Summary

Estudando a dinâmica organelle em células B durante a formação de sinapse imune

Published: June 01, 2019
doi:

Summary

Nisto nós descrevemos duas aproximações para caracterizar eventos da polarização da pilha em linfócitos de B durante a formação de um IS. O primeiro, envolve a quantificação do recrutamento organela e rearranjos de citoesqueleto na membrana sináptica. A segunda é uma abordagem bioquímica, para caracterizar as mudanças na composição do centrosome, que sofre polarização para a sinapse imune.

Abstract

O reconhecimento de antígenos superfície-tethered pelo receptor da pilha de B (BCR) desencadeia a formação de um sinapse imune (is), onde a sinalização e a captação do antígeno são coordenadas. A formação do is envolve a remodelação dinâmica do actina acompanhada do recrutamento polarizado à membrana sináptica do centrosome e das organelas intracelular associadas tais como lisossomos e o instrumento de Golgi. Os estágios iniciais da remodelação do actina permitem que as pilhas de B aumentem sua superfície da pilha e maximizam a quantidade de complexos do antígeno-BCR recolhidos na sinapse. certas condições, quando as células B reconhecem antígenos associados a superfícies rígidas, este processo é acoplado ao recrutamento local e secreção de lisossomos, o que pode facilitar a extração do antígeno. Os antígenos uptomadas são internalizados em compartimentos Endo-lysosome especializados para processar nos peptídeos, que são carregados em moléculas principais do complexo II do histocompatibilidade (MHC-II) para uma apresentação mais adicional às pilhas do ajudante de T. Conseqüentemente, estudar a dinâmica do organela associou com a formação de um is é crucial a compreender como as pilhas de B são ativadas. No presente artigo, discutiremos a imagem e uma técnica bioquímica usada para estudar as mudanças no posicionamento da organela intracelular e nos rearranjos de citoesqueleto que estão associados à formação de um IS em células B.

Introduction

Os linfócitos B são uma parte essencial do sistema imunológico adaptativo responsável pela produção de anticorpos contra diferentes ameaças e patógenos invasores. A eficiência da produção de anticorpos é determinada pela capacidade das células B de adquirir, processar e apresentar antígenos encontrados em uma forma solúvel ou superfície-tethered1,2. O reconhecimento dos antígenos anexados à superfície de uma célula de apresentação, pelo BCR, conduz à formação de um contato intercelular próximo denominado é3,4. Dentro desta plataforma dinâmica a sinalização a jusante BCR-dependente e a internalização dos antígenos em compartimentos Endo-lysosome acontecem. Os antígenos de uptomado são processados e montados em moléculas de MHC-II e apresentados subseqüentemente aos linfócitos de T. As interações produtivas do B-T, denominadas cooperação da pilha de B-T, permitem que os linfócitos de B recebam os sinais apropriados, que promovem sua diferenciação em pilhas de plasma de produção de anticorpos ou em pilhas de memória8.

Dois mecanismos foram envolvidos na extração do antígeno por pilhas de B. A primeira conta com a secreção de proteases originadas de lisossomos que passam por recrutamento e fusão na fenda sináptica5,6. O segundo, depende das forças de tração miosina IIA-mediadas que desencadeia a invaginação do antígeno contendo membranas que são internalizadas em Poços revestidos com clathrin7. A modalidade da extração do antígeno confia nas propriedades físicas da membrana em que os antígenos são encontrados. Não obstante, em ambos os casos, as pilhas de B submetem-se a dois eventos de remodelação principais: reorganização do citoesqueleto do actina e polarização das organelas ao is. A remodelação do citoesqueleto de Actin envolve um estágio de espalhamento inicial, onde as saliências Actin-dependentes na membrana sináptica aumentam a superfície no contato com o antígeno. Isto é seguido por uma fase de contração, onde os BCRS acoplados com antígenos são concentrados no centro do é pela ação concertada de motores moleculars e do citoesqueleto do actina que remodelam8,9,10, 11. polarization das organelas igualmente confia na remodelação do cytoskeleton do actina. Por exemplo, o centrosome torna-se desacoplado do núcleo, por despolimerização local de actina associada, o que permite o reposicionamento desta organela ao is5,12. Nas células B, o reposicionamento do centrosome para um pólo celular (IS) orienta o recrutamento lisossome para a membrana sináptica, que após a secreção pode facilitar a extração e/ou processamento de antígenos de superfície-tethered6. Os lisossomas recrutados no IS são enriquecidos com MHC-II, o que favorece a formação de complexos peptídeos-MHC-II em compartimentos endossômicos a serem apresentados às células T13. Adicionalmente, o aparelho de Golgi também tem sido observado para ser estreitamente recrutado para o IS14, sugerindo que as vesículas derivadas de Golgi da via secretora poderiam estar envolvidas na extração e/ou processamento de antígenos.

Completamente, os rearranjos intracelular do organela e do citoesqueleto em pilhas de B durante a formação do sinapse são as etapas chaves que permitem a aquisição e o processamento eficientes do antígeno exigidos para sua ativação mais adicional. Neste trabalho apresentamos protocolos detalhados sobre como realizar exames de imagem e bioquímica em células B para estudar a remodelação intracelular de organelas associadas à formação de um IS. Essas técnicas incluem: (i) imunofluorescência e análise de imagens de células B ativadas com grânulos revestidos por antígeno e em coberturas revestidas com antígeno, o que permite a visualização e quantificação de componentes intracelulares que são mobilizados para o IS e (II ) isolamento de frações enriquecidas centrosome em células B por ultracentiogação em gradientes de sacarose, o que permite a identificação de proteínas associadas ao centrosome, potencialmente envolvidas na regulação da polaridade celular.

