Kwantificering van monocyt zielsverhuizing en schuim celvorming van personen met chronische inflammatoire aandoeningen

Monocyt transmigratie is een cruciale stap in de ontwikkeling van atherosclerotische plaque die tot trombose, beroerte en een hartinfarct leiden kan. Atherosclerotische plaques ontwikkelen van vettige strepen, over het algemeen aanwezig op sites van lage oscillerende bloedstroom in middelgrote tot grote arteriën, waar gedeponeerde lipide bijdraagt tot activering van het endotheel en een gelokaliseerde ontsteking¹. Monocyten worden gerekruteerd voor endotheliale cellen in vettige strepen via monocyt Chemotactische eiwitten (zoals CCL2) en transmigrate in de intima-². Naar aanleiding van zielsverhuizing, kunnen monocyten uitmaken atherogene, lipide-beladen macrofagen oftewel schuim cellen ten gevolge van lipide opname, lipide synthese, down-regulatie van cholesterol efflux of een combinatie van bovengenoemde factoren. Monocyten kunnen ook accumuleren lipiden in het verkeer en hebben een ‘schuimend’ fenotype, eventueel predisponerende cellen voor schuim-cel formatie^3,4. Schuim cellen zijn de definiërende eigenschap van vettige strepen en beginnende atherosclerotische plaques en hun vorming wordt beïnvloed door zowel lipide en inflammatoire mediatoren⁵. Als alternatief, monocyten hebben de mogelijkheid om reverse transmigrate van de slagader in de bloedbaan⁶, daardoor verwijderend lipide van de intima en handelen om de gezondheid van de slagader.

Bepaling van de neiging van monocyten naar transmigrate over arteriële endotheel en formulier schuim cellen in de intima, of om te keren transmigrate en voeren lipide uit de plaque, is een basisvereiste voor het begrijpen van de rol van monocyt activering in toenemende atherosclerotische risico. Muismodellen voor CADs zoals atherosclerose zijn belangrijk in het ophelderen van real-time in vivo informatie over vette streep/atherosclerotische plaque ontwikkeling. Echter, deze modellen vereisen een genetische verandering van de natuurlijke cholesterol verwerking capaciteiten van deze dieren meestal in combinatie met drastische veranderingen in het dieet (zoals het ApoE-/-Western-type dieet model)^7,8, daardoor, inducerende niet-fysiologische accumulatie van circulerende lipide niveaus welke schijf plaque ontwikkeling. Deze modellen bieden slechts beperkte relevantie voor chronische inflammatoire menselijke aandoeningen zoals HIV-infectie die niet geassocieerd met verhoogd circuleert cholesterol of low-density lipoprotein (LDL) niveaus. Bovendien verschillen in monocyt biologie tussen mensen en muizen maken het testen van immunologische vragen met betrekking tot de relevantie van de subpopulaties van monocyten (zoals tussenliggende monocyten (CD14⁺⁺CD16⁺))⁹ moeilijk. Dit is belangrijk bij de studie van de mechanismen die rijden van hart-en vaatziekten, zoals de graven van de tussenliggende monocyt onafhankelijk cardiovasculaire gebeurtenissen^{10,11 voorspellen}. Hoewel testen bestaan voor het sequentieel meten van beide monocyt transmigratie of schuim celvorming in isolatie, is geen in vitro -assay gevalideerd voor het kwantificeren van beide aspecten van vroege atherogenese met behulp van dezelfde cellen van klinische cohorten. Transwell modellen gebruiken een gemodificeerde Boyden twee-kamer systeem waarbij cellen worden geladen in de bovenste kamer en transmigrate over een cel enkelgelaagde of poreuze plastic barrière in een tweede kamer die meestal media met chemoattractant^{12 bevat , 13}. terwijl op grote schaal gebruikt voor het analyseren van leukocyten zielsverhuizing, deze modellen een laag vertegenwoordigen de intima, resulterend in transmigrated cellen migreren naar oplossing, in het algemeen niet te nemen en niet toegestaan voor de meting van schuim cel vorming of omgekeerde transmigratie van dezelfde cellen. Daarentegen modellen van de celvorming schuim geen rekening met eventuele transmigratory-geïnduceerde veranderingen monocyten of effecten van endothelial activering waarvan bekend is dat de bijdragen aan het schuim cel formatie¹⁴. Bovendien, deze systemen veroorzaken schuim celvorming van macrofagen aangehangen door de toevoeging van het verzadigen van de concentraties van exogene geoxideerde low-density lipoprotein (oxLDL)^15,16, een belangrijke inductor cel cultuur platen van schuim celvorming. LDL gebruikt in deze modellen is vaak geoxideerd door niet-fysiologisch-relevante processen zoals CuSO₄ behandeling¹⁷, daarom vraagtekens bij het fysiologisch belang van studies met behulp van deze modellen.

Hier beschrijven we een bepaling die kwantificeert monocyt zielsverhuizing en celvorming schuim van dezelfde cellen die vereist niet de toevoeging van exogene oxLDL, dus beter de modellering van de rol van monocyten in schuim celvorming. Dit model werd oorspronkelijk ontwikkeld door Professor William Muller (Northwestern University, Chicago)¹⁸, en heeft zijn verder verfijnd in ons laboratorium te beoordelen ex vivo de atherogenicity van monocyten geïsoleerd onder niet-activeren voorwaarden van individuen met onderliggende inflammatoire voorwaarden begeleidende ziekten zoals HIV infectie¹⁹ evenals vergrijzing²⁰, die zijn geassocieerd met een verhoogd risico van atherosclerose. Dit model biedt ook een platform voor het beantwoorden van elementaire biologische vragen over de neiging van verschillende monocyt deelverzamelingen formulier schuim cellen²⁰, de invloed van endothelial activering door cytokines zoals TNF op schuim celvorming¹⁴ , de trekkende eigenschappen van monocyten zoals de diepte en snelheid van de zielsverhuizing in gels¹⁹. Bovendien, monocyt zielsverhuizing en schuim celvorming kan worden gekwantificeerd aan de hand van standaard microscopie, live cel imaging, stroom cytometry en imaging stroom cytometry, daarom bieden een veelzijdige methode om te evalueren van de rol van monocyten in atherogenese.