Summary

Um estudo de Immunohistopathologic de perfil o folato receptores Beta macrófago e Vascular microambiente imune na arterite de células gigantes

Published: February 08, 2019
doi:

Summary

O protocolo ilustra o uso do exame histopatológico e imuno-histoquímica para perfil o macrófago de beta de receptor de folato e sua relação com a célula total imune infiltrar-se na biópsia da artéria temporal na arterite de células gigantes.

Abstract

Arterite de células gigantes (GCA) é uma doença crónica, imune-mediada das artérias de tamanhos médio para grande afeta adultos mais velhos. GCA manifestos com artrite e oclusivos sintomas de dores de cabeça, derrame ou perda de visão. Macrófagos e linfócitos T-helper infiltrar a parede vascular e produzem uma resposta pro-inflamatórios que levam a lesão vascular e isquemia. Até à data, não há nenhum biomarcador de GCA que pode monitorar a resposta terapêutica guia e atividade de doença.

Beta de receptor de folato (FRB) é uma proteína de glicosilfostidilinosiol que está ancorada na membrana celular e normalmente expresso na linhagem mielomonocítica e na maioria das células de leucemia mieloide, bem como no tumor e macrófagos sinoviais reumatoides, onde sua expressão se correlaciona com a severidade da doença. A capacidade de FRB vincular compostos de ácido fólico, ácido fólico-conjugados e drogas antifolate tornou um alvo druggable na pesquisa de doenças inflamatórias e câncer. Este relatório descreve os métodos de histopatológico e imuno-histoquímicos utilizados para avaliar a expressão e a distribuição de FRB em relação GCAimmunopathology.

Biópsias de artéria temporal fixada em formol e parafina do GCA e controles normais foram coradas com hematoxilina e eosina, para rever a histologia do tecido e identificar características patognomônicas. Imuno-histoquímica foi usado para detectar a expressão FRB, CD68 e CD3. Uma análise microscópica foi realizada para quantificar o número de células coradas positivamente em 10 seções selecionadas do elevado-poder-campo e seus respectivos locais na parede arterial.

Inflamação Lymphohistiocytic (LH) acompanhado por hiperplasia da íntima e lâmina elástica interrompida foi vista em GCA com nenhum encontrado nos controles. O infiltrado de LH foi composto de aproximadamente 60% macrófagos linfócitos e 40%. FRB expressão era restrito aos macrófagos, composto por 31% da população de macrófagos CD68 + total e localizado para a mídia e adventícia. Não FRB foi visto em controles.

Este protocolo demonstrou um padrão distinto de numérico e espacial do macrófago FRB em relação o microambiente imune vascular em GCA.

Introduction

Arterite de células gigantes (GCA) é uma doença inflamatória das artérias de médio a grande, visando a aorta e seus ramos e afetando adultos mais velhos. Apresenta-se com leve a graves complicações isquêmicas, tais como dores de cabeça, dor no maxilar, perda de visão, acidente vascular cerebral e tecido gangrena. O diagnóstico é confirmado pela altos marcadores inflamatórios como taxa de sedimentação de eritrócitos (ESR) e um padrão distinto de histopatológico na artéria temporal biópsia (TAB)1. GCA é a vasculite mais comum de adulta e a acessibilidade da artéria temporal obtida para o diagnóstico apresenta uma vantagem sobre outros vasculopathies, permitindo que se estude a sua patogênese mais prontamente. Os achados típicos na guia incluem um infiltrado de histiócitos/macrófagos e linfócitos T, encontrados em todas as camadas vasculares da túnica íntima, mídia e adventícia com simultânea destruição da lâmina elástica que normalmente separa estas compartimentos2. A evidência atual demonstra que o GCA envolve um antígeno desconhecido que ativa as células dendríticas no adventitia vascular, seguido pelo recrutamento de auxiliar células T (Th), especificamente Th1 e Th17 subtipos que secretam Interleucina-17 e interferon-gama (IFG) respectivamente. IFG então recrutas e ativa macrófagos a produzir citocinas e proteases. Estes incluem citocinas pró-inflamatórias; incluindo a IL-12, que reciprocamente, ativa as células Th1, proporcionando assim uma retroalimentação positiva; fator de necrose tumoral e interleucina-6, que causam artrite e febres e metaloproteases que danificam a lâmina elástica. Glicocorticoides (GC), que constituem a padrão terapêutica crónica, parcialmente controlam as vias de citocina, atenuando o Th17/IL-17, mas não o braço de Th1/IFG da resposta imune3,4. Infelizmente, a descontinuação do GC resulta em recaída da doença. Como uma modalidade alternativa, metotrexato tem foi realocado para o tratamento de GCA, mas os pontos de extremidade clínicos desejados não foram consistentemente alcançados, embora mais sensíveis biomarcadores não tenham sido utilizados para terapêutica monitoramento5,6 . Em 2017, o bloqueador de interleucina 6, tocilizumab, foi aprovado para o tratamento de GCA como demonstrou efetivamente o controle de doença e esteroide poupadores efeitos7,8.

