$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Nötrofiller, kısa ömürlü ve henüz dondurularak saklanamayan oldukça dinamik ve duyarlı hücrelerdir19, bu da biyolojilerinin araştırılmasını zorlaştırır. Bu nedenle, canlı, zenginleştirilmiş ve dinlenen nötrofiller elde etmek için dikkatli adımlar atmak önemlidir11,20. Bu çalışma, nazik ve minimal manipülasyonun yanı sıra aktivasyon adımına kadar düşük sıcaklıkların kullanımını vurgulayan yoğunluğa dayalı bir izolasyon tekniği kullanmıştır. Ek olarak, kan işleme damar delinmesinden sonraki 30 dakika içinde gerçekleşmeli ve oda sıcaklığında saklanmalıdır. Bu çalışma, manipülasyon stresini ve deney süresini azaltmak için bir seçenek sunmaktadır. Süreci daha da basitleştirmek için, protokolde, tek bir hemoliz prosedüründen sonra RBC tabakasının hafifçe yeniden süspansiyonu ve aspirasyonu ile RBC'lerin çıkarılmasını içeren yeni bir adım (bir seçenek olarak) ekledik. Bu adım, RBC'lerin çoğunu yalnızca bir hipotonik hemoliz adımıyla ortadan kaldırdığı için manipülasyon stresini ve deney süresini azaltır. Bununla birlikte, operatör becerilerinin bu adımın etkinliğini büyük ölçüde etkilediği ve RBC'leri her zaman tamamen ortadan kaldırmayabileceği unutulmamalıdır. Ayrıca, RBC aspirasyonu nötrofil kaybına yol açabilir, ancak bu, RBC katmanına daha yakın toplanırken başlangıçta gradyandan daha fazla nötrofil geri kazanıldığından, verimi etkilemez. Bu nedenle, tahliller mümkün olan en yüksek saflığı gerektirmiyorsa veya operatör sürekli olarak iyi sonuçlar elde ettiyse RBC aspirasyonu önerilir. Burada sunulan tarama testleri için, az miktarda kirletici RBC (% <3) sonuçlara müdahale etmeyecektir.
Reaktif hazırlama da dahil olmak üzere tüm prosedürlerin zamanında gerçekleştirilmesini sağlamak için, zaman çizelgesini ve iki araştırmacı arasındaki görev dağılımını detaylandıran bir iş akışı sunulur (Şekil 2). Tüm fonksiyonel tahliller bittikten sonra, kalan hücreler, uygun lizis tamponu ve depolama ile hücre lizisi ile omik çalışmalar gibi daha ileri moleküler araştırmalar için hazırlanabilir.
ROS üretimi
Solunum patlaması, nötrofil hazırlama ve aktivasyon 18,21'in ayırt edici özelliğidir ve ROS üretimini değerlendirmek, nötrofillerin aktivasyon durumunu tahmin etmek için kullanılan yaygın bir yöntemdir. Bu çalışma, ROS üretimini iki yaklaşım kullanarak değerlendirdi: optik mikroskopi ve spektrofotometri.
NBT testi, nötrofillerde solunum patlamasını değerlendirmek için iyi bilinen bir yaklaşımdır22,23. Yaygın olarak kullanılan iki yöntem, optik mikroskopi tabanlı (veya slayt testi) ve spektrofotometri tabanlı tahlillerdir 24,25,26. Optik mikroskopi, ayrıntıların hücre düzeyinde görselleştirilmesine izin verse de, kullanıcı yanlılığına eğilimlidir. Bu nedenle, NBT slayt testi, formazan oluşum modelleri, yoğunluk ve hücre agregasyonu gibi fenotipik özelliklerle ilgili spektrofotometrik testin kalitatif bir tamamlayıcısı olarak hizmet eder.
Hem NBT lamı hem de spektrofotometrik testler için kritik adımlar, NBT ve formazan tam çözündürmedir. Üreticinin tavsiyelerinin aksine, NBT suda iyi çözünmez. Bununla birlikte, NBT'nin DMSO'da en az 15 dakika homojenleştirilmesi ve ardından su/HBSS eklenmesi ve 2 dakika vortekslenmesi tam çözünme sağlar. Ek olarak, formazanın absorbansını analiz etmek için iki kritik adıma ulaşılmalıdır: (1) PMN lizisi ile formazan kristallerinin hücrelerden salınması ve (2) formazan kristallerinin tamamen çözünmesi. Her iki adım da, hücre peletinin yakın zamandaönerildiği gibi% 10 SDS ile muamele edilmesiyle elde edildi 27, ardından 570 nm'de süpernatantın sonikasyon ve absorbans analizi yapıldı.
Ayrıca, negatif ve pozitif kontrol gruplarının NBT sonuçları, değerlendirilecek taramanın ilk basamağıdır. Bu adım dikkate değer bir fark göstermelidir, çünkü formazan yoluyla ROS üretim değerlendirmesi, izolasyon işleminin, hücrelerin dinlenme durumundaki istenmeyen değişikliklerden stimülasyon veya inhibisyon yoluyla sorumlu olup olmadığını gösterir.
