בידוד של התאים המוננובית מונמונומנט ללמוד Ex Vivo מולדת תגובות החיסונית ברקמת הלימפה של האדם Mucosal
Summary
בפרוטוקול הנוכחי, אנו מסבירים כיצד בקלות לעבד ולהתרבות התאים באופן ברור מבני אדם בריאים שעברו ניתוח שקדים ניתוחים חלקיים כדי לחקור את התגובות החיסונית מולדים על ההפעלה, מחקה זיהום נגיפי ברקמות רירית.
Abstract
לימוד תאים בודדים מרקמות הלימפה הקשורות רירית (מאלט) מאפשר הבנה של תגובת תאים חיסוניים בפתווגיות מעורבים חסינות רירית, כי הם יכולים לדגמן אינטראקציות מארח הפתוגן ברקמה. בעוד תאים מבודדים נגזר מרקמות היו המודל הראשון של תרבות התא, השימוש שלהם הוזנח כי רקמות יכול להיות קשה להשיג. בפרוטוקול הנוכחי, אנו מסבירים כיצד בקלות לעבד ולהתרבות התאים המוננוציליים של האדם (tmcs) מפני השקדים האנושיים בריאים כדי לחקור את התגובות החיסונית מולדים על ההפעלה, מחקה זיהום נגיפי ברקמות רירית. בידוד של TMCs מן השקדים הוא מהיר, כי השקדים בקושי יש אפיתל כל התשואה עד מיליארדי כל סוגי התא החיסונית העיקריים. שיטה זו מאפשרת זיהוי של הייצור cy, באמצעות מספר טכניקות, כולל חיסוני, qPCR, מיקרוסקופ, זרימה cy, ועוד., בדומה לשימוש בתאים היקפיים ברורים (PBMCs) מהדם. יתרה מזאת, TMCs מראים רגישות גבוהה יותר לבדיקות סמים מאשר PBMCs, אשר צריך להיחשב עבור רעילות בעתיד. כך, התרבויות vivo tmcs לשעבר הם מודל רירית קלה ונגישה.
Introduction
מחקרים על איברי האנוש מוגבלים בשל נגישות, כמו גם סיבות אתיות ברורות. עם זאת, הם חיוניים כדי להבין באופן מלא את המורכבות של הביולוגיה האנושית. תרבויות של תאים מבודדים (התרבויות הראשיות או קווי התא) הם מערכת סטנדרטית בלימודי התא בביולוגיה בשל זמינותם. בעוד תרביות תאים מבודדים אפשרו תגליות מצטיינים, השימוש קווי התא הגיע על בדיקה מקרוב יותר כי הם לא לחקות באופן מלא vivo ביולוגיה איברים. עם זאת, התרבות של תאים תלת מימדיים או explants רקמות הוא מורכב מאוד4,5,6. אכן, פיסת רקמה או איבר הוא הטרודוגני מאוד כי הרכב התא שלה שונה בהתאם לוקליזציה ברקמה. לפיכך, שימוש בקוביות רקמה דורש ניתוח של משכפל טכני וביולוגי רבים, המוביל לצורך של מספר רב של תורמים או חולים.
רירית הקשורים רקמות הלימפה (מאלט) דומים מבחינה מבנית לבלוטות הלימפה אבל יש פונקציות ייחודיות, כי התפקיד העיקרי שלהם היא להסדיר חסינות רירית7. בניגוד לבלוטות הלימפה, אשר ממוקמות בדרך כלל במרחק מסוים מן הרקמות, מאלט ממוקמים בדרך כלל מיד מתחת האפיתל של רקמת רירית. באופן היסטולוגית, הם מורכבים בעיקר של ריכוזים גבוהים של B ו-T תאים, אבל גם אנטיגן הצגת תאים כגון מקרופאגים ותאים דנדריטים. מאלט מהווה כ 50% של רקמת הלימפה בגוף האדם. מאלט מחולקת לתשע קבוצות בהתאם למיקומם: גולט (בטן-), BALT (ברונזה-), NALT (אפי), CALT (לחפון), LALT (גרון), מלח (עור-), VALT (vulvo-), O-בירה (מאורגן), ו D-בירה (מתפזרת) O-מאלט מורכב בעיקר של השקדים של הטבעת הטונשית של וואלדאייר והוא מאלט הנגיש ביותר8,9. אכן, השקדים הממוקמים בoropharynx מהווים את המכשול העיקרי המגן על העיכול והדרכי הנשימה (פוטנציאל) פולשנית מיקרואורגניזמים10. בנוסף, השקדים מכוסים על ידי קשקש משובח שאינו keratinizing אפיתל, נתמך על ידי כמוסה של רקמת חיבור המכיל כלי דם, עצבים, ו lymphatics, מתן גישה קלה לתאים החיסוניים11,12. יתר על כן, ניתוח שקדים, הפעולה הכירורגית של הסרת השקדים, הוא הליך נפוץ ביצוע על ילדים לאחר נשימה שינה מחוסר סדר, הפיכת שקדים רקמות זמין בקלות13 בהגדרות פיסיולוגיים.
