Questo protocollo presenta una serie di saggi funzionali dei neutrofili da utilizzare come metodo di screening per coprire le funzioni di diverse vie di segnalazione. Il protocollo include una valutazione iniziale e semplice della vitalità cellulare, della purezza, della produzione di specie reattive dell’ossigeno, della migrazione in tempo reale, della fagocitosi e di un suggerimento preliminare di trappole extracellulari per neutrofili.
I neutrofili sono noti come una delle prime linee di difesa nella risposta immunitaria innata e possono svolgere molte funzioni cellulari particolari, come la chemiotassi, la migrazione inversa, la fagocitosi, la degranulazione di enzimi e metaboliti citotossici e il rilascio di DNA come trappole extracellulari per neutrofili (NET). I neutrofili non solo hanno una segnalazione strettamente regolata, ma partecipano anche alla regolazione di altri componenti del sistema immunitario. Poiché i neutrofili freschi sono terminalmente differenziati, di breve durata e altamente variabili tra gli individui, è importante sfruttare al meglio i campioni raccolti. I ricercatori hanno spesso bisogno di eseguire saggi di screening per valutare una panoramica delle numerose funzioni dei neutrofili che possono essere influenzate da condizioni specifiche in fase di valutazione. Per rispondere a questa esigenza è stata sviluppata una serie di test che seguono un singolo processo di isolamento di neutrofili a densità normale, cercando un equilibrio tra velocità, completezza, costi e precisione. I risultati possono essere utilizzati per ragionare e guidare studi di follow-up approfonditi. Questa procedura può essere eseguita in un tempo medio di 4 ore e include la valutazione della vitalità cellulare, la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), la migrazione in tempo reale e la fagocitosi del lievito su vetrini, lasciando un numero sufficiente di cellule per approcci più dettagliati come gli studi omici. Inoltre, la procedura include un modo per osservare facilmente un suggerimento preliminare di NET dopo una rapida colorazione panottica osservata dalla microscopia ottica, con una mancanza di marcatori specifici, anche se sufficienti per indicare se ulteriori sforzi in questo modo varrebbero la pena. La diversità delle funzioni testate combina punti comuni tra i test, riducendo i tempi e i costi di analisi. La procedura è stata chiamata NeutroFun Screen e, pur avendo delle limitazioni, bilancia i fattori sopra citati. Inoltre, lo scopo di questo lavoro non è un set di test definito, ma piuttosto una linea guida che può essere facilmente adattata alle risorse e alle esigenze di ciascun laboratorio.
I neutrofili sono le cellule immunitarie innate più abbondanti nel sangue umano e sono noti per svolgere un ruolo importante nelle infezioni e nell’infiammazione, essendo i primi soccorritori ad arrivare al sitodel danno tissutale. Negli ultimi anni, c’è stato un crescente riconoscimento del ruolo cruciale che i neutrofili svolgono in una varietà di malattie e nel sostenere l’omeostasi2. I neutrofili non solo hanno una segnalazione strettamente regolata, ma partecipano anche alla regolazione di altri componenti del sistema immunitario 3,4,5. Pertanto, lo studio dei neutrofili e delle loro numerose funzioni cellulari insolite, come la chemiotassi, la migrazione inversa6, la fagocitosi7, il burst respiratorio8 e il rilascio di trappole extracellulari per neutrofili (NET)7, è fondamentale in numerosi contesti di ricerca in cui è necessario valutare i potenziali cambiamenti funzionali, morfologici o molecolari dei neutrofili innescati da specifiche condizioni in analisi.
I neutrofili appena isolati sono terminalmente differenziati, di breve durata, altamente dinamici e facilmente attivabili9. Tuttavia, non è stato ancora raggiunto un metodo di conservazione efficiente che non influisca sulle risposte dei neutrofili, rendendo difficile l’esecuzione di più saggi che devono essere ininterrotti. Inoltre, le analisi funzionali10,11 precedentemente descritte, basate su saggi che richiedono citometria e/o colorazione fluorescente, potrebbero non essere una scelta praticabile quando è necessaria un’ampia e iniziale valutazione del neutrofilo.