Sitokrom c indirgeme28 veya akış sitometrisi29 analizi gibi diğer yöntemler genellikle ROS tespiti için kullanılır; Bununla birlikte, bir tarama yaklaşımı göz önüne alındığında, uygulamaları daha uzun bir deney süresi, belirli belirteçlerin kullanımı ve pahalı aletler gerektirir. Luminol / izolüminesans, ROS'u tespit etmek için hızlı ve uygun maliyetli bir yöntemdir ve aynı zamanda hücre içi ve hücre dışı ROS'un farklılaşmasına izin verir. Ancak bu yöntem için bir luminometre gereklidir30,31. Cihaz maliyeti bir tesisin kullanılmasıyla önlenebilse de, diğer tahlillerle aynı anda gerçekleştirilen bir tarama analizi için yine de uygun olmayacaktır.
Fagositoz
PMN/maya inkübasyonu, fagositoz yapan nötrofillerin sayısını ve nötrofil başına yutulan maya sayısını sayarak nötrofil fagositoz kapasitesi ve etkinliğine genel bir bakış sağlar. Bununla birlikte, maya partikülünün kendisi bir aktivasyon sinyali olduğundan, kontrol grubunun önceden işlenmiş PMN ile karşılaştırılması, CTRL ve fMLP ile muamele edilmiş PMN'de gösterildiği gibi, önemli değişiklikler göstermeyebilen ikili bir stimülasyon sistemi oluşturur (Şekil 4). Bununla birlikte, bu tahlil, potansiyel bir modülatörün fagositoz üzerinde herhangi bir etki yaratıp yaratmayacağını göstermede yararlıdır. Bu test kullanılarak yeni bir antimikrobiyal peptit test edildi ve sonuçlar, son zamanlarda etkili aktivasyon için gerekli olduğu tartışılan bu uyaran kombinasyonuna ilginç bir potansiyel yanıt olduğunu gösteriyor32.
Bu tahlil için kritik adım boyamadır, çünkü slayt ≥3 saniye boyunca panoptik No. 3 (hematoksilen) üzerinde tutulursa analiz güvenilmez hale gelir. Bunun nedeni, maya hücrelerinin ve nötrofil nükleer loblarının birbirinden ayırt edilememesidir. Ayrıca, bu yaklaşım, modülatörlere maruz kaldıktan sonra nötrofillerin morfoloji analizine izin verir. Akış sitometrisi, fagositoz33'ü analiz etmek için başka bir etkili tekniktir, ancak önceki konuda tartışıldığı gibi, membrana bağlı ve yutulmuş parçacıklar ve önerilen tarama seti ile ilgili diğer faktörler arasında ayrım yapma zorluğu nedeniyle sınırlamaları vardır. Burada açıklanan yöntemde de aynı sınırlama gözlenir, ancak bu, takip çalışmalarına rehberlik etmek için bir başlangıç taraması olarak düşünülmelidir.
Gerçek zamanlı geçiş
Gerçek zamanlı tarama protokolü, PMN'lerin göç kapasitesini değerlendirmek için optimize edildi. Daha önceki bir çalışma, migrasyon testinin negatif kontrol ve IL-8 tedavisi15 arasında bir fark göstermesi için RTCA plakasının alt tarafının kaplanmasının gerekli olduğunu öne sürse de, bu çalışma, kaplama ajanları eklenmeden fMLP ile tedavi edilen hücreler için yüksek güven aralığı (CI) değerleri göstermiştir. Sonuçlar, 12 dakikadan itibaren önemli migrasyon ile yüksek tekrarlanabilirlik sundu. Ayrıca, elde edilen migrasyon verilerinin eğri uydurma analizi, migrasyonun dinamiklerini anlamak için yararlı olan ve konsantrasyona bağlı olabilen veya koşullar arasında farklılık gösterebilen hücre indeksi maksimumunun yanı sıra eğimi artırma ve azaltma gibi parametreleri ortaya çıkarabilir. Nötrofil migrasyon eğrileri için en uygun (Şekil 5), fMLP'nin maksimum hücre indeksini ve artan eğimi arttırdığını gösteren düzeltilmiş Gompertz fonksiyonu34'tür.
Elektrotlardan geçen hücreleri engelleyerek deneyi tehlikeye atabilecekleri için RTCA sistemindeki kabarcıklardan kaçınmak için özel dikkat gereklidir. Sınırlayıcı bir faktör, plakaların yüksek maliyetidir. Daha ucuz teknikler hücre göçünü analiz etse de, iyi bir tekrarlanabilirlikten yoksundurlar veya Boyden odası35 gibi zor ve zaman alıcıdırlar. Bu nedenle RTCA, burada sunulan diğer tarama testleriyle uyumlu güvenilir bir migrasyon analizidir.