Protocol

Nota: as seguintes etapas foram executadas usando células IIA 1.6 B. 1. B célula de ativação com antígeno-revestido de contas Preparação de grânulos revestidos com antígeno Para ativar as células B, use o NH2-Beads covalentemente revestido com antígeno (grânulos revestidos por AG), que são preparados usando 50 μL (~ 20 x 106 grânulos) de 3 μm NH2-Beads com ativação (BCR-ligand +) ou não-ativando (BCR-ligand-) antígenos. …

Representative Results

O artigo atual mostra como as pilhas de B podem ser ativadas usando o antígeno imobilizado em grânulos ou em COVERSLIP para induzir a formação de um IS. Fornecemos informações sobre como identificar e quantificar a polarização de diferentes organelas por imunofluorescência e como caracterizar proteínas que passam por mudanças dinâmicas em sua associação ao centrosome, que polariza para o IS, utilizando um abordagem bioquímica. <p class="jove_content" fo:keep-together.wi…

Discussion

Nós descrevemos um método detalhado para estudar como os linfócitos de B re-organizam sua arquitetura intracelular para promover a formação de um is. Este estudo inclui o uso de técnicas de imagem para quantificar a distribuição intracelular de organelas, como centrosoma, aparato de Golgi e lisossomas durante a ativação da célula B, e como elas se polarizam com o IS. Adicionalmente, nós descrevemos uma aproximação bioquímica para estudar mudanças na composição do centrosome em cima da ativação da pilh…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

M.-I.Y. é apoiado por uma subvenção de pesquisa da FONDECYT #1180900. J.I., D.F. e JL foram apoiados por bolsas do Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología. Agradecemos a David Osorio da Pontificia Universidad Católica de Chile pela gravação e edição de vídeo.

Materials

IIA1.6 (A20 variant) mouse B-lymphoma cells ATCC TIB-208 Murine B-cell lymphoma of Balb/c origin that expresses an IgG-containing BCR on its surface without FcγIIR
100% methanol Fisher Scientific A412-4
10-mm diameter cover glasses thickness No. 1 circular Marienfield-Superior 111500
2-mercaptoethanol Thermo Fisher Scientific 21985023
Alexa 488 fluor- donkey ant-rabbit IgG  LifeTech  A21206 1:500 dilution recomended but should be optimized
Alexa Fluor 546 goat anti-Rabbit  IgG Thermo Fisher Scientific  A-11071 1:500 dilution recomended but should be optimized
Alexa Fluor 647-conjugated phalloidin Thermo Fisher Scientific  A21238 1:500 dilution recomended but should be optimized
Amaxa Nucleofection kit V Lonza VCA-1003 Follow the manufacturer's directions for mixing the transfection reagents with the DNA
Amaxa Nucleofector model 2b Lonza AAB-1001 Program L-013 used
Amino- Dynabeads ThermoFisher 14307D
Anti-pericentrin  Abcam ab4448  1:200 dilution recomended but should be optimized
Anti-rab6 Abcam ab95954 1:200 dilution recomended but should be optimized
Anti-sec61 Abcam ab15575 1:200 dilution recomended but should be optimized
BSA  Winkler  BM-0150
CaCl2 Winkler CA-0520
Culture plate T25 BD 353014
Fiji Software Fiji col.
Fluoromount G Electron Microscopy Science 17984-25
Glutamine Thermo Fisher Scientific 35050061
Glutaraldehyde Sigma  G7651 
Glycine Winkler  BM-0820
Goat-anti-mouse IgG antibody Jackson ImmunoResearch 315-005-003 IIA1.6 positive ligand
Goat-anti-mouse IgM antibody Thermo Fisher Scientific 31186 IIA1.6 negative ligand
HyClone Fetal bovine serum Thermo Fisher Scientific SH30071.03 Heat inactivate at 56 oC for 30 min
KCl Winkler PO-1260
Leica SP8 TCS microscope Leica
NaCl Winkler SO-1455
Nikon Eclipse Ti-E epifluorescence microscope  Nikon
Parafilm M P1150-2
Paraformaldehyde Merck 30525-89-4 Dilute to 4% with PBS in a safety cabinet, use at the moment
Penicillin-Streptomycin Thermo Fisher Scientific 15140122 Liquid
Polybead Amino Microspheres 3.00μm Polyscience 17145-5
Poly-L-Lysine Sigma P8920 Dilute with sterile water
Rabbit anti- alpha tubulin antibody Abcam ab6160 1:1000 dilution recommended but should be optimized
Rabbit anti mouse lamp1 antibody Cell signaling 3243 1:200 dilution recomended but should be optimized
Rabbit anti-cep55  Abcam ab170414 1:500 dilution recomended but should be optimized
Rabbit Anti-gamma Tubulin antibody  Abcam ab16504  1:1000 for Western Blot
RPMI-1640 Biological Industries 01-104-1A
Saponin  Merck 558255
Sodium pyruvate Thermo Fisher Scientific 11360070
Sucrose Winkler  SA-1390 
Triton X-100  Merck 9036-19-5
Tube 50 ml Corning 353043

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Cite This Article
Ibañez-Vega, J., Fuentes, D., Lagos, J., Cancino, J., Yuseff, M. I. Studying Organelle Dynamics in B Cells During Immune Synapse Formation. J. Vis. Exp. (148), e59621, doi:10.3791/59621 (2019).

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