Per affrontare questi problemi, questo protocollo descrive una serie di test che possono essere eseguiti a seguito di un singolo processo di isolamento, tra cui la valutazione della vitalità cellulare, la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), la migrazione in tempo reale e la fagocitosi di Saccharomyces cerevisiae, i cui risultati possono essere utilizzati per ragionare studi di follow-up approfonditi. Questa procedura, denominata NeutroFun Screen, è stata progettata per comprendere le principali attività effettrici, ad eccezione della degranulazione, e può essere completata in un tempo medio di 4 ore, inclusa 1 ora di attivazione. Inoltre, le cellule rimanenti possono essere utilizzate per approcci più dettagliati come gli studi omici. Il vantaggio di questo metodo risiede nel suo equilibrio tra velocità, completezza, costo e precisione.
Inoltre, c’è un modo per osservare facilmente un suggerimento preliminare di NET, senza marcatori specifici, ma sufficiente per indicare se ulteriori sforzi in quella direzione varrebbero la pena. La diversità delle funzioni testate ha lo scopo di combinare punti comuni tra i test, riducendo i tempi e i costi di analisi. L’obiettivo principale di questo metodo è quello di fornire un’analisi funzionale bilanciata per quanto riguarda la velocità, la completezza, il costo e l’accuratezza che consenta una panoramica della risposta del neutrofilo, rendendolo un utile passo iniziale nello studio degli effetti di nuovi stimoli sui neutrofili a densità normale.
I neutrofili sono cellule altamente dinamiche e reattive che hanno vita breve e non possono ancora essere crioconservate19, rendendo difficili le indagini sulla loro biologia. Pertanto, è essenziale seguire attente misure per ottenere neutrofili vitali, arricchiti e a riposo11,20. Questo studio ha impiegato una tecnica di isolamento basata sulla densità che enfatizza la manipolazione delicata e minima, nonché l’uso di basse temperature …
The authors have nothing to disclose.
Gli autori ringraziano le seguenti agenzie di finanziamento: FAPDF, CNPq, CAPES, UnB, FINEP e FINATEC.
CIM-Plate 16 | Agilent | 5665825001 | |
CLARIOstar Plate Reader | BMG LABTECH | US Patent Number 9,733,124 Product details: MARS Data Analysis Software |
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Dimethyl sulfoxide | Dinâmica | 1582 | |
DNAse I | Sigma – Aldrich | DN 25 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate | Sigma – Aldrich | E5134 | |
Fast panoptic stain | Laborclin | 620529 | |
Glass slide | Exacta | 7102 | |
Hank’s Balanced Salt Solution with calcium, with magnesium, without phenol red. | Sigma – Aldrich | 55037C | |
Hank’s Balanced Salt Solution without calcium chloride, magnesium sulfate and sodium bicarbonate. | Sigma – Aldrich | H4641 | |
Heparin | Blau | 7896014655229 | |
Laminar flow cabinet | Veco | VLFS-12 | |
Microscope | Zeiss | 415501-0101-002 | Product details: Primostar 1 |
Mixing Block | BIOER | MB-102 | |
Neubauer improved bright-lined | New Optik | 1110000 | |
N-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine | Sigma – Aldrich | F3506 | |
Nitroblue tetrazolium | Neon | CAS 298-83-9 | |
Percoll | Cytiva | 17089101 | separation media |
Phorbol 12-myristate 13-acetate | Sigma – Aldrich | P8139 | |
Phosphate buffered saline tablet | Sigma – Aldrich | P4417 | |
ROTOFIX 32 A | Hettich | 1206 | |
Saccharomyces cerevisiae | Fleischmann | ||
Safranin | Sigma – Aldrich | 50240 | |
Sodium dodecyl sulfate | Cytiva | 17-1313-01 | |
Sonicator | Qsonica | Q125 | |
Trypan blue solution | Vetec | C.I. 23850 | |
Vortex Genie 2 | Scientific Industries, Inc. | 0K-0500-902 | |
xCELLigence Real-Time Cell Analysis (RTCA) DP (dual purpose) | Agilent | 380601050 | Product details: RTCA system composed of detection hardware, cell plates and software |