Aquí se describe un protocolo para aislar los subconjuntos de precursor de células B de sangre del cordón umbilical. Una cantidad suficiente y calidad de los ácidos nucleicos se pueden extraer de las células y utilizarse en ensayos subsiguientes utilizando ADN o ARN.
Sangre del cordón umbilical es altamente enriquecida en células progenitoras hematopoyéticas en diferentes etapas del linaje de compromiso. Hemos desarrollado un protocolo para el aislamiento de precursor de células B en cuatro etapas diferentes de diferenciación. Debido a que los genes se expresan y modificaciones epigenéticas ocurrir en una manera específica de tejido, que es vital para discriminar entre tejidos y tipos de células con el fin de ser capaz de identificar alteraciones en el genoma y el epigenoma que puede conducir al desarrollo de la enfermedad. Este método puede ser adaptado a cualquier tipo de célula presente en la sangre del cordón umbilical en cualquier etapa de diferenciación.
Este método comprende 4 etapas principales. Primero, las células mononucleares se separan por centrifugación de densidad. En segundo lugar, las células B se enriquecen usando biotina conjugado con anticuerpos que reconocen y eliminar los no células B de las células mononucleares. Terceros las células B están marcadas fluorescentemente con anticuerpos proteína de superficie celular específicos para las etapas individualesde desarrollo de células B. Finalmente, las células marcadas fluorescentemente se ordenan y poblaciones individuales se recuperan. Las células recuperadas son de cantidad y calidad suficiente para ser utilizada en posteriores ensayos de ácidos nucleicos.
Con el fin de identificar aberraciones que están presentes en la enfermedad, es de vital importancia que utilizamos tejidos sanos o células que se corresponden con el tipo de tejido o célula afectada por la enfermedad. Una razón para esto es que la variación epigenética entre tipos de tejidos es responsable de regular la expresión génica y es crítica para la diferenciación celular durante el desarrollo normal de 1,2 humana. Una segunda razón es que la regulación aberrante de genes específicos de tejido pueden tener consecuencias nefastas sobre el desarrollo normal y se sabe que contribuyen a una multitud de estados de enfermedad, incluyendo el cáncer. Por lo tanto, una mejor comprensión de una enfermedad que implica a las células hematopoyéticas requiere el conocimiento de las células hematopoyéticas sanas.
El desarrollo de las células hematopoyéticas en la médula ósea procede a través de una orden sistemático de los eventos que se caracterizan por cambios en la expresión de marcadores de superficie celular 3. Estudios con participantes adultos tienendemostrado que la médula ósea contiene generalmente un bajo número de precursor de células B 4,5; mientras que los estudios con participantes pediátricos han demostrado que el porcentaje de precursor de células B es relativamente alta en los individuos de menos de 5 años de edad 6. Sangre de cordón umbilical se utiliza como una fuente de células madre hematopoyéticas en el tratamiento de trastornos relacionados con la sangre y tumores malignos, está fácilmente disponible a través de los bancos de sangre de cordón y está enriquecida en B y las células T inmaduras 7 que son las células diana de múltiples trastornos, incluyendo la leucemia y los linfomas.
Precursor de células B en la médula ósea han sido ampliamente phenotyped 8,9 y puede ser definido por la presencia de marcadores específicos de la superficie celular que se pueden utilizar para clasificar estas células en subconjuntos distintos. Normales de células B. Con la diferenciación a través de una serie de etapas en la médula ósea a partir de los primeros pro-células B y culminando en inmaduros o ingenuo células B. Conformevan a Zelm y colegas 10, pro-células B se caracterizan por la presencia de CD34 y en la transición a la etapa 2 (Pre-BI) CD19 se adquirieron. Células de la etapa 3 (Pre-BII) ya no expresan CD34 y comienzan a expresar IgM citoplásmica. Finalmente, una característica definitoria de la etapa 4 (inmadura de células B) es la expresión de IgM de superficie. La estrategia de clasificación se describe en este protocolo fue descrito por primera vez por Caldwell y colegas 6 e incluye el uso de sólo 3 marcadores de superficie celular que reduce considerablemente la complejidad y el coste de la realización de experimentos de clasificación de células. En su trabajo, una relación entre CD45 y las etapas de diferenciación de células B se estableció. Ellos observaron que las células B en la médula ósea mostrar niveles variables de expresión de CD45. Específicamente, las células que expresaron altos niveles de CD45 correspondieron a células que expresan IgM de superficie (células B inmaduras), aquellos que expresan un nivel intermedio de CD45 correspondieron a células que expresaron cytoplasmic IgM (pre-BII células), y las que expresan bajos niveles de CD45 correspondieron a células que no expresan IgM citoplásmica (pre-BI células). Este protocolo utiliza la estrategia desarrollada por Caldwell y colegas 6 para aislar los subconjuntos de precursor de células B de sangre del cordón umbilical (Figura 1) que pueden ser utilizados en ensayos de aguas abajo que requieren alta calidad de ácidos nucleicos tales como el ensayo isla CpG metilado-recuperación (MIRA ) 11 y cuantitativos ensayos de PCR en tiempo real. El método emplea una separación inicial usando perlas magnéticas para agotar todas las células no-B de sangre del cordón umbilical y requiere sólo la tinción con anticuerpos 3 (CD34, CD19 y CD45). Las células que se recuperan representan 4 estadios de diferenciación de células B: 1) CD34 +, CD19 + (tarde) pro-B y principios de pre-BI, 2) CD34 -, CD19 +, CD45 baja (finales de pre-BI); 3) CD34 -; CD19 +; CD45 med (pre-BII), y 4) CD34 -; CD19 +; CD45 alta (células B inmaduras).
