כאן, אנו מספקים הפגנה של המודל האחזור עורית שלפוחית היניקה. המודל מאפשר גישה פשוטה ללמוד האנושי ויוו מסתגלת תגובות מערכת החיסון, למשל בהקשר של פיתוח החיסון.
אנטיגן עורית-החזרה דגמים מאפשרים מחקרים של הזיכרון האנושי תגובות ב vivo. בשילוב עם העור היניקה שלפוחית (SB) אינדוקציה, מודל זה מציע נגישות לאוכלוסיות נדיר של נציג תאי-T אנטיגן ספציפי של התגובה התאית זיכרון וכן את ציטוקינים microenvironment בחיי עיר.
דו ח זה מתאר את התהליך המעשי של החזרה עורית, אינדוקציה של SB הקציר של תאי-T אנטיגן ספציפי. לצורך המחשה בשיטת, הבדיקה העור טוברקולין משמש האחזור antigenic אצל אנשים שעברו, טרם במחקר זה, חיסון Bacillus Calmette-Guérin נגד זיהום עם שחפת Mycobacterium. לבסוף, דוגמאות של ניתוחים cytometric מולטיפלקס וזרימה של SB דגימות הינם מסופקים, הממחישות שברים גבוה של אנטיגן ספציפי polyfunctional CD4 + T תאים זמינים על ידי שיטה זו הדגימה לעומת תאים מבודדים ממחזור הדם.
השיטה המתוארת כאן היא בטוחה ולא פולשנית, מספק הזדמנות ייחודית ללמוד שתי תגובות מערכת החיסון מולדים, מסתגלת ויוו, עשוי להיות מועיל קהילה רחבה של החוקרים עובדים עם חסינות תאית, אדם תגובות זיכרון, בהקשר של פיתוח החיסון.
SB העור היא שלפוחית המושרה באופן מלאכותי, המאפשר היבול של תאים ונוזלים ישירות מן העור. הטכניקה של העלאת SBs על ידי ואקום הוא כלי ידוע בתחום רפואת עור משמש לחקר העור אימונולוגיה מחלה ובריאות1,2,3,4,5, 6 , 7 , 8. דו ח זה מדגים איך הטכניקה SB בשילוב עם החזרה antigenic עורית (שיטת האחזור עורית SB) יכול לספק תובנות ישירה תגובות מערכת החיסון מסתגלת vivo בתוך.
העיקרון מאחורי אינדוקציה SB הוא פשוט: שואב אור מוחל על שטח קטן של העור. בסופו של דבר, הלחץ השלילי יהיה כוח האפידרמיס להפריד הדרמיס, יצירת שלפוחית מקומי מלא נוזל ותאים1,2,9. ניתן לקצור את הנוזלים שלפוחית על ידי דיקור בסדר, התוכן יכול לשמש עבור נוסף במחקר במבחנה.
בשנים האחרונות חלה עניין גדל והולך בשיטת SB לחקר ויוו תגובות חיסוניות מלבד מחלות מוגבל ל-10,העור11. המחקר של החסינות מסתגלת בבני אדם מוגבל על ידי העובדה כי התאים ואת ציטוקינים עניין הם שנדגמו מדם היקפי מכיוון הדגימה פולשנית של הצומת לימפה או רקמות mucosal במערכת העיכול עלולים להיות לא מקובל ולא מוסרי. דוגמה לכך היא המחקר של הזיכרון האנושי מאריכים T-cell תגובות אחרי חיסון12. בניסויים כאלה, הדוגמאות של תאי-T רלוונטי יכול להיות אתגר גדול, כי האוכלוסייה הרלוונטית של תאים המתווכות את חסינות שוכן רקמת הלימפה, רק מספר מצומצם מאוד של תאי-T ספציפי במחזור הדם ההיקפיים.
