Este protocolo describe un método de imagen residente tumor-infiltración T CD8 células con anticuerpos fluorescente acoplados dentro de rebanadas de tumor de pulmón humano. Esta técnica permite el análisis en tiempo real de la migración de células T CD8 usando microscopia confocal.
Célula T CD8 son actores clave en la lucha contra el cáncer. En orden para que las células T CD8 matar las células tumorales que necesitan para entrar en el tumor, migran dentro del microambiente del tumor y responder adecuadamente a los antígenos tumorales. El reciente desarrollo de enfoques imagen mejorados, tales como microscopia de 2 fotones y el uso de modelos de tumor de ratón poderoso han arrojado luz sobre algunos de los mecanismos que regulan las actividades de la célula de T antitumorales. Considerando que estos sistemas han proporcionado información valiosa, ellos no siempre predicen las respuestas humanas. En humanos, nuestros conocimientos en el campo viene principalmente de la descripción de muestras tumorales fija de pacientes humanos, así como estudios en vitro . Sin embargo, en vitro modelos carecen el medio tumor tridimensional complejo y, por lo tanto, son aproximaciones incompletas de en vivo las actividades de la célula de T. Frescas rebanadas de tejido explanted representan un ambiente complejo multicelular tumor que puede actuar como un vínculo importante entre los estudios co cultivos y modelos animales. Originalmente en murinos ganglios1 y descrito previamente en un artículo de JoVE2, este enfoque ha sido transpuesto a tumores humanos para examinar la dinámica de tanto plateado3 como residente de las células de T4.
Aquí, se describe un protocolo para la preparación de rodajas de tumor de pulmón humano, immunostaining de células T CD8 y tumor residente y el seguimiento de linfocitos T CD8 en el microambiente del tumor usando microscopia confocal. Este sistema es únicamente para pantalla para agentes de inmunoterapia novela favoreciendo la migración de la célula de T en tumores.
Linfocitos t CD8 juega un papel clave en la batalla contra el cáncer. Sin embargo, muchos mecanismos de prevencion prevenir los linfocitos T de matar las células malignas. En los últimos años, varias estrategias prometedoras que liberan los frenos en las células de T se han desarrollado y utilizado en la clínica5. Los dos enfoques que conservan una considerable atención son metas de control inmune anticuerpos, tales como terapias con células T anti-PD-1 y adoptivos. Sin embargo, a pesar de los recientes éxitos, sólo un subconjunto de pacientes se benefician de estas terapias6. Un desafío importante es identificar mecanismos de resistencia a la inmunoterapia del cáncer para desarrollar tratamientos más eficaces. Otro desafío es desarrollar sistemas modelo en cual novela terapias pueden ser caracterizadas y comprobadas para su potencia y seguridad. Hasta ahora, la mayoría de estos ensayos se basa en vitro de la célula sistemas de cultivo que mal imitan la complejidad del tejido del tumor.
Ex vivo rebanadas de tejido es una técnica prometedora, ya que conserva el original del microambiente del tejido7. Con los años, hemos creado este enfoque a la dinámica de los linfocitos T en varios tejidos. Nuestros resultados indican que las células de T fluorescencia marcadas añadidas encima de rebanadas de murine del nodo de linfa migran en los tejidos y responden a sus señales microambiental apropiado1,2. Del mismo modo, los linfocitos T overlaid sobre rodajas de tumor de pulmón humano rápidamente son reclutados en el tumor de estroma3. Usando esta técnica, hemos identificado la matriz extracelular como un elemento importante en el control de la distribución y migración de las células en los tumores humanos3,4. Porque el comportamiento del ex vivo purificada y plateado de las células T no necesariamente refleja el comportamiento de los linfocitos T de residente intratumoral, recientemente nos hemos refinado este enfoque4.
Aquí se describe un protocolo para el seguimiento de residentes linfocitos T dentro de tumores pulmonares humanas frescas rebanadas. Los pasos consisten en la preparación de rodajas de tumor de pulmón humano (incluyendo incorporación de agarosa y vibratome corte del tejido integrado), la tinción de células de T endógenas con anticuerpos fluorescentes en rebanadas frescas del tumor y el monitoreo de Estas células con un microscopio confocal.
Se describe una técnica sencilla, rápida y robusta para la generación de rebanadas de tumor de pulmón humano y evaluación del comportamiento dinámico de las células de T CD8 residente en un entorno conservado tumor con un microscopio confocal. Este protocolo es un refinamiento de un anterior artículo de Zeus que describe el control plateadas de células de T en murine del nodo de linfa rebanadas2.
