An assay in mice to track cell migration from skin to draining lymph node is described which enables the characterization of skin Dendritic cells mobilized to the lymph node after footpad infection with Bacille Calmette-Guérin.
As células dendríticas (DCs) são importantes para iniciar respostas imunes, em parte através da sua capacidade de adquirir e antígeno de transporte para o linfonodo regional (DLN). A mobilização de DCs para o DLN é complexo e continua a ser completamente esclarecida durante a infecção. Aqui descrita é a utilização de um ensaio inovador, simples, que se baseia na fluorocromo 5- e diacetato de éster de succinimidilo de 6-carboxifluoresceína (CFSE) para controlar a migração de DC durante a infecção da almofada da pata com Mycobacterium bovis bacilo de Calmette-Guérin (BCG), em ratinhos C57BL / 6 ratinhos. Este ensaio permite a caracterização da pele DC sub-populações que deslocalizam activamente para a drenagem, LN poplítea em resposta à BCG. Este protocolo tem origem a partir de um modelo em que as DCs BCG pele migratórias foram identificados por citometria de fluxo. O ensaio é amável ao estudo e identificação de DCs ou outras células que abriga o LN poplítea após a inoculação de micróbios, seus metabolitos ou outra inflamatóriaestímulos na almofada da pata, e, consequentemente, para estudar factores que regulam a migração destas células.
DCs localizadas em superfícies do corpo sentir micróbios ou os seus produtos, e ao fazê-lo mobilizar através de vasos linfáticos para o LN de drenagem (DLN) 1,2. Esta relocalização é necessário para o transporte de antigénio microbiano para a DLN e a consequente estimulação das respostas imunitárias para o microorganismo invasor. De facto, o bloqueio ou falha de DCs a migrar a partir do tecido infectado para a DLN silencia a resposta de células T 3-5. Assim, ensaios destinados a controlar a migração no nível de uma única célula são úteis para ajudar a atribuir função migratório para um determinado subconjunto DC.
Existe um grande corpo de dados sobre a mobilização de DCs pele para o DLN. As últimas contas para grande parte do conhecimento sobre a migração DC a partir de sites inflamados ou infectados 2. Isto não é surpreendente uma vez que a pele abriga uma grande população de DCs e é uma superfície altamente acessível para a experimentação no rato de laboratório. Diversas técnicas têm sido desenvolvidos para avaliara migração de DC de murino a partir da pele para o DLN 2. FITC pintura da pele é, de longe, a abordagem mais utilizada. Neste ensaio a fluoresceína-5-isotiocianato de fluorocromo (FITC) é preparada de uma mistura de acetona e com um irritante de contacto. Este cocktail é aplicada sobre a pele depilada ou raspada e a acumulação de células FITC identificadas por sua vez é analisada no DLN. Migração também pode ser estudado através da injecção da pele com nano ou micropartículas marcado com fluorocromo, que permite a identificação de células fagocíticas que internalizaram as partículas fluorescentes na pele. vasos linfáticos também podem ser canulada para extrair diretamente DCs migrando de linfa. Esta é no entanto tecnicamente difícil, especialmente em ratinhos. O número de DCs obtidas para análise subsequente é também um factor limitativo.
Apesar de muitos estudos anteriores sobre a pele migração DC, continua a haver uma escassez de informações sobre a pele DC mobilização de DLN seguinte vaccinação com o Bacilo de Calmette-Guérin (BCG), o ao vivo, estirpe atenuada de Mycobacterium bovis usada para vacinar contra M. tuberculose. BCG é inoculada na pele, causando uma infecção limitada que desencadeia um tipo de célula auxiliar uma resposta T. Ambos os sub-populações DC que mobilizam ao DLN da pele BCG-infectados e os fatores que regulam a migração durante esse processo não são totalmente compreendidos. Em face do exposto, um método simples mas novo foi desenvolvido, onde o fluorocromo 5- e 6-carboxifluoresceína diacetato de éster de succinimidilo (CFSE) é injectado in situ para localizar a migração de DC no DLN 3. Ratinhos C57BL / 6 foram injectados na almofada da pata traseira com um inoculo de BCG e no dia antes do sacrifício, os animais são injectados na almofada da pata mesmo com uma elevada concentração de CFSE. Vinte e quatro horas mais tarde os animais são sacrificados e a drenagem LN poplítea (PLN) removidos e preparados para citometria de fluxo. Este ensaio permite que o identification de células que migram durante a noite a partir da pele da almofada da pata ao DLN (Figura 1).
