Summary

Isolement de leucocytes des tissus murins à l'interface materno-foetale

Published: May 21, 2015
doi:

Summary

Described herein is a protocol to isolate and analyze the infiltrating leukocytes of tissues at the maternal-fetal interface (uterus, decidua, and placenta) of mice. This protocol maintains the integrity of most cell surface markers and yields enough viable cells for downstream applications including flow cytometry analysis.

Abstract

La tolérance immunitaire pendant la grossesse nécessite que le système immunitaire de la mère subit des changements distinctifs afin d'accepter et de nourrir le foetus de développement. Cette tolérance est initiée pendant le coït, établi au cours de la fécondation et l'implantation, et maintenu pendant toute la grossesse. Médiateurs actifs cellulaires et moléculaires de la tolérance foeto-maternelle sont enrichis sur le site de contact entre les tissus foetaux et maternels, connus sous le nom de l'interface materno-fœtale, qui comprend le placenta et l'utérus et des tissus déciduales. Cette interface est composée de cellules stromales et leucocytes infiltrants, et leurs caractéristiques d'abondance et phénotypiques changer au cours de la grossesse. Infiltration des leucocytes à l'interface materno-fœtale comprennent les neutrophiles, les macrophages, les cellules dendritiques, les mastocytes, les cellules T, les cellules B, les cellules NK, les cellules NKT et qui créent ensemble le micro-environnement local qui soutient la grossesse. Un déséquilibre entre ces cellules ou tout inappropaltération riée dans leurs phénotypes est considéré comme un mécanisme de la maladie pendant la grossesse. Par conséquent, l'étude des leucocytes qui infiltrent l'interface materno-fœtale est essentiel en vue d'élucider les mécanismes immunitaires qui conduisent à des complications liées à la grossesse. On décrit ici un protocole qui utilise une combinaison de dissociation mécanique douce suivie d'une décomposition enzymatique protéolytique robuste avec un cocktail enzymatique collagénolytique et pour isoler les leucocytes infiltrant des tissus murins à l'interface materno-fœtale. Ce protocole permet l'isolement d'un nombre élevé de leucocytes viables (> 70%) avec des propriétés antigéniques et fonctionnelles suffisamment conservées. Les leucocytes isolés peuvent ensuite être analysés par plusieurs techniques, y compris l'immunophénotypage, tri cellulaire, l'imagerie, immunoblotting, l'expression d'ARNm, une culture de cellules, in vitro et des essais fonctionnels tels que des réactions de leucocytes mixtes, prolifération, ou des essais de cytotoxicité.

Introduction

La tolérance immunitaire à la grossesse est une période pendant laquelle se produisent les changements distincts dans le système immunitaire de la mère. Ces changements permettent à la mère de tolérer le fœtus, une greffe allogénique semi-1. Le fœtus exprime paternelle complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) 2, et les cellules foetales ont été trouvés dans la circulation maternelle 3; Cependant, le fœtus ne soit pas rejeté 4,5. Cette énigme est pas entièrement comprise.

L'hypothèse la plus récente indique que la tolérance materno-fœtale est créé pendant le coït et la fécondation 6,7 et maintenu pour soutenir une grossesse à terme 8-10. Une ventilation de cette tolérance foeto-maternelle est considéré comme un mécanisme de la maladie au cours des premiers et derniers stades de la grossesse 10-16. La tolérance foeto-maternelle implique la participation de diverses sous-populations de leucocytes, y compris les cellules T (cellules T régulatrices, les cellules Th1, Th2, et les cellules Th17), Macrophages, les neutrophiles, les mastocytes, les cellules NK et les cellules NKT, les cellules dendritiques et les cellules B, que le changement de la densité et de la localisation pendant la grossesse 15,17-19. La tolérance materno-fœtale est enrichi à l'interface materno-fœtale 20 – le site anatomique où le système immunitaire de la mère interagit avec les antigènes foetaux 20,21.