Decoloración de los tintes fluorescentes se debe considerar especialmente con tintes de primera generación como el isotiocianato de fluoresceína y ficoeritrina. Encontramos que un pronunciado fotoblanqueo de anticuerpos directamente acoplado se produjo con un microscopio de dos fotones. Por el contrario, photobleaching mínimo observó con microscopios confocales, especialmente utilizando colorantes fluorescentes brillantes desarrolladas recientemente.
Los anticuerpos son moléculas relativamente grandes y por lo tanto puede ser difícil su penetración en el tejido. Este paso puede mejorarse incrementando el tiempo de incubación. Además, el uso de una menor coloración reactivos tales como directamente acoplado de fragmentos Fab de anticuerpos representa una buena alternativa.
Todos los anticuerpos descritos en este protocolo han sido previamente validados y conocido para producir tinción brillante4. Por lo tanto, no se requieren controles de isotipo. Sin embargo, si desean modificaciones a este método con otros anticuerpos, entonces el uso de anticuerpos de isotipo control es altamente recomendable.
Este sistema experimental presenta algunas limitaciones. El procedimiento de corte dañará el tejido, que puede afectar el comportamiento de las células T CD8, especialmente cerca de la superficie de corte. Además, un número de factores solubles (e.g. quimiocinas) instrumentales en el control de la migración de células T puede perder. Una forma para evitar estos problemas es mediante el control de las células T a varias decenas de micras de la superficie en regiones probablemente más saludables del tejido. Experimentos publicados revelan que localizada profundamente dentro del tejido de las células de T emigran más activamente que las células T localizadas cerca de la superficie cortada4. Hemos utilizado microscopios confocales para nuestros estudios, pero es probable que dos fotones microscopios aumentará la resolución espacial en profundidad.
Este enfoque se basa en el uso de anticuerpos de fluorescencia junto que no son moléculas neutras. Tamaño completo los anticuerpos son susceptibles de afectar el funcionamiento normal de las células de T de diferentes maneras. En primer lugar, los anticuerpos anti-CD8 pueden alterar la migración de la célula de T mediante la activación de una cascada de señalización intracelular capaz de afectar el citoesqueleto de los linfocitos. En segundo lugar, los anticuerpos anti-CD8 pueden modular la interacción entre CD8 y MHC clase I moléculas, un paso importante en el proceso de reconocimiento del antígeno. En tercer lugar, intacto puede se unen a receptores Fc expresados por muchas células mieloides distribuidas en el tumor y por lo tanto susceptibles para aumentar la señal inespecífica. No tenemos ningún indicio de que un problema afectó nuestros datos, probablemente porque los receptores Fc de las células mieloides residente son, a diferencia de las células en cultivo, impregnados de las inmunoglobulinas presentes en el entorno del tumor. De hecho, la adición de suero durante el procedimiento de etiquetado, un proceso conocido para bloquear los receptores de Fc gratis, no cambió la inmuno-tinción. Sin embargo, los fragmentos Fab de anticuerpos, sin región Fc, así como anticuerpos mutado en su región de Fc y de fragmentos de anticuerpos derivados de camélidos8 representan otras estrategias alternativas para rastrear las células residentes con trazadores fluorescentes.
En las últimas décadas, varios sistemas de modelo se han desarrollado y utilizado para la proyección de imagen en tiempo real de los linfocitos T. Se trata de preparaciones en vitro de las células previamente purificadas y cultivadas con presentadoras de antígeno las células. Estas preparaciones han permitido notables avances en la definición de los mecanismos de reconocimiento del antígeno y la capacidad de respuesta. Sin embargo, carecen de la complejidad del ambiente de tejido. Se han establecido otras preparaciones que más imitan muy de cerca la estructura de un tejido propio. Ejemplos, matrices de gel de colágeno tridimensional en que linfocitos T purificados han sido incrustados, así como cultura de tejido reaggregated fragmentos han sido utilizados para monitorear el comportamiento dinámico de los linfocitos T con fluorescentes tecnologías9 . Estos sistemas presentan la ventaja de una arquitectura cerca del tejido propio, pero carecen de otros factores celulares y solubles importantes. En ratón, microscopia intravital de dos fotones ha sido empleada para seguimiento de células T en el medio ambiente realmente fisiológica de un órgano intacto10. Sin embargo, tal enfoque es técnicamente difícil de establecer. Además, los modelos de ratón muestran diferencias notables con la fisiología humana.