הטכניקה SB מציע הזדמנות ייחודית ללימוד זיכרון תאי-T אחרים אוכלוסיות תאים מסוים. בעקבות חיסון עורית של אנטיגן, תאי-T ספציפי עבור אנטיגן הם גויסו מסתור הלימפה שלהם על העור, ניתן לטעום מן SB בקלות. היישומים מתודולוגיה ומחקר של מודל זה האחזור עורית שתוארו על-ידי אכבר. et al. 20132. אנטיגן נפוץ עבור העור זוכר היא הנגזרת חלבון מטוהרים זמינים מסחרית (PPD) של mycobacteria המשמש לביצוע בדיקת העור (הבטחה למחיר) טוברקולין13, איפה PPD מוזרק לתוך שכבת הדרמיס של העור. אצל אנשים עם זיכרון אימונולוגי הקיימת כלפי PPD [למשל, אנשים עם זיהום שחפת Mycobacterium (Mtb) או חיסון Bacillus Calmette-Guérin (BCG) מוקדמת], התצהיר אנטיגן תוצאות זוכר תגובה עם ההעברה לעור ואת ויוו המשובטים הרחבה של תאי CD4 + T-PPD ספציפיים2,11,14,15. כתוצאה מכך, שברים גבוה של polyfunctional ספציפיים PPD CD4 + T-תאים להצטבר בעור מוכן לדיגום SB. תאי-T שנאספו על ידי שיטה זו הוכיחו להיות חזקים, שופע מספיק כדי להיות מאופיין על ידי מגוון של immunoassays ועל ידי לטווח ארוך in vitro לקשרי תרבות15. לפיכך, המודל האחזור עורית ומעגל SB יוכיח שיטה יקר ללמוד ויוו T-cell תגובות על ידי ניתוחים ex-vivo , ידע מוגברת של גישה זו עשויים להפיק תועלת חוקרים עם אינטרסים אימונולוגיה תאית vaccinology.
דוח זה מספק המדריך stepwise הראשון על איך לגרום העור האנושי היניקה שלפוחיות בעור המוזרק PPD. המודל האחזור אנטיגן עורית הוכח באמצעות הבטחה למחיר של מתנדבים חיסון ה-BCG. לבסוף, הניתוח רלוונטי ex-vivo של תאים מבודדים מאת SB ציטוקינים היא ביטוי. מאפייני PPD ספציפי-תאי T מתקבל על ידי שיטת SB פנוטיפיות שהיו קיימות בעבר ופונקציונלי הן ביסודיות תיאר במקום אחר2,10,11,16,17, 18 , 19. דו ח זה נועד לדון בהיבטים מעשיים אימונולוגי של המתודולוגיה כדי להקל על היישום של טכניקה זו על ידי קבוצות מחקר נוספות.
כתב יד זה מתאר הליך מעשית לצורך המחקר של זיכרון המערכת החיסונית האדם תגובות ויוו, באמצעות קציר האחזור של תאים אנטיגן עורית על ידי שאיבה שלפוחית אינדוקציה. הבטחה למחיר שימש דוגמה של אנטיגן intradermal התצהיר ואת האחזור חיסון ה-BCG. לבסוף, דוגמה של SB אפיון הדגימה על-ידי cytometric זרימה וניתוח ציטוקין מולטיפלקס היה בתנאי, הוכחת זה בערך שליש התאים SB היו אנטיגן ספציפי polyfunctional תאי-T של פנוטיפ זיכרון אפקטור.
השלבים הקריטיים של פרוטוקול זה כוללים את טכניקת ההזרקה intradermal, אינדוקציה שלפוחית היניקה את הניקוב שלפוחית. ראשית, תצהיר intradermal נכונה דורשת צוות מיומן. התצהיר שגוי יכול להוביל לתוצאות שיוצרת. PPD בדרך כלל אנטיגן עורית ידועה ובטוחה, אך הקומפוזיציה שלה עשויים להשתנות בין היצרנים, הגבלת comparability13,20. דוח זה מספק הנחיות תצהיר intradermal יחיד של 2 TU, ואת התצהירים במקביל שני אופציונלי (TU 2 x 2), אשר עשויים לחייב אישור אתיים נוספים. עם זאת, מחקרים אחרים השתמשו 10 TU, אשר מגבירים את הסבירות של העור חזק תגובה10,21. במהלך השלב אינדוקציה SB, העלאות stepwise קטן הלחץ השלילי תפחית את הסיכון של דימום, שלפוחית קרע. הסיכויים של זיהום עם כדוריות דם אדומות או leucocytes מזרם הדם הם בדרך כלל נמוך2. הטכניקה aseptic לנקב מניעת זיהום מיקרוביאלי, נמנע מקשר בין המחט לנקב את הרצפה שלפוחית עורי ומפחיתה זיהומים של פסולת או תאי העור תושב. עם זאת, יש חוקרים מעדיפים הקציר SB נוזל על-ידי החלת שלפוחית מנוקבת10לחץ מתגלגל. יתכן צורך לנקב את septa בתוך הכוויה. הטכניקה SB עצמה היא פולשנית; SBs התמוטט לרפא ללא צלקות, זיהומים הם נדירים מאוד. 2 . אולם, מידה מסוימת של היפו פיגמנטציה עלולה להתרחש, SB אינדוקציה להימנע ככל הנראה אצל אנשים עם היסטוריה של הצטלקות קולואיד.