Até à data, não há nenhuma boas biomarcadores para GCA. Como resultado, é difícil monitorar a atividade da doença e titula-se doses de drogas disponíveis para evitar efeitos adversos e reduzir a carga de custos para a sociedade. Assim, é imperativo para procurar um biomarcador de candidato que correlaciona-se com atividade de doença, fornecem introspecções novela na patogênese e ajuda nas decisões terapêuticas.

A desregulação da ativação de macrófagos é um fator crítico na patogênese do GCA. Assim, um meio eficaz de tratar a GCA pode ser a seleção de alvos de macrófagos ativados. O beta de receptor de folato (FRB) é uma glicoproteína glycosyl-fosfatidilinositol que está ancorada na membrana celular expressos nas células mielomonocítica normal, as células de leucemia mieloide e ativados macrófagos. Seu ligante, ácido fólico, é uma vitamina essencial na sua forma reduzida, o que permite que celulares DNA síntese, metilação e reparação9. Expressão de FRB é induzida em doença auto-imune e durante a carcinogênese. Sua expressão é restrito à superfície de monócitos ou pró-inflamatórias macrófagos M1 na artrite reumatoide, ou aos anti-inflamatórios M2 de macrófagos em órgãos sólidos e neoplasias mieloides10,11,12 , 13. além de seu papel potencial como um biomarcador de macrófagos ativados, a FRB pode habilitar o transporte seletivo de drogas através de um processo de várias etapa que começa com a ligação ao receptor de ácido fólico, antifolates ou drogas conjugada com ácido fólico na célula superfície, seguido de interiorização, lançamento e eventual entrega de droga desejada para a célula interna máquinas12,14,15,16. Em contraste com a FRB expressa em células cancerosas e ativados macrófagos, FRB, expressa em células hematopoiéticas normais é incapaz de vincular folatos, assegurando que entrega de droga FRB/ácido fólico-mediada é limitada a FRB-positivo inflamatória ou células cancerosas.

Em nosso estudo anterior, temos demonstrado pela primeira vez FRB é expressa em macrófagos GCA e sua expressão correlacionados com CD68 + e endotelina macrófagos de beta do receptor, que contribuem para a patogênese de GCA17. Neste relatório, descrevemos o histopatológico e imuno-histoquímica métodos utilizados para avaliar o macrófago FRB e analisaram os linfócitos totais e macrófago conta ganhar a introspecção em posição a FRB na paisagem vascular GCA.