L'interface materno-fœtale est créé lors de la placentation lorsque les cellules du trophoblaste extravilleux fœtales envahissent la muqueuse utérine 22-24. Sur le côté fœtal de cette interface, les membranes entourant le fœtus créer une surface épithéliale spécialisé du placenta, et les cellules syncytiotrophoblaste contrôler l'échange des nutriments par leur contact direct avec le sang maternel 22. Du côté de la mère de l'interface, la caduque recrute une piscine hétérogène de leucocytes chez les souris qui représentent 30% à 50% de toutes les cellules déciduales. En plus de leur participation à Materntolérance immunitaire al, ces cellules sont les principaux contributeurs à différents processus pendant la grossesse, par exemple., la protection de l'appareil reproducteur des infections, la fécondation, l'implantation d'embryons 7,25, l'angiogenèse décidual 26, le remodelage vasculaire 24,27, l'invasion du trophoblaste 28, placentaire 24,25 développement, et, finalement, le travail et la livraison 15,17. Par conséquent, l'étude des leucocytes impliqués dans la tolérance foeto-maternelle est essentielle pour élucider la pathogenèse des complications liées à la grossesse.

Bien que l'utilisation de l'immunohistochimie et l'immunofluorescence a généré des données pour la visualisation directe et la localisation de l'utérus, déciduale, ou leucocytes 29,30 placentaires, l'analyse par cytométrie en flux a révélé en outre des sous-ensembles spécifiques de leucocytes dans chacun de ces tissus 31,32. En outre, la cytométrie en flux a été utilisée pour déterminer la densité et la proportion de materInterface nal-fœtale leucocytes 33 et d'expression des niveaux de protéines extracellulaires et intracellulaires 8-10,34. Analyse des flux cytométrique des leucocytes à l'interface materno-fœtale nécessite une suspension à cellule unique. Afin d'isoler les leucocytes infiltrants du déciduale, de l'utérus et les tissus placentaires, deux méthodes de dissociation de tissus ont été utilisées: mécanique et enzymatique. Les deux procédés permettent la séparation des leucocytes infiltrés de la matrice extracellulaire (ECM) de ces tissus. Dissociation enzymatique du tissu est supérieure à la dissociation mécanique de tissu, car elle permet un rendement plus élevé de leucocytes avec des dommages moins cisaillement de force associé 35. Par conséquent, la dissociation de tissu mécanique nécessite la mise en commun des tissus 36, ce qui peut augmenter la variabilité et l'hétérogénéité des échantillons. Cependant, la dissociation mécanique peut être le choix lorsque l'antigène d'intérêt peut être modifiée par dissociation enzymatique ou lorsque la fonctionnalité de la cellules d'intérêt doivent être préservées (par ex., la cytotoxicité des cellules NK) 35.

L'utilisation de la protéolyse avec des enzymes spécifiques à dégrader l'ECM élimine les faibles rendements observés avec dissociation mécanique. Plusieurs études ont rapporté l'utilisation de la trypsine 32, 37 collagénase, DNase 31, Dispase 38, et des cocktails commerciales de divers enzymes 32,39. Cependant, la nature et la concentration des différentes enzymes et la durée de digestion doivent être soigneusement définies et validées en vue d'assurer le maintien de l'intégrité des epitopes antigéniques de la surface des cellules requises pour l'immunophénotypage. Les différentes structures de surface sont différentiellement sensibles à la destruction par différentes enzymes, avec des enzymes telles que la trypsine, qui est connu pour le décapage des épitopes de surface des leucocytes reconnus par de nombreux anticorps monoclonaux.

Introduit le présent mémoire est un procédé utilisant un proteolytic et cocktail enzymatique collagénolytique, appelé Accutase. Cette solution enzymatique est assez doux tout en performant à dissocier tissus murins à l'interface materno-fœtale, et ne nécessite pas l'ajout d'autres réactifs ou du sérum de dissociation de mettre fin à la réaction de dissociation. En outre, il est prêt à être utilisé tel que fourni et, bien que le temps de dissociation doit être validé, il est plus robuste que les enzymes mentionnées ci-dessus 40,41.