מגבלות טכניות התשואות בתא סכום נמוך וכוללים אפשרויות מוגבלות כתוצאה מכך לאחסון לטווח ארוך. קשרי הגומלין בין התשואה leucocyte, הבטחה למחיר לתגובות הקליניות, שלפוחית בגודל כדוריות דם אדומות זיהום כבר תיארה היטב במקום אחר2,10. בניסויים BCG-החזרה המובאת כאן (איור 1), התשואה הכולל החציוני של כל שלפוחית היה 50,000, רומז מלכודת הניסוי בקנה מידה קטן באמצעות תאים אלה, במיוחד אם SBCs למד לבד15. עם זאת, האוכלוסייה תא T ספציפי דוגמה SB חורג בעיקר מה נמצא בדגימות PBMC ב נחשב תא יחסיים ומוחלטים. בדוגמה המוצג באיור2, מספר התאים טריפל-חיוביות PPD ספציפיים T-דגימה של תאים SB 100,000 היו יותר מ 2 x גדול מקו מספר שנמצא ב 1 x 106 PBMCs אותו התורם (נתונים לא מוצג). הבקיע חזותי של התגובה הבטחה למחיר הוא השיטה הנפוצה ביותר קליני על ההערכה של זיכרון מ. שחפת . ראוי לציין, התגובה חיסונית אדפטיבית הבסיסית לא לשיא באותו זמן כמו עור קליני תגובה2,21. לא כל ה-BCG-חוסנו או שחרור מהיר למוט אוכף-הנדבקים יפתחו תגובות הבטחה למחיר וחזק אסטרטגיות עבור סיווג וטיפול דגימות ללא הבטחה למחיר המגיבים, כמו גם רגישות עולה mycobacterial שישנו באוכלוסיית המחקר, צריך לקחת בחשבון לפני ביצוע ניסוי האחזור בשיטה זו. בנוסף, SB דגימה והן הבקיע חזותי, יש פוטנציאל דעה קדומה תיאורטי אצל אנשים עם תגובות העור מופחת עקב הכללית או הקשורות העור חסינות כפי שניתן לראות, למשל, הידבקות ב- HIV ו בקבוצות גיל מסוימות2, 13,18,20. בנוסף, לחיזוק אימונולוגי התגובה הבטחה למחיר עם בדיקות חוזרות ונשנות הוא ידוע20,22. עם זאת, הפנוטיפים תא SB להישאר קבוע למדי כאשר TSTs הם חוזרים ונשנים10. התבוננות זו תומכת את התפקיד של SB להיזכר במחקרים האורך של תגובות חיסוניות הסלולר.
עבור immunologists T-cell, SB האחזור מאפשר היבול של שברים גבוהה של תאים אנטיגן ספציפי. אולם, העיתוי של SB עבור דגימה מן תצהיר PPD חיוני כמו הרכב הסלולר והן את microenvironment ציטוקין להשתנות עם הזמן. ב פרוטוקול זה, שלפוחיות היו המושרה 7 ימים שלאחר אתגר והתאים מבודד היו בעיקר CD4 + אפקטור זיכרון תאי T-כולל שברים גבוהה של תאים עם ביטוי משותף של IFN-γ, TNF-α ו- il-2. תצפיות אלה עולים בקנה אחד עם מחקרים קודמים המתארת כיצד הפעלת T-cell, התפשטות, בידול מתרחש העור PPD-איפה זה מונח2,15,21. קינטי SB אצל אנשים רגיש-PPD שסיקור זה התגובה העור מוקדם מאוד לא ספציפי; עם זאת, כבר בתוך הימים הראשונים שלאחר PPD-האתגר, התגובה הופך להיות נשלט על ידי CD4 + T תאים (שני פנוטיפים הזיכרון המרכזי של זיכרון ו אפקטור שהיית המתוארת), לאחר 3 ימים, התגובה נשלטת על ידי שברים גבוה של ציטוקין PPD ספציפיים בייצור תאי CD4 + T2,8,10,15,21. תגובה זו ציטוקין מסתגלת נשאר גלוי, לגלוי עבור יותר מ 2 שבועות2,8,10,23. יום 7 פוסט-הבטחה למחיר נראה נקודת הזמן האופטימלי ביותר של האוסף של ציטוקין לייצר תאי-T זיכרון CD4 +2. עם זאת, נקודות זמן אחרות, כמובן, ייתכן הרלוונטי בהתאם אנטיגן התגובה של עניין. ראוי לציין, במחקר אחד, התגובה PPD מסתגלת דווח שיאי קצת יותר מוקדם עם ירידה הפרשת ציטוקינים פרו-דלקתיים כבר בגיל 5 ימים פוסט-הבטחה למחיר10.