Ağları
Son olarak, optik mikroskopi kullanılarak NET oluşumunun ön değerlendirmesi için umut verici, kolay ve düşük maliyetli bir test geliştirilmiştir. Fagositoz kapasitesi üzerindeki etkisi test edilen spesifik bir NET indükleyici uyaran olan PMA'nın da CTRL ve fMLP gruplarına kıyasla ağ benzeri bir yapı oluşumunu indüklediği fagositoz slaytlarının gözlemlenmesinden türetilmiştir. Bu çalışma, bu yapıların NET salınımını gösterebileceğini varsayıyordu. Böyle bir hipotez, PMA ile aktive olan nötrofillerde filamentli yapıların bulunmadığı aktivasyondan sonra numunelerin DNaz I ile muamele edilmesiyle test edildi. Bu tür yapıların NET olma ihtimalinin yüksek olduğu varsayımı, PMA'nın NET oluşumunun iyi bilinen bir indükleyicisi olarak gösterilmesine36,37, NET'ler için spesifik belirteçler kullanılarak floresan mikroskobu ile benzer yapıların bulunmasına 38,39 ve DNaz I tarafından katalize edilen NET'lerin bozunmasınadayanmaktadır 40,41. Bunun NET oluşumunun doğrulanması için bir yöntem olmadığını, sadece NET'lerin varlığını gösteren bir ön tarama olduğunu vurgulamak önemlidir. Bu testin sınırlılıkları olmasına rağmen, NET'ler boyama artefaktları ile karıştırılabileceğinden, diğer fonksiyonel testlerle birlikte yapılabilen hızlı ve düşük maliyetli bir taramada NET oluşumunu önermede ilgili bir amaca hizmet eder. Taranan çalışma ile ilgili olarak tespit edildikten sonra, NET'ler daha sonra tartışıldığı gibi konfokal veya elektron mikroskobu42 ile daha fazla değerlendirilebilir.
Laboratuvarımızda, immünomodülatör aktivitelere sahip olması muhtemel olan yeni antimikrobiyal peptitler, bazı peptitlerin insan nötrofilleri üzerindeki etkilerinin daha fazla analizine daha iyi rehberlik etmek için bu tarama testleri seti ile sıklıkla değerlendirilir, çünkü bazıları ilginç ROS43, fagositoz, migrasyon ve / veya NET modülasyon özellikleri gösterir.
Sonuç olarak, NeutroFun Ekranı, çok sayıda test edilmemiş bileşikten normal yoğunluktaki nötrofil aktivitesinin potansiyel modülatörlerini tanımlamak için değerli bir araç sunar. Ancak, bu yöntemin yalnızca bir ön tarama işlevi gördüğüne dikkat etmek önemlidir. Bu ilk taramadan sonra, daha pahalı, gelişmiş ve zaman alıcı metodolojiler, veri doğrulama için bu ilk sonuçların önerdiği belirli işlevlere veya yollara yönlendirilebilir. ROS üretimi, fagositoz ve NET oluşumu için, veri doğrulama ve daha fazla nicel sonuç elde etmek için alternatif yöntemler vardır. NET görselleştirme ve miktar tayini, yakın zamanda ayrıntılı olarak açıklandığı gibi, miyeloperoksidaz ve nötrofil elastaz gibi hücre dışı DNA ve granül proteinlerinin varlığını ve örtüşmesini belirleyen immünofloresan mikroskopi analizi yoluyla gerçekleştirilebilir42. ROS birçok biyolojik süreçte farklı önemli roller oynar ve bu nedenle çalışmaları oldukça yaygın ve çeşitlidir. En köklü metodolojiler arasında, enzime bağlı immünosorbent testi (ELISA) ve lüminesansın immünoblotlanması gibi antikorlardan yararlananlar veya DCFDA, EPR spektroskopisi ve enzimatik aktivite ölçümleri yoluyla farklı etiketleme altındaki hücrelerin akış sitometrisi gibi floresan tespiti gibi metodolojiler yer almaktadır44. Benzer şekilde, sağlam fagositoz değerlendirmesi de çeşitli şekillerde yapılır; Alternatif yöntemler arasında tek başına akış sitometrisi45,46 veya floresan mikroskobu47 ile kombine edilir. Açıklanan gerçek zamanlı hücre göçü, daha fazla doğrulama gerektirmeyen ve diğer metodolojilerin düşünemeyeceği parametreler sunan sağlam ve yeterli bir tahlildir. Bu tür yöntemlerin diğer kombinasyonları belirli senaryolara daha uygun olabilir, ancak özetle bu, birçok nötrofil aktivitesini kapsayan hızlı ve uygun fiyatlı bir kombinasyonu temsil eder.
Özetle, bu çalışma, çabaları gelişmiş metodolojilere daha iyi yönlendirmenin bir yolu olarak yeni moleküllere ve koşullara çoklu nötrofil yanıtlarını değerlendirmek için basit, hızlı ve düşük maliyetli metodolojilerden oluşan bir dizi tahlil sağlamayı amaçlamaktadır. Başlıca sınırlamalar olarak, ROS, NET ve fagositoz testlerinden elde edilen sonuçlar ön hazırlık olarak kabul edilmeli ve daha spesifik ve ayrıntılı tahlillerle daha fazla doğrulamaya ihtiyaç duyulmalıdır ve otomatik olmayan mikroskopi hücre sayımına dayananlar bilinçsiz önyargıya eğilimlidir.