El factor con mayor impacto en el éxito del protocolo es la presencia de contaminación de los desechos. Si se solicita la sangre de un banco de sangre del cordón umbilical es importante tener la sangre enviada tan pronto después de la recogida como sea posible. Además, las muestras que se clasifican como linfocitosis contienen un mayor número de linfocitos, sin embargo, estas muestras no tienen un número suficiente de células B precursoras y no debe ser utilizado. Para aumentar la probabilidad de obtener un número suficiente de células para cada uno de los subconjuntos de precursores Recomendamos comenzar con al menos 85 ml de sangre del cordón umbilical.
Es importante señalar que a diferencia de las separaciones de sangre periférica de adultos, cuando fraccionamiento de la sangre del cordón umbilical de la capa mononuclear menudo está contaminada con células rojas de la sangre 12. Este protocolo incluye una etapa de lavado adicional para eliminar las plaquetas contaminantes. Protocolos que describen las separaciones mononucleares de sangre de cordón sugiere incluir una etapa de lisis to eliminar los glóbulos rojos no deseados. No recomendamos este paso, ya que produce residuos contaminantes y tiene un impacto negativo en el éxito de la especie celular.
Con el fin de reducir el número de células que tienen que ser distinguidos por citometría de flujo es necesario para llevar a cabo un enriquecimiento de células B antes de la clasificación de células. El protocolo proporcionado por Miltenyi Biotec, que acompaña el kit de aislamiento de células B (B-CLL), ha sido optimizado para la sangre periférica y recomienda el uso de 10 l B-CLL cóctel de anticuerpos biotina por 10 millones de células. Este paso utiliza anticuerpos contra CD2 (células T, células NK), células CD4 (células T), CD11b (granulocitos monocitos;; macrófagos), CD16 (células NK; macrófagos, mastocitos), CD36 (plaquetas), CD235a (células eritroides) para agotar las células no-B de la sangre del cordón umbilical. Es importante usar el kit descrito y no el de células B kit de aislamiento II debido a que el kit anterior contiene un anticuerpo contra CD43 que está presente en células pro-B. Durante nuestra optimización de este protocolo, se encontró que un total de 40 l de B-CLL cóctel de anticuerpos con biotina es suficiente para producir un resultado positivo tipo celular. Además se encontró que el uso de tan poco como 5 l más del cóctel de anticuerpos B-CLL biotina tuvieron efectos adversos en el tipo celular. Por lo tanto, es muy recomendable con 40 l de B-CLL cóctel de anticuerpos con biotina para el total de número de células mononucleares de entre 175-250 million. Si se comienza con números menores o mayores de las células puede ser necesario para escalar los reactivos en consecuencia.
Hay numerosas publicaciones que describen las conflictivas marcadores que pueden ser utilizados para distinguir subpoblaciones de células B. La mayor parte de la discrepancia puede ser explicada por el hecho de que la diferenciación es un proceso continuo y que la presencia o ausencia de marcadores de superficie celular se produce de manera gradual en lugar de en forma de todo o nada. En este protocolo CD34 – / CD19 + y el nivel de intensidad de CD45 + (expresión bajo, medio, alto) fue utilizada para distinguir pre-BI, pre-BII e inmadura de células B con un aumento en el nivel de CD45 expresión correspondiente a la progresión de la diferenciación 6. Pro-células B han sido descritos por algunos como CD19 + / CD34 + 13 mientras que otros han demostrado que células pro-B son CD19 – / CD34 + y pre-BI células son CD19 + / CD34 + 9,10. Sobre la base de estas discrepancias se han designado las CD19 + / CD34 + células como fines pro-células B / principios de células pre-BI. Es importante señalar que esta estrategia se desarrolló para aislar los subconjuntos de precursor de células B que corresponden a las células afectadas por la enfermedad de la leucemia linfoblástica aguda. Sin embargo, existen múltiples estrategias de clasificación que se pueden emplear dependiendo del subtipo de células de interés.
Anticuerpo-fluorocromo combinaciones deben ser seleccionados en base a las capacidades del clasificador de células disponibles. Como génerosl norma, la más brillante de fluorocromo en su panel debe utilizarse para marcar el antígeno menos poblado y viceversa. En la detección de doble manchadas de población, especialmente a los eventos raros como estos, la discriminación doblete (Figura 2B) es una parte muy importante de la estrategia de activación periódica. Esto garantiza que los eventos doble positivas son células verdaderamente individuales teñidas con los anticuerpos y no simplemente dos de una sola manchadas células adheridas entre sí.
De alta velocidad, 4-way clasificación de células necesariamente crea un entorno controlado aerosol. Por lo tanto, la clasificación de células vivas humano debe realizarse con sumo cuidado. Publicado pautas de seguridad y descontaminación están disponibles y deben ser revisados y aplicados antes de la clase 14. La aprobación de los Comités Institucionales de Bioseguridad o sus equivalentes puede ser requerido antes de la clasificación. Para la descontaminación adecuada después de la clasificación, la lejía debe añadirse al recipiente de desechos a una concentración final de 10%. Similarly, todos los tubos de muestras, así como todas las superficies en el área inmediata debe ser completamente descontaminado con una solución de lejía recién preparada 10%.
En resumen, este protocolo proporciona una estrategia para la obtención de poblaciones raras de precursor de células B y puede ser modificado para aislar una población rara presente en la sangre del cordón incluyendo células madre hematopoyéticas y células T inmaduras. Recientemente, las células B inmaduras se han identificado en la sangre periférica de individuos con VIH avanzado 15. Por lo tanto, la utilidad de este método se extiende más allá del estudio de cánceres de la sangre. Por último, no se han realizado todavía aislamientos de ARN en las células de flujo según, sin embargo, este método debe ser adaptable con la salvedad de que durante la clasificación celular las células se deben ordenar directamente en trizol o un equivalente de solución de ARN compatible tal como RLT del kit RNeasy disponible a través de Qiagen.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud (Instituto Nacional del Cáncer R00 CA132784) a KT
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
DPBS (1X) | Gibco by Life Technologies | 14190-144 | |
Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare Bio-Sciences AB | 17-1440-03 | |
LS Column | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
MACS Multi Stand | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
MidiMACS Separator | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
B-Cell Isolation Kit (B CLL) | MACS Miltenyi Biotec | 130-093-660 | |
Fetal Bovine Serum | ATLANTA Biologicals | S11195 | |
Microcentrifuge tube (1.5 ml) | MIDSCI | SS1500 | |
BD Pharmingen 7-AAD (7-Aminoactinomycin D) | BD Biosciences | 559763 | |
DB Pharmingen APC Mouse Anti-Human CD19 | BD Biosciences | 555415 | |
DB Pharmingen PE Mouse Anti-Human CD34 | BD Biosciences | 560941 | |
CD45 FITC | BD Biosciences | 347463 | |
autoMACS Rinsing Solution | MACS Miltenyi Biotec | 130-091-222 | |
MACS BSA Stock Solution | MACS Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
BD Falcon 5 ml Polystyrene Round-Bottom Tube | BD Biosciences | 352058 | |
BD Falcon 50 ml Tube | BD Biosciences | 352098 | |
PuraFlow Sheath Fluid, 8X | Beckman Coulter | CY30230 | |
FlowCheck Alignment beads | Beckman Coulter | 6605359 | |
Ultra Rainbow Alignment beads | Spherotech | URFP-30-2 | |
ViroSafe Aerosol Evacuation Filter | Beckman Coulter | ML01330 | |
ABC Mouse bead kit | Invitrogen | A-10344 | |
40 μm cell strainer | Fisher Scientific | 22363547 | |
Fisher Scientific Hemocytometer | Fisher Scientific | 267110 | |
Microscope | |||
accuSpin Model 3R Benchtop Centrifuge | Fisher Scientific | 13-100-516 | |
MoFlo XDP flow Cytometer | Beckman Coulter | ML99030 | |
Aerosol Evacuation Unit | Beckman Coulter |