SB נוזל מכיל רמות גבוהות של ציטוקינים פרו-דלקתיים והן לחלבונים אחרים הוכח להיות נציג של העור microenvironment15,24. קינטיקה מחקרים הראו כי TNF-α ו- IFN-γ רמות שיא נוזלים SB לאחר 3 ימים בזמן il-2 רמות שיא לאחר 7 ימים2,10, כנראה המשקף את הדומיננטיות של תגובות מסתגלת בשלב מאוחר יותר. כי תאים SB היה מופעל ויוו, שהם מייצגים את שחרור ציטוקינים ספונטנית גבוהה, כמו גם אפשרות של שחרור מסוים על לרסטימולציה (איור 3 ו- 4).
דו ח זה מתמקד CD4 + T-cell חסינות. כפי שהוכח באיור2, הרוב המכריע של תאי-T מבודד היו אכן CD4 +, אף שלא היו כמעט אין CD8 + תאי-T בהיניקה שיהיו שלפוחיות נוזל. זה עולה בקנה אחד עם מחקרים אחרים SB PPD-החזרה דיווח על הפרופורציות נמוך קיבולת נודדות נחות של CD8 + T תאים בהשוואה CD4 + T תאים2,8,10,23. אפיון נוסף של התרומה CD8 + עדיף; עם זאת, זה מעבר להיקף של דו ח זה.
תאי-T נחשבים חיוניים עבור הפקד המערכת החיסונית של Mtb; עם זאת, מתקשים לזהות לתאם אמין של ההגנה משתקפת תגובה חיסונית אדפטיבית מ25,דם26. המחסום הזה קשות מעכבת את התפתחות חיסונים טרה-בתים חדשים, כמו שיש כיום אין אלטרנטיבה גדולות ויקרות מאוד יעילות בניסויים27. מפתחים חיסון נגד שחפת לקבוע immunogenicity חיסון על ידי הערכת שינויים קטנים וחולף על האוכלוסיות T-cell חיסון ספציפיים28,הדם29. אולם, זה בספק אם השבר קטן של מחזורי T אנטיגן ספציפי-נמצאו בדם תאים רלוונטי (כלומר, יכולת המעבר לאתר של זיהום ושל נציג השליטה microenvironment T-תא-עשיר שחרור מהיר למוט אוכף) 27 , 30 , 31 .
בהתבסס על מחקרים קודמים, הנתונים המוצגים במסמך זה, המודל האחזור עורית SB מייצג פוטנציאל לא ממומש לחקר תאי-T החיסון הספציפי. לא רק הדגם מאפשרת החזרה של החיסון התגובה שנוצר לפני עשרות שנים, הוא גם מאפשר את ההערכה של הזיכרון האמיתי פוטנציאלית רקמות ספציפיות בהקשר15,18,19,21. הרומן, בדיקות עור ספציפי, אשר כוללים אנטיגנים גם מורכבת של המועמד חיסונים טרה-בתים, מציע הזדמנויות חדשות להערכת החיסון באמצעות28,זה דגם32. יתר על כן, ניתוח transcriptomic מציע כי התא – mediated החיסון לתגובה שנוצר בעור תיגר PPD דומה על התגובה שנמצאו על שחרור מהיר למוט אוכף-נגוע ריאות18.
בזמן ביופסיות ניקוב העור גם לאפשר לקציר תא מן העור ולספק מידע מרחבי, לעומת דגימה SB, השיטה הוא פולשניים יותר ודורש עיבוד אנזימטי או מכונאי להכין תא בודד המתלים33. מדידות של ציטוקינים והתא סמנים דומים בין שתי שיטות ה-2,10.