Protocol

Todos os métodos descritos foram aprovados pelo Conselho de revisão institucional estado de Penn. 1. histopatológica preparação, processamento e após a obtenção de biópsia da artéria Temporal Nota: A biópsia da artéria temporal (TAB) é realizada sob anestesia local e condições estéreis por um cirurgião certificado. Depois de obter cirurgicamente uma seção arterial de 3 cm no lado mais afetado, o espécime é fixado em formalina ime…

Representative Results

Achados histopatológicos A H & E manchas em anatomia arterial normal de espécimes normal demonstrada com células endoteliais na túnica íntima, células musculares lisas da túnica média, e uma matriz de colagénio heterogêneo incluem fibroblastos e vasos alimentador chamado vasa vasorum no adventitia túnica. Não há nenhum infiltrado inflamatório identificado. Artérias temporais positivas de GCA demon…

Discussion

GCA é a vasculite mais comum em adultos, e sua marca patológica exemplifica uma potente combinação de linfócitos T helper e ativados macrófagos que também podem ser encontrados em outras doenças granulomatosas ou vasculopathies como sarcoidose e granulomatosa poliangiite2,3. Em GCA, a artéria temporal fornece uma boa representação de tamanho médio a grande artéria e a biópsia TA dá uma amostra considerável que pode ser armazenada em blocos de para…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi feito possível pelo suporte de Stairs de Douglas do Dr., Marianne Klinger, Ann Benko, divisão de Reumatologia/departamento de medicina e o Molecular e histopatológico de núcleo de laboratório, Estado Penn University College of Medicine, Hershey PA.

Materials

Microtome Reichert-Jung
plain and frosted microscope slides and cover slips Fisher Scientific 
Vertical rack Fisher Scientific 
Light microscope Olympus BX60  microscope
Xylene
Acetone in distilled water concentrations 100%, 90%, 70%
Tris-buffered saline solution (TBS)  Dako Wash BufferS3006
3% hydrogen peroxide in TBS
Diaminobenzidine (DAB) Sigma Fast Tablet set
Chemical Permount  Mounting Medium Fisher Scientific  SP-15-100
Harleco Gill's III Hematoxylin Fiisher Scientific 23-750-019
Harleco Eosin Y 1% Alcoholic Stock Solution Fisher Scientific  23-749-977
10 mM citric acid monohydrate (pH 6.0)
Polyclonal rabbit anti-folate receptor beta  Manohar Ratnam optimized at 1:800
Monoclonal mouse anti-human CD68 Dako  M071801 optimized at 1:200
Polyclonal rabbit anti-CD3 Agilent Dako A0452 optimized at 1:100
Polymer goat anti- rabbit/mouse secondary antibody Dako
Placental tissue  for FRB positive control