שקדים לאפשר את המחקר של תגובת התא החיסונית בפתווגיות מעורבים חסינות רירית. אכן, ב-hiv זיהום, כי השקדים מורכבים ריכוז גבוה של תאים חיסוניים, הם היעד העיקרי של שכפול נגיפי, אך גם לייצר כמות גדולה של ציטוקינים שאינם מזוהים במחזור14,15. במדינות קבועות, אוכלוסיות נדירות של תאים מולדים כמו נמצאים ברקמות רירית שונים, כולל השקדים, אבל הם למעשה נעדרים מדם.
לפיכך, תאים מונוליטיים משקדים (TMCs) הם מודל רלוונטי ומורכב יותר מאשר PBMCs והוא יכול לענות על שאלות עמוקות יותר. מצד שני, השימוש הרחבות רקמות יכול להיות מורכב ולא תמיד רלוונטי למחקרים חיסוניים מולדים. כך, הקמנו מודל לחקור הפעלה חיסונית רירית באמצעות tmcs16. כאן, אנו מתארים שיטה לבידוד יעיל של TMCs מן השקדים האנושיים הטריים. שיטה זו מאפשרת התאוששות של מספר רב של תאים חיסוניים תוך שמירה על היושרה שלהם למחקרים vivo ex.
Protocol
Representative Results
Discussion
השקדים האנושיים מייצגים מודל אינטגרטיבי ופיזיולוגי ex vivo ללמוד תגובות החיסונית מולדת בממשק רירית, משום שהם לחקות את התפקיד של איבר הלימפה המשני. מעניין, הרכב הסלולר של TMCs דומה ל-PBMCs וכולל את כל אוכלוסיות התאים הגדולות, למרות שהאחוז שלהם יכול להיות שונה מ-PBMCs מדם (איור 1). אוכלו…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
העבודה הזאת נתמכת על ידי הסוכנות הלאומית למחקר הלאומי של הסוכנות למען הפרקליט המחוזי (J-P. ח) לניסויים ומלגת N.B. (AAP 2017 166). נ מאשר תמיכה של anrs עבור ההתחברות (aap 2016 1), הארגון האירופי לביולוגיה מולקולרית embo עבור ההתחברות (LT 834 2017), תוכנית מימון ההפעלה “באושטיין” של הפקולטה לרפואה של אוניברסיטת Ulm (lsbn. 0147) ו הגרמני forschans544/1 1 gealllllllllllll
Materials
| 10 meshes steel grid – 1910 µm | Dutscher | 198586 | To put in the cell strainer Cellector |
| 60 meshes steel grid – 230 µm | Dutscher | 198591 | To put in the cell strainer Cellector |
| 70 µm white ClearLine cell strainers | Dutscher | 141379C | |
| Anios Excell D detergent | Dutscher | 59852 | Detergent |
| Antibiotic solution, 100x | Thermo Fisher | 15140122 | 100 U/mL Penicilium and 100 μg/mL Streptomycin – to add to culture media |
| BD FalconTM Round-Bottom Tubes, 5 mL | BD Biosciences | 352063 | FACS Tubes |
| Cell strainer Cellector, 85 mL and 37 mm diameter | Dutscher | 198585 | |
| CellTiter-Glo (CTG) Luminescent Cell Viability Assay | Promega | G7572 | Viability assay |
| Centrifuge 5810 R | Eppendorf | ||
| Conical tubes Falcon 50 mL | Dutscher | 352070 | |
| Curved tweezers | Dutscher | 711200 | |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D2650 | |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (PBS) | Sigma-Aldrich | D8537 | Without calcium and magnesium |
| EnVision | PerkinElmer | Measures the luminescence | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | To add to culture media | ||
| Fluorescence labeles antibodies | See Table 1 | ||
| Glass Pestle | Dutscher | 198599 | |
| Hepes (1M) | Thermo Fisher | 15630056 | Use at 20 mM |
| Incubator | |||
| LEGENDplex Human Anti-Virus Response Panel | BioLegend | 740390 | Bead-based immunoassay |
| Lymphoprep | StemCell | 7801 | Density gradient medium |
| Mr. Frosty container | Thermo Fisher | 5100-0001 | Slow freezing container |
| Pierce 16% Formaldehyde (w/v), Methanol-free | Thermo Fisher | 28908 | |
| Resiquimod (R848) | InvivoGen | tlrl-r848 | TLR7/8 agonist |
| RPMI-1640 Medium | Sigma-Aldrich | R8758 | |
| SPL Cell Culture Dish, 150 x 25 mm (SPL150) | Dutscher | 330009 | |
| Surgical blade sterile N°23 | Dutscher | 132523 | |
| UltraComp eBeads Compensation Beads | Thermo Fisher | 01-2222-41 | |
| UltraPure 0.5M EDTA, pH 8.0 | Thermo Fisher | 15575020 | To make wash buffer in PBS |
Riferimenti
- Taylor, M. W. A History of Cell Culture. Viruses and Man: A History of Interactions. , 41-52 (2014).
- Scherer, W. F., Syverton, J. T., Gey, G. O. Studies on the propagation in vitro of poliomyelitis viruses. IV. Viral multiplication in a stable strain of human malignant epithelial cells (strain HeLa) derived from an epidermoid carcinoma of the cervix. The Journal of Experimental Medicine. 97 (5), 695-710 (1953).
- Jones, H. W. Record of the first physician to see Henrietta Lacks at the Johns Hopkins Hospital: History of the beginning of the HeLa cell line. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 176 (6), s227-s228 (1997).
- Cummins, J. E., et al. Preclinical Testing of Candