL-12 após a estimulação com piscinas HIV-1 Gag peptídicas (Figura 5B).
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Figura 1. Representação esquemática da metodologia. Isolado PBMC esgotadas-CD8 de indivíduos infectados por VIH são incubados durante 15 min ou com anticorpos de controlo de isotipo ou bloqueando anticorpos contra PD-L1 ou a IL-10Rα. Após uma estimulação com 48 horas de uma piscina péptido Gag de HIV-1, os sobrenadantes são recolhidos em medições da secreção de citocina com matrizes de talão e peletes de células são recolhidos ou por análise fenotípica por citometria de fluxo ou análise de transcrição dos níveis de mRNA utilizando qRT-PCR.
Figura 2. A detecção de respostas de células T específicas para o antigénio com ARNm ou de secreção de proteínas. A: As PBMCs CD8-estimuladas esgotadas com um conjunto de peptídeos Gag de HIV-1. Secreção de IFN-γ foi medida a 48 horas após a estimulação B:. Níveis de mRNA de IFN-γforam medidos com qRT-PCR em sedimentos de células em 48 horas após a estimulação C:. Correlação da concentração de IFN-γ em sobrenadantes com os níveis de IFN-γ mRNA. D:. Comparação de IFN-γ e IL-13 níveis de proteína entre PBMC depleção de CD8 estimulados com HIV-1 Gag piscina peptídeo ou o toxóide tetânico Clique aqui para ver maior figura .
Figura 3. As alterações na secreção de citocinas após manipulação das vias inibitórias é CD4 T dependente de células A e B:. CD8 esgotadas ou CD3 PBMC estimuladas esgotadas com um HIV-1 Gag conjunto de peptídeos na presença de controlo de isotipo ou PD-L1 anticorpo bloqueador. IFN-γ e IL-2, a secreção foi medida a 48 horas após a estimulação.
Figura 4. Classificando células T CD4 para detectar a secreção de citocinas após a manipulação de PD-1 bloqueio. AB: PBMCs CD8-empobrecido de três cronicamente infectadas, indivíduos não tratados foram incubados com um HIV-1 Gag conjunto de peptídeos ou para a esquerda não estimuladas durante 12 horas na presença de controlo de isotipo ou PD-L1 anticorpo bloqueador. As células T CD4 foram então seleccionadas negativamente por exclusão linhagem de linfócitos e incubou-se ainda mais durante 36 horas.
Figura 5. Interação entre células T CD4 e células apresentadoras de antígenos. A: As PBMCs CD8-empobrecido foram estimuladas com um HIV-1 Gag conjunto de peptídeos na presença de controlo de isotipo ou IL-10Rα anticorpo bloqueador. IL-12 níveis no sobrenadante foram medidas a 48 horas após a estimulação B.:PBMC depleção de CD8 estimulados com uma piscina peptídeo HIV-1 Gag. A secreção de IL-12 em monócitos foi medida com o ICS em 48 horas após a estimulação.
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Discussion
Coleção sobrenadante é uma parte fundamental deste projeto experimental. Quando a colher os sobrenadantes para o ensaio de Luminex, as alíquotas foram feitos e mantidos a -80 ° C para evitar a degradação das proteínas devido a ciclos de congelação-descongelação. Congelamento e descongelamento pode ser processos duras para proteínas e minimizando congelar-degelo, o sinal será maximizado em ensaios. Portanto, é mais fácil obter dados repetitivo e mais precisa quando se trabalha a partir de aliquotas que foram congelamento-descongelamento o mesmo número de vezes.
Temos realizado anteriormente análise cinética da secreção de citocinas e níveis de mRNA após estimulação com HIV-Gag peptídeo piscinas 12. Com base nesses cinética, escolhemos o ponto de tempo de 48 horas para realizar as medições de secreção de citocinas. Dadas as diferenças observadas entre os ARNm e secreção de proteínas, bem como entre os diferentes estímulos, é imperativo que os investigadores analisam sua própria cinética dependendo dos estímuloseles usam e se eles estão medindo a expressão do mRNA ou secreção de citocinas proteína.
Quando subconjuntos de células são classificadas (utilizando a abordagem mostrada na Figura 3), é importante ajustar o volume da cultura de acordo com o número de células classificadas. No ensaio padrão, que tipicamente incubar 1 milhão de PBMC esgotadas-CD8 em 500 ul de meio. No entanto, quando tipo celular subconjuntos, tais como células T CD4, que costumamos classificar até 100.000 células. Por este motivo, reduzir o volume do meio a 200 mL de modo a manter-se de diluição das células e para alcançar uma concentração de citoquina que é detectável com a matriz do grânulo. Para cada experiência, o volume de culturas de células devem ser testados experimentalmente, tendo em consideração o tipo de célula, os números de células classificadas, a citocina de interesse, e a sensibilidade do kit de detecção.
Outro aspecto importante, quando da realização do ensaio Luminex é inactivati vírusna. Vírus deve ser inactivado para ser capaz de executar de forma segura as amostras no instrumento. Tween-20 foi usado por esta razão. Previamente, outros detergentes foram testados para esta finalidade. Várias diluições de 0,5% de Tween, 5-10% de Triton, o tampão de lavagem e foram adicionados a células infectadas por HIV e foram testadas contra células noninactivated. Tween foi encontrado para inativar melhor o vírus ao interferir o mínimo com os ensaios realizados.