Além disso, os ratinhos alvo do gene pode ser utilizada para ajudar a identificar os factores necessários para as células de mobilizar para o DLN. Usando este ensaio, os autores deste relatório ter encontrado anteriormente que EpCAM baixo CD11b alta BCG transporte DCs pele migratório para o DLN em um processo regulado por interleucina-1 receptor eo adaptador intracelular molécula MyD88 3. O protocolo para este ensaio à base de migração CFSE que se origina a partir do relatório acima por Bollampalli et al. 3, em que a citometria de fluxo foi usada para detectar e analisar as DCs pele migratórias, é aqui descrito. As vantagens e desvantagens deste ensaio são discutidos.
noDCs são células apresentadoras de antígeno especializados que podem responder a desafio microbiano em superfícies do corpo através da aquisição de antígeno microbiano e migrar para o DLN via vasos linfáticos. Há, DCs apresentar este antigénio para células T de um modo que conduz a respostas de células T primárias. O processo de migração de DC a partir de tecido de DLN é, portanto, muito importante para a compreensão de como uma resposta das células T de produção é iniciada. Métodos para medir a migração DC são, consequentemente, muito útil no desdobramento do acima.
Um modelo de ratinho foi utilizado para estudar a migração pele DC de DLN após a infecção com BCG, uma vacina viva que é injectado na pele clinicamente. Em consonância, a BCG é injetada na pata traseira para imitar esta via cutânea de vacinação. Um ensaio simples foi desenvolvido e, consequentemente incorporadas a este modelo para investigar a migração de pele DC sub-populações de local da inoculação do BCG na pele pata ao PLN drenagem. Este protocolo reliES em injectar o CFSE fluorocromo na mesma pata que previamente receberam BCG e, em seguida, isolar o PLN de drenagem 24 horas mais tarde para analisar a presença de células marcadas com CFSE-por citometria de fluxo. Embora não seja descrito no protocolo, LNs desta configuração também podem ser preparados para a análise por microscopia confocal, para o estudo de processos de migração, tais como o posicionamento das células migratórias na LN 3. Além disso, resultados semelhantes na pele BCG-desencadeou a migração DC foram obtidos usando tanto BCG Pasteur 1173P2 3 e BCG SSI 1331 14.
CFSE é comumente usado para marcar as células in vitro e para acompanhar tais células marcadas in vivo após a transferência de células 15. No protocolo atual, porém, ele foi usado para rotular diretamente as células da pele in situ. A base molecular de rotulagem CFSE é semelhante a FITC, o qual também é um corante fluorescente reactivo com amina. CFSE no entanto é preferido em relação FITC para conjugação, pois creates títulos carboxamida muito estáveis 16. Além disso, é altamente CFSE membrana permeável e difunde passivamente nas células. Uma vez lá dentro, ele forma amina intracelular (fluorescente) conjugados que são retidos na célula rotulada 15.
O ensaio de migração à base de CFSE desenvolvido pelos autores permite a identificação de células transferidos de pele de DLN dentro de um período de 24 horas, em resposta ao BCG. Ele mede assim a migração aguda durante um período de tempo definido e permite determinar a capacidade de diferente, injetado estímulos para provocar a migração. Este ensaio é diferente da técnica clássica de FITC pintura da pele, o qual mede um evento de migração cumulativa desencadeada por aplicação cutânea, tópica de um agente sensibilizador de contacto. Assim, o ensaio de migração baseados em CFSE pode ser empregue para identificar as DCs migratórias pele ou outras células que abriga o PLN após a injecção de micróbios, produtos microbianos ou outros estímulos inflamatórios na footpad. Na verdade, ambos os neutrófilos e γ: ô células T têm sido mostrados para mudar a partir de pele de DLN em resposta a BCG 17,18. Na verdade, o ensaio foi recentemente utilizado num contexto co-infecção para demonstrar que uma infecção localizada-nemátodo intestinal pode silenciar pele migração DC BCG-desencadeada de DLN 14.
Migração de DC é frequentemente avaliado entre 24 a 72 horas na pele uma vez que FITC pintura marcado com FITC DCs são difíceis de detectar 4 a 5 dias após a pintura 19. A perda do sinal de CFSE em DCs marcado não é um problema no ensaio aqui apresentadas uma vez que a análise de migração foi restringido a 24 h; a razão por trás disso é que os autores queriam estudar especificamente "overnight" eventos de migração. Outros interessados neste ensaio são no entanto encorajados a investigar anteriores ou posteriores, mesmo para os pontos de tempo de seguimento com base em CFSE. Além disso, uma vez que é introduzido CFSE por injecção pode ser administrada em qualquer altura definida. Esta flexibilidade permitida a umuthors para avaliar a migração DC entre o dia 5 e 6 após a infecção com BCG (Figura 2C) 3. Injectar CFSE poderia potencialmente limitar os tipos de células acessíveis in situ para a reacção de marcação. Por exemplo, as células de Langerhans (LCS), que são as DCs que residem na camada superior da pele, a epiderme, migram deficientemente em resposta à BCG no ensaio de migração baseados em CFSE (Figura 3) 3. No entanto, durante a exposição da pele com FITC, as DCs posicionado na derme, a camada inferior da epiderme, são prontamente marcado e migrar para o DLN mais rápido do que CLs 20,21. Isto sugere que as células podem tornar-se com fluorocromo marcado sem necessariamente necessidade de localizar na camada de pele, onde a solução de marcação é aplicado.
Como um modelo para a infecção por BCG, a orelha de rato fornece uma via intradérmica de boa fé de inoculação que está mais de acordo com a administração clínica de BCG como uma vacina contra a tuberculose. footpad injecção, por outro lado, é provavelmente uma combinação de via intradérmica e subcutânea. Dito isto, requer habilidade e treinamento para entregar corretamente e reprodutível BCG para a derme 22, de modo que na prática clínica pode não ser sempre verdade intradérmica mas sim subcutânea ou uma combinação de ambos. Como um local de inoculação da pata tem duas vantagens muito claras sobre a orelha que merecem menção. Primeiro, a resposta imunitária é concentrada ao PLN de drenagem na sequência de uma injecção na pata e isto facilita a análise das respostas. Os autores deste relatório constatou o PLN para ser o primeiro e principal LN drenagem da pata 3. Outros sugeriram drenagem divisão entre os poplítea e subiliac linfonodos após a injeção de Evan azul de 23. No entanto, no que diz respeito ao ouvido, não é mais do que uma orelha DLN em ratinhos e estes não podem ser regularmente presente ou fácil de localizar 24. Este último apresenta claramente um PASSility em estudos que buscam investigar respostas em DLN. Em segundo lugar, os volumes maiores podem ser inoculados na almofada da pata (10 – 50 pi) comparado com o ouvido. Este, por sua vez, tanto minimiza a responsabilidade de introduzir grandes alterações no fluxo linfático e de ter que trabalhar com volumes muito pequenos de injeção, o que é em si um problema quando se trata de inoculação de grandes quantidades de micobactérias. Na orelha, onde o volume de injecção tem que ser pequena (1-10 ul), 5 ul mesmo pode alterar o fluxo linfático e potencialmente forçar uma quantidade maior do material injectado directamente no DLN de uma maneira descontrolada. Por conseguinte, é importante para ter em conta o volume de injecção. Isto é especialmente importante em experiências abordando a contribuição de células em bactérias transportando ao LN. No modelo da pata traseira com BCG, BCG alguns podem ter atingido o DLN na ausência de transporte celular. Isto baseia-se na observação de que pode-se ainda detectar BCG na DLN de ratinhos, onde a migração de células a partir do pépad foi totalmente ablação por injeção local de toxina pertussis 3. Se esta é uma indicação de que a BCG pode aceder directamente linfáticos e chegar ao DLN de uma forma verdadeiramente livre de células continua a ser determinado, uma vez que não pode ser excluída a possibilidade de micobactérias neste caso onde o acesso a vasos linfáticos dada pela força do volume injectado.