La técnica descrita en este protocolo representa un entorno complejo multicelular tumor que está en una posición para actuar como un vínculo importante entre los estudios de la cultura y modelos animales.
El protocolo descrito en este documento puede utilizarse también para el seguimiento de la movilidad de otras células de los linfocitos T CD8 que se han generado anticuerpos. Además, la técnica puede adaptarse a otros tumores murinos y humanos y de los tejidos. Por ejemplo, hemos sido capaces de imagen en tiempo real la dinámica de las células B etiquetada con un anticuerpo anti-CD19 en amígdalas humanas frescas.
La técnica descrita en este protocolo permite a pantalla de moléculas terapéuticas control de motilidad de la célula de T en los tejidos. La accesibilidad de lo sistema de cultivo permite aplicar algunos reactivos farmacológicas y sus consecuencias en la migración de la célula de T de la prueba. Ahora se acepta que en el crecimiento de tumores, las células T CD8 muestran una baja migración y reducción de contactos con células de tumor11. Importante, la escasa presencia de células T en las regiones de la célula tumoral se asocia con un mal resultado y se considera uno de los mecanismos de resistencia a la inmunoterapia basada en células T cáncer. Se han identificado múltiples obstáculos que limitan las células T migren en tumores incluyendo una densa matriz extracelular. En este sentido, la identificación de moléculas capaces de restaurar la motilidad de la célula de T y la interacción con las células malignas representa un paso importante en la inmunoterapia del cáncer. En un estudio anterior, encontramos que una degradación parcial del colágeno con colagenasa, agudo aplicado a trozos de pulmón humano, mejora el contacto de las células T con las células del tumor.
Por último, la posibilidad de mantener sectores tumorales humanas en cultura hasta varios días7,12,13 ofrece una serie de aplicaciones prometedoras en términos de células T y la inmunoterapia.Sin embargo, la estabilidad del sistema modelo en cultura a largo plazo es un parámetro importante que debe evaluarse detenidamente.
Obtener tejido fresco y saludable es un factor crítico para producir rebanadas de calidad con buena immunostaining de células CD8, las células del tumor y elementos estromales. Es crucial mantener la biopsia del tumor a 4 ° C antes de procesar.
El manejo de trozos con pinzas finas representa otro paso importante dentro de este protocolo. Esto debe realizarse con mucho cuidado como la agarosa puede ser dañado fácilmente. Un corte en la agarosa comprometerá el sello de la arandela de acero inoxidable, dando como resultado una fuga de los anticuerpos que contiene las soluciones.
The authors have nothing to disclose.
Deseamos agradecer a Pierre Bourdoncle y Thomas Guilbert de la Cochin Imaging (Institut Cochin, Paris) para asesoramiento y asistencia con los microscopios. Este trabajo fue financiado en parte por subvenciones del francés Ligue Nationale contre le Cancer, por CARPEM (investigación del cáncer para la medicina personalizada), la Fondation de France y por programa de investigación e innovación de horizonte 2020 de la Unión Europea bajo concesión Acuerdo No 667980 (quilates).
Upright confocal microscope | Leica | The use of a spinning disk confocal is recommended | |
Imaris software | Bitplane | This sofware is used for visualization of images and tracking of T cell migration | |
Vibratome | Leica | VT1200S | |
Fine Forceps | World Precision Instruments | 14142 | |
30 mm Culture inserts | Millipore | PICM0RG50 | |
Roswell Park Memorial Institute (RPMI) medium, GlutaMAX Supplement | ThermoFisher | 61870010 | Complete RPMI-medium is made by adding 10 % heat-inactivated fetal calf serum and Penicillin/streptomycin |
Phosphate-buffered saline (PBS) | ThermoFisher | 20012019 | |
Hanks’ Balanced Salt Solution (HBSS) | Invitrogen | 14170088 | |
Low gelling temperature Agarose, type VII-A | Sigma-Aldrich | A0701 | |
Non-toxic butyl Cyanoacrylate Glue, Vetbond | 3M | 1469 | |
Slice anchors, 19.7 diameter, 2 mm spacing threads | Warner Instruments | 64-1415 | |
Stainless steel washers, 5 mm of inner diameter | Amazon | B004K1FDGQ | |
BV605-conjugated anti-CD8 (clone SK1) | BD Biosciences | 565289 | |
FITC-conjugated anti-EpCAM (clone HEA-125) | Miltenyi Biotec | 130-098-113 | |
BV510-conjugated anti-CD90 (clone 5E10) | Biolegend | 328125 | |
4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | ThermoFisher | D1306 |