שיטת השאיבה שלפוחית כבר הוחל בתחומים רבים של מחקר רפואי חוץ דרמטולוגיה, לבד או בשילוב עם אתגר עור מערכתית או מקומיים. דוגמאות כוללות לימודי של אלח דם, lymphoproliferative וירוס אפשטיין בר-הקשורים למחלה, נוירופתיה סוכרתית, אפקטים צריכת glucocorticoid בניסויים בבני אדם, בדיקות נוגדנים טיפולית או מודלים עבור טיפולים T-תא-ממוקד10 ,34,35,36,37,38.
מנקודת מבט טיפולית, השיטה האחזור עורית SB מציע יתרונות ייחודיים ללמוד את הזיכרון T-cell מרכזי פוטנציאלי ומ שני ביולוגית וטכני מנקודת מבט-לעור נראה לספק תא הדגימה רלוונטי2, 15,18,19,21. בפרט, לעומת דגימה מסורתי, פסיבי של מחזורי PBMCs, שיטת האחזור עורית SB מאפשרת לחקר תאי-T אשר הוכיחו את היכולת להעביר מן הצומת לימפה בתגובה אנטיגן הרלוונטיות שלהם, ולהשלים המקומי הרחבת ובידול רקמות ספציפיות ויוו ההקשר15,18,19,21.
לסיכום, המודל הפגינו כאן יכול להיות רלוונטי עבור חוקרים בתחום האנושי חסינות מסתגלת וסוכנים T-cell מיקוד (קרי, במחקר vaccinology או סרטן מחלות זיהומיות). המודל הבטחה למחיר יושמו פרוטוקול זה הוא, כמובן, רלוונטי בתחום של vaccinology טרה-בתים. אולם, התפיסה הבסיסית של מודל זה הוא מאוד רלוונטי בתחומים אחרים של מחקר.
The authors have nothing to disclose.
ברצוננו להודות מאדס ג’נסן Radmer על עצתו מעשיות ואקדמיות; לאו Lindqvist, Kaare Svejstrup על מתן מומחיות טכנית; הלין Bæk Juel, ג’ונתן Filskov, Signe טי שמידט, Harpøth וו סולוויג לסיוע טכני שלהם; הצוות במרפאה אשפוז גנטופטה TB להכשרתם במנהל PPD; כל המתנדבים על השתתפותכם במחקר. הפרויקט ממומן על-ידי התוכנית H2020 הנציבות האירופית [גרנט מספר TBVAC2020 643381], ברצוננו להודות קונסורציום שותפים לדיונים פורה.
Gloves for laboratory use | Imtex, Denmark | 1013 | |
Desinfection spray | Apotek, Denmark | 82% alcohol, with glycerin, for human skin | |
Alcohol swaps | Mediq, Denmark | 1131892 | |
PPD RT 23 "SSI" (2 T.U./0.1ml) | AJ Vaccines | ||
Myjector syringe with fixed needle | Terumo | A236 | 1 ml/29G/12mm |
Ruler | not relevant | for skin reaction evaluation | |
Ballpoint pen | not relevant | for skin reaction evaluation | |
Portable Lung Suction Unit | Laerdal Medical, Denmark | 78000011 | NOTE. Modified for ranges below -40kPa and supplied with pressure gauge (ref. 1031107) by the Technical Dept. , Hvidovre Hospital |
Negative Pressure Chamber Assembly, unheated with connecting tubing | Electronic Diversities, Finksburg, MD, USA | ||
Orifice Plate, 47mm, 10mm Hole | Electronic Diversities, Finksburg, MD, USA | ||
Negative Pressure Instrument Seal Kit | Electronic Diversities, Finksburg, MD, USA | ||
Negative pressure Chamber Strap | Electronic Diversities, Finksburg, MD, USA | 12 inches | |
Micropore Surgical tape | 3M | 1533-1 | 2.5cm x 9.1m |
Cap from 15ml plastic tube | Sarstedt, Germany | 62,547,254 | |
Tubigrip bandage | Mölnlycke Health Care, Sweden | 1443 | |
Cosmopor steril adhesive dressing | Hartmann | 9008337 | 7.2 x 5 cm |
2ml Syringe Concentric Luer Slip | Becton Dickinson | 300185 | |
Microlance 23G/30mm needle | Becton Dickinson | 300700 | |
Safe-Lock microcentrifuge tubes (autoclaved) | Eppendorf | 0030120086 | Autoclaved |
Minispin plus centrifuge | Eppendorf | 5453000011 | |
Gibco AIM V Medium | Life Technologies | 12055-091 |