References

  1. Klippel, J. H., Stone, J. H., White, P. H. . Primer on the rheumatic diseases. , (2008).
  2. Weyand, C. M., Goronzy, J. J. Immune mechanisms in medium and large-vessel vasculitis. Nature Reviews Rheumatol. 9 (12), 731-740 (2013).
  3. Weyand, C. M., Liao, Y. J., Goronzy, J. J. The immunopathology of giant cell arteritis: diagnostic and therapeutic implications. Journal of Neuro-ophthalmology. 32 (3), 259-265 (2012).
  4. Deng, J., Younge, B., Olshen, R., Goronzy, J., Weyand, C. Th17 and Th1 T-cell responses in giant cell arteritis. Circulation. 121, 906-915 (2010).
  5. Mahr, A. D., et al. Adjunctive methotrexate for treatment of giant cell arteritis: an individual patient data meta-analysis. Arthritis & Rheumatology. 56 (8), 2789-2797 (2007).
  6. Hoffman, G. S., et al. A multicenter, randomized, double-blind, placebo-controlled trial of adjuvant methotrexate treatment for giant cell arteritis. Arthritis & Rheumatology. 46 (5), 1309-1318 (2002).
  7. Stone, J. H., Klearman, M., Collinson, N. Trial of Tocilizumab in Giant-Cell Arteritis. New England Journal of Medicine. 377 (15), 1494-1495 (2017).
  8. Milman, N. Tocilizumab increased sustained glucocorticoid-free remission from giant cell arteritis. Annals of Internal Medicine. 167 (12), JC63 (2017).
  9. Xia, W., et al. A functional folate receptor is induced during macrophage activation and can be used to target drugs to activated macrophages. Blood. 113 (2), 438-446 (2009).
  10. Shen, J., et al. Folate receptor-beta constitutes a marker for human proinflammatory monocytes. Journal of Leukocyte Biology. 96 (4), 563-570 (2014).
  11. Salazar, M. D., Ratnam, M. The folate receptor: what does it promise in tissue-targeted therapeutics. Cancer and Metastasis Reviews. 26 (1), 141-152 (2007).
  12. Low, P. S., Henne, W. A., Doorneweerd, D. D. Discovery and development of folic-acid-based receptor targeting for imaging and therapy of cancer and inflammatory diseases. Accounts of Chemical Research. 41 (1), 120-129 (2008).
  13. Puig-Kroger, A., et al. Folate receptor beta is expressed by tumor-associated macrophages and constitutes a marker for M2 anti-inflammatory/regulatory macrophages. 癌症研究. 69 (24), 9395-9403 (2009).
  14. Nakashima-Matsushita, N., et al. Selective expression of folate receptor beta and its possible role in methotrexate transport in synovial macrophages from patients with rheumatoid arthritis. Arthritis & Rheumatology. 42 (8), 1609-1616 (1999).
  15. vander Heijden, J. W., et al. Folate receptor beta as a potential delivery route for novel folate antagonists to macrophages in the synovial tissue of rheumatoid arthritis patients. Arthritis & Rheumatology. 60 (1), 12-21 (2009).
  16. Jansen, G., Peters, G. J. Novel insights in folate receptors and transporters: implications for disease and treatment of immune diseases and cancer. Pteridines. 26 (2), 41-53 (2015).
  17. Albano-Aluquin, S., Malysz, J., Aluquin, V. R., Ratnam, M., Olsen, N. An immunohistochemical analysis of folate receptor beta expression and distribution in giant cell arteritis – a pilot study. American Journal of Clinical and Experimental Immunology. 6 (6), 107-114 (2017).
  18. Ross, J. F., Chaudhuri, P. K., Ratnam, M. Differential regulation of folate receptor isoforms in normal and malignant tissues in vivo and in established cell lines. Physiologic and clinical implications. Cancer. 73 (9), 2432-2443 (1994).
  19. Reiner, N. E. Methods in molecular biology. Macrophages and dendritic cells. Methods and protocols. Preface. Methods in Molecular Biology. 531, (2009).
  20. Robertson, D., Savage, K., Reis-Filho, J. S., Isacke, C. M. Multiple immunofluorescence labelling of formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue. BMC Cell Biology. 9, 13 (2008).
  21. Pawlina, W. . Histology: A text and atlas with correlated cell and molecular biology. , (2016).
  22. Kumar, V., Abbas, A., Robbins Aster, J. . Robbins and Cotran pathologic basis of disease. , (2015).
  23. Dabbs, D. J. . Diagnostic immunohistochemistry. , (2019).
  24. Ross, J. F., et al. Folate receptor type beta is a neutrophilic lineage marker and is differentially expressed in myeloid leukemia. Cancer. 85 (2), 348-357 (1999).
  25. Holzapfel, G. A., Fratzl, P. Collagen in arterial walls: biomechanical aspects. Collagen. Structure and Mechanics. , 285-324 (2008).
  26. Sultan, H., Smith, S. V., Lee, A. G., Chevez-Barrios, P. Pathologic Markers Determining Prognosis in Patients with Treated or Healing Giant Cell Arteritis. American Journal of Ophthalmology. , (2018).

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Cite This Article
Albano-Aluquin, S., Malysz, J., Kidacki, M., Ratnam, M., Olsen, N. J. An Immunohistopathologic Study to Profile the Folate Receptor Beta Macrophage and Vascular Immune Microenvironment in Giant Cell Arteritis. J. Vis. Exp. (144), e58713, doi:10.3791/58713 (2019).

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