L'utilisation d'une combinaison des deux types de désagrégation du tissu améliore la qualité et la quantité de cellules obtenues; Ainsi, plusieurs études ont mis en œuvre l'utilisation combinée de dissociation mécanique et enzymatique avec des résultats satisfaisants 31,32,37. Le protocole décrit ici a été établie et validée dans notre laboratoire; il utilise une combinaison d'une dissociation mécanique douce suivie d'une décomposition enzymatique solide. Ce protocole permet l'étude d'isolement et continue desles leucocytes infiltrants dans les tissus murins à l'interface materno-fœtale (utérus, caduque, et le placenta). Le protocole suivant maintient également l'intégrité des marqueurs de surface cellulaire et des rendements de cellules viables suffisant pour les applications en aval tel que démontré par une analyse par cytométrie de flux. Enfin, ce protocole maintient la cohérence de préparation de cellules pour l'analyse et la comparaison des différents tissus murins composant l'interface materno-fœtale.

Protocol

Avant de travailler avec les échantillons mentionnés dans le présent protocole, l'approbation éthique animale doit être donné par le Comité d'éthique de la recherche locale et les Institutional Review Boards. Lorsque vous travaillez avec du sang animal, cellules, ou des agents dangereux tel que mentionné dans ce protocole, les actions appropriées en matière de biosécurité et de sécurité de laboratoire doivent être respectées. 1. Manipulation Mouse et collecte de tissus…

Representative Results

La dissection des tissus murins provenant de l'interface materno-fœtale est représenté sur la figure 1; Cette procédure comprend l'ouverture de la cavité peritoneale (figure 1A, B), les cornes utérines (Figure 1C), y compris les sites d'implantation (Figure 1D), et la collecte des tissus utérins (figure 1E), le placenta (Figure 1F), et des tissus déciduales (figure 1G) à 16,5 dpc. <…

Discussion

La collecte de données cohérentes qui enregistre les caractéristiques de l'abondance et phénotypiques de leucocytes infiltrants à l'interface materno-fœtale est essentielle pour comprendre la pathogenèse des complications liées à la grossesse. Plusieurs techniques ont été décrites qui facilitent l'isolement de l'infiltration des leucocytes à partir des tissus murins à l'interface materno-fœtale pendant la grossesse 31,38,39,43-46. Cependant, chacune de ces techniques est dif…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

NGL a été soutenu par l'Initiative de l'Université Wayne State périnatale en maternelle, périnatale et santé de l'enfant. Nous tenons à remercier Maureen McGerty et Amy E. Furcron (Wayne State University) pour leur lecture critique du manuscrit.

Materials

Magentic Cell Separation
MS Columns
Cell Separator
30μm pre separation filters
Multistand
15mL safe lock conical tubes
MACS Buffer (0.5% bovine serum albumin, 2mM EDTA and 1X PBS)
Reagents
Anti-mouse CD16/CD32
Anti-mouse extracellular antibodies (Table 1)
Sodium azide
Bovine serum albumin (BSA)
LIVE/DEAD viability dye
Fixation buffer solution
FACS Buffer (1% bovine serum albumin, 0.5% sodium azide, and 1X PBS ph 7.2)
Trypan Blue Solution 0.4%
Fetal bovine serum
Additional Instruments
Incubator with shaker
Flow cytometer
Centrifuge
Vacuum system
Incubator
Water bath
Cell counter
Microscope

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Arenas-Hernandez, M., Sanchez-Rodriguez, E. N., Mial, T. N., Robertson, S. A., Gomez-Lopez, N. Isolation of Leukocytes from the Murine Tissues at the Maternal-Fetal Interface. J. Vis. Exp. (99), e52866, doi:10.3791/52866 (2015).

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