$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Fagositoz, makrofajlar ve dendritik hücreler gibi dokuda yerleşik profesyonel fagositlerin yanı sıra yabancı partikülleri yutan ve bozan epitel hücreleri ve fibroblastlar gibi profesyonel olmayan fagositler tarafından gerçekleştirilen önemli bir hücresel süreçtir. Bu hücreler, yabancı partikülleri, patojenleri veya hücresel kalıntıları içselleştirir ve ortadan kaldırır, bu da bağışıklık savunmasına ve doku homeostazına önemli ölçüde katkıda bulunur1. Bu süreç, patojenle ilişkili moleküler modellere (PAMP'ler) bağlanan Toll benzeri reseptörler (TLR'ler) gibi örüntü tanıma reseptörleri (PRR'ler) aracılığıyla patojenlerin, kalıntıların veya partiküllerin tanınmasıyla başlar2. Bu tanıma, plazma zarı çıkıntılarının hedef parçacık3 etrafında uzandığı bir fagositik kap oluşumunu tetikler. Aktin filamentleri bu adımda çok önemli bir rol oynar ve parçacık yutulması için gerekli olan zarın yeniden şekillenmesini sağlar4. Parçacık bir fagozom içine alındığında, zara bağlı bir vezikül oluşur. Fagozom, erken, daha sonra geç endozomlarla füzyon ve ardından hidrolitik enzimler5 içeren lizozomların dahil edilmesi ile karakterize edilen olgunlaşmaya uğrar. Katepsinler, lizozim ve nükleazlar gibi bu enzimler, vakuolar ATPaz (V-ATPaz) ile elde edilen fagozom içindeki asitleştirme ile aktive edilir ve pH'ı 4.5-5.5'e düşürür. Bozunma işlemi, hücreden kalan kalıntıların ekzositozu ile sona erer. Bu dinamik ve karmaşık süreçteki işlev bozuklukları önemli bağışıklık sorunlarına neden olabilir 6,7,8.
Fagositozun karmaşık hücresel sürecini doğru bir şekilde değerlendirmek için, fagositozun ana hücresel olaylarını izlemek için gelişmiş ve kolay yöntemlere ihtiyaç vardır. Geleneksel olarak, fagositoz nicelemesi için izleme yöntemi, mikroskobik görselleştirme için önceden belirlenmiş zaman aralıklarında fagositlerin sabitlenmesi, görüntüleme veya akış sitometrisi yoluyla boya etiketli hedeflerin içselleştirilmesinin ölçülmesi veya belirli bir fagositoz süresinden sonra kalan hedef hücrelerin sayısının sayılması gibi teknikleri içerir, Bununla birlikte, bu yöntemler fagositoz işlemi sırasında meydana gelen dakikadan dakikaya dalgalanmaları yakalamaz9. Ayrıca, boya alımı gibi dolaylı göstergelere dayanan yöntemler, potansiyel pasif boya transferi nedeniyle gerçek fagositik olayları doğru bir şekilde yansıtmayabilir10.
Canlı hücre görüntüleme, akış sitometrisi ve boyama tekniklerindeki son gelişmeler, fagositozu yüksek uzay-zamansal hassasiyetle izleme yeteneğimizde devrim yaratmıştır. Örneğin, canlı hücre görüntüleme, sıralı olay takibi ile dinamik süreçlerin sürekli gözlemlenmesini sağlar11. Akış sitometrisi, klinik araştırmalarda memeli hücrelerini analiz etmek ve biyobelirteçleri tespit etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır12. Bununla birlikte, geleneksel FC yöntemleri, tek tek hücrelerin morfolojik ve mekansal özelliklerini değerlendirmek için donatılmamıştır12. Görüntüleme Akış Sitometrisi (IFC), tek hücrelerden ayrıntılı bilgi toplanmasını sağlayan sağlam bir alternatif olarak hizmet eder. IFC, akış sitometrisinin analitik yeteneklerini yüksek çözünürlüklü görüntüleme ile birleştirerek morfolojik ve uzamsal ayrıntılarla tek hücreli analize olanak tanır. Floresan lateks boncuklar, zimozan-APC ve sentetik nanopartiküller dahil olmak üzere çeşitli partiküller, fagositozu incelemek için yaygın olarak kullanılır ve reseptör katılımı, fagozom oluşumu ve bağışıklık tepkileri hakkında bilgi sağlar12.
Tipik olarak son nokta analizine dayanan geleneksel biyokimyasal tekniklerin aksine, canlı hücre görüntüleme, hücresel süreçlerin sürekli ve dinamik olarak izlenmesini sağlar. Bu yöntem, yüksek uzay-zamansal çözünürlük ve fagositozda sıralı olayları gözlemleme yeteneği sunar. Sonuç olarak, karmaşık fagositoz sürecini incelemek için güçlü bir araçtır ve hücresel davranışlar ve mekanizmalar hakkında daha doğru ve ayrıntılı bilgiler sağlar13.
Görüntüleme sistemlerindeki gelişmelere ek olarak, fagositik olayları, özellikle de fagozom içinde meydana gelen bozunma aşamalarını belirgin bir şekilde vurgulayabilen akıllı fagositik parçacıklara ihtiyaç vardır. Fagositoz çalışmaları genellikle reseptör katılımı, fagozom oluşumu ve bağışıklık tepkileri gibi mekanizmaları keşfetmek için lateks boncuklar, zimozan, bakteriler, apoptotik hücreler ve sentetik nanopartiküller gibi partikülleri kullanır. Bu parçacıklar değerli bilgiler sağlarken, tam bozunma sürecini izlemede veya fagozom olgunlaşmasını doğrudan değerlendirmede sınırlamaları vardır. Örneğin, lateks boncuklar biyolojik olarak parçalanamaz ve bozunma gösteremezken, zymosan ve bakteriler genellikle karmaşık etiketleme gerektirir ve tutarlı bozunma profilleri vermeyebilir 14,15.
Önceki çalışmamız, esas olarak kalsiyum sülfattan oluşan geleneksel bir Ayurveda formülasyonu olan GB'nin, fagozom olgunlaşması ve bozunmasını incelemek için ideal bir parçacık olarak faydasını göstermiştir16. GB, fagozomun asidik ortamında zamanla çözünür ve parçacık bozulmasının net bir şekilde görselleştirilmesini sağlar. Ayrıca, GB'nin sağlam vakuol oluşumunu indükleme yeteneği, erken oluşumdan asitleşmeye ve nihai çözünürlüğe kadar fagozom olgunlaşmasının farklı aşamalarının araştırılmasını kolaylaştırır. Diğer parçacıklardan farklı olarak GB, fagozomların tüm yaşam döngüsünü incelemek için kendi kendini idame ettiren bir sistem sağlayarak harici etiketleme ihtiyacını ortadan kaldırır ve onu fagositoz ve ilişkili bozuklukların dinamiklerini anlamak için ideal bir model haline getirir16.
Bu çalışma, hem profesyonel (RAW 264.7) hem de profesyonel olmayan (HeLa ve 3T3-L1) fagositik hücre hatlarında Godanti Bhasma (GB) kullanılarak partikül kaynaklı fagositoz ve vakuol oluşumunu değerlendirmek için tasarlanmış standartlaştırılmış ve tekrarlanabilir bir protokol sunmaktadır. Bu yöntemin genel amacı, farklı hücre tiplerinde hücresel alım mekanizmalarını, vakuolar biyogenezi ve hücre içi parçacık işlemeyi incelemek için sağlam bir platform sağlamaktır. GB, DMEM'de 10 mg / mL'lik bir konsantrasyonda süspanse edildi ve homojenliği sağlamak için, üst fraksiyon deneysel kullanım için toplanırken daha büyük partiküllerin çökelmesine izin verildi. Akış sitometrisi tahlilleri için, hücreler 12 oyuklu plakalarda oyuk başına 2 x 105 hücre yoğunluğunda ekildi ve her oyuğa 300 μL GB çalışma süspansiyonu eklendi. Görüntülemeye dayalı analizler için, 5,000-10,000 hücre, 96 oyuklu plakalarda veya oda slaytlarında kuyu başına tohumlandı. Bu yöntem, GB'yi çeşitli hücresel tiplerde vakuol oluşumunu ve parçacık içselleştirmesini araştırmak için güvenilir bir model olarak kurar.