A consideração prática para imunizações na orelha ou pata é que os animais têm de ser devidamente imobilizado por injeções de ser efectuada correctamente e de forma reprodutível. gás isoflurano é descrito no protocolo de corrente como um método de restringir os animais em preparação para injecções almofada da pata. Os tempos de indução e recuperação relativamente rápidas para anestesia isoflurano mediada por torná-lo um método popular, mas semelhante a outros agentes anestésicos, afeta a fisiologia, o que pode interferir com os resultados experimentais 25. Na verdade, os anestésicos tanto voláteis e injetáveis diminuir o fluxo de linfa, abolindomovimentos voluntários dos músculos, reduzindo o tônus muscular e diminuindo a contração lymphangion 26. Além disso, uma redução de 5 vezes na migração de DLN de DCs adoptivamente transferidos na almofada da pata foi avaliado em animais anestesiados 27. Dado o acima, e uma vez que os procedimentos de manuseamento antes da anestesia são susceptíveis de causar mais stress para os animais do que a própria injecção, o que é tanto rápida para administrar e não exige uma etapa de recuperação, a possibilidade de conter adequadamente o animal sem anestésicos devem ser considerado. Um limitador do mouse personalizado para injeções coxins plantares, onde o animal pode ser rapidamente trazidos para uma posição imobilizada e inoculados na pata dentro de 30 a 40 segundos seria o ideal para injetar o mouse na pata traseira sem alterar outros aspectos de sua fisiologia no processo e seria extremamente útil em estudos que abordam a migração de células através de vasos linfáticos.
Em conclusão, este relatóriodestaca um protocolo novo para rastrear DCs pele durante a sua mobilização para a DLN utilizando um ensaio que monitora a migração durante uma janela de 24 horas definido. Este ensaio à base de migração CFSE permite a detecção e análise das células migratórias por citometria de fluxo, tal como descrito aqui, bem como por microscopia confocal 3. Ele proporciona uma plataforma flexível para o estudo de uma grande variedade de estímulos injectados e a sua capacidade para provocar a migração DC, e mais importante, pode ser empregue para controlar não só as DCs mas também outras populações que se deslocam a partir de pele de DLN durante diferentes configurações experimentais.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Karolinska Institutet, a project grant from the Swedish Research Council VR (Dnr 2014-2794) and a KID Doctoral Grant from Karolinska Institutet (All to A.G.R). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.
Isoflurane | Baxter | 1001936060 | |
5- and 6-carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE) |
Invitrogen | C1157 | |
Dimethyl sulphoxide (DMSO) | Sigma | D2650 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Sigma | F7524 | |
Bacille Calmette-Guérin (BCG) | strain Pasteur, in house | ||
Trypan blue solution | Sigma | T8154 | |
EDTA | In house | ||
Sodium azide | Sigma | S2002 | |
PBS | In house | ||
Filtered water | In house | ||
BD Plastipak 3 ml syringe | BD Medical Surgical Systems | 309658 | alternative: 5 ml syringe |
6 well plates | TPP | 92006 | |
15 ml centrifuge tubes | TPP | 91015 | Polypropylene |
5 ml round bottom tubes | BD Falcon | 3272948 | Polystyrene |
Univentor 400 anaesthesia unit | Univentor | 8323001 | |
Monojet 3/10ml syringe | Medicarrier | 8881511144 | 29 G x 1/2 in. |
Sterile filter unit | TPP | 99500 | PES membrane |
EPPI-Pistill homogenizer | Schuett biotech | 3.200 512 | Polypropylene |
Allegra X-30R centrifuge | Beckman Coulter | B01145 | |
Bürker counting chamber | VWR | 631-0920 | |
0.5 ml screw cap microtube | Sarstedt | 72.730 | Polypropylene |
1.5 ml Eppendorf microcentrifuge tube | VWR | 700-5239 | Polypropylene |
70 micron cell strainers | VWR | 734-0003 | |
BD LSR-II flow cytometer, operated with FACSDiva software | BD Biosciences | Discontinued. Other Flow cytometers available, minimum detection of 6 fluorochromes needed | |
FlowJo cell analysis software | Tree Star | ||
Antibody | Clone | Company | |
Antibodies | |||
MHC-II I-A/I-E | M5/114.15.2 | BD Biosciences | |
CD11b | M1/70 | BD Biosciences | |
CD11c | HL3 | BD Biosciences | |
CD16/CD32 (Fc-block) | 2.4G2 | BD Biosciences | |
CD326/EpCAM | G8.8 | Biolegend | |
CD103 | 2E7 | Biolegend | |
CD80 | 16-10A1 | Biolegend | |
CD86 | GL-1 | Biolegend |