Ao realizar a citometria de fluxo, um passo essencial na coloração para monócitos é bloquear o receptor de Fc com um reagente de bloqueio de Fc para impedir a ligação não específica de anticorpos monoclonais. O receptor Fc está presente na superfície de células apresentadoras de antigénios e se liga à região Fc de anticorpos. Se este receptor não é bloqueada antes da coloração, os anticorpos monoclonais que são adicionadas para atingir os marcadores específicos podem em vez disso ligar-se a este receptor, por conseguinte, dando um resultado positivo falso. Isto é especialmente importante a fim de evitar quando se analisacitocinas que derivam de um determinado tipo de célula, como não bloquear esse receptor poderia ser prejudicial aos resultados. Células de incubação em meio contendo soro humano também pode ajudar com este problema, uma vez que existem grandes quantidades de IgG no soro que se ligam ao receptor Fc.
Embora ensaios Luminex proporcionar uma detecção mais sensível do que ensaios de ICS, certas moléculas efectoras, tais como IL-21 ou perforina são ainda difíceis de detectar com este método. Esta abordagem in vitro em análise permite a transcrição utilizando qRT-PCR, que proporciona uma maior sensibilidade na detecção de outras moléculas efectoras.
Uma limitação da nossa abordagem experimental é que a interpretação de seus resultados é difícil quando a citocina de interesse é produzido por diferentes subpopulações de células a partir da mistura heterogênea de leucócitos presentes no PBMC inteiros ou PBMCs depleção de CD8. Por exemplo, este é o caso para a citocina IL-10, que é sobre-regulada em células diferentes types no cenário da doença HIV progressiva 8. Triagem da população de interesse antes de posterior incubação e recolha do sobrenadante é uma abordagem alternativa que usaram com sucesso neste contexto.
Em resumo, as técnicas apresentadas no presente documento proporcionam um meio confiável de medir a restauração da produção de citoquinas por células T CD4 + ou T CD8 + específicas para o HIV, na presença de bloqueio de PD-L1 e IL-10 vias imunorreguladores. Estas técnicas podem ser aplicadas em casos em que as citocinas não são facilmente detectáveis por citometria de fluxo.
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Disclosures
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Acknowledgments
Agradecemos Gordon Freeman para fornecer o anticorpo bloqueador anti-PD-L1. Agradecemos ao pessoal clínico e laboratorial no Hospital Geral de Massachusetts e de todos os participantes do estudo para o seu papel inestimável neste projeto.
Este estudo foi financiado pelo Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas dos Institutos Nacionais de Saúde (PO1 AI-080192; DEK), o National Heart Lung and Blood Institute dos Institutos Nacionais de Saúde (RO1 HL-092565; DEK). DEK é apoiado por uma Research Scholar Award Carreira do Fundo de Pesquisa em Saúde Quebec (FRQS). FP é apoiado por uma bolsa comunhão do Massachusetts General Hospital Comitê Executivo de Investigação e do Instituto de Saúde Global de Harvard (HGHI).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Hanks Balanced Salt Solution without Ca2+ or Mg2+ | Sigma | H9394 | |
| RPMI 1640 | Sigma | R0883 | |
| Histopaque-1077 | Sigma | 10771 | |
| Human Serum AB | Gemini BioProducts | 100-512 | |
| Penicillin/Streptomycin | Mediatech | 30 001 CI | |
| L-glutamine | Mediatech | 25 005 CI | |
| HEPES buffer | Mediatech | 25060CI | |
| FcR blocking reagent, human | Miltenyi | 130-059-901 | |
| RosetteSep Human CD8+ Depletion Cocktail | Stem Cell | 15663 | |
| LIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stain Kit, for UV excitation | Invitrogen | L23105 | |
| Rneasy Mini Kit | Qiagen | 74104 | |
| Improm-II Reverse Transcription System | Promega | A3800 | |
| Brilliant II SYBR qPCR Low Rox Master Mix | Agilent | 600830 | |
| BD Cytofix/Cytoperm Fixation/Permeabilization Solution Kit | BD | 554714 | |
| Tween-20 | Fisher | BP337100 | |
| IFN-γ primer | Invitrogen | FOR: CGAGATGACTTCGAAAAGCTGA REV: TCTTCGACCTCGAAACAGCA | |
| GAPDH primer | Invitrogen | FOR: TCATCATCTCTGCCCCCTCT REV: AGTGATGGCATGGACTGTGG |
References
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- Kwon, D. S., Kaufmann, D. E. Protective and detrimental roles of IL-10 in HIV pathogenesis. Eur. Cytokine Netw. 21, 208-214 (2010).
- Porichis, F., Kaufmann, D. E. Role of PD-1 in HIV pathogenesis and as target for therapy. Curr. HIV/AIDS Rep. 9, 81-90 (2012).
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- Zhang, J. Y., et al. PD-1 up-regulation is correlated with HIV-specific memory CD8+ T-cell exhaustion in typical progressors but not in long-term nonprogressors. Blood. 109, 4671-4678 (2007).
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- Kwon, D. S., et al. CD4+ CD25+ regulatory T cells impair HIV-1-specific CD4 T cell responses by upregulating interleukin-10 production in monocytes. 86, 6586-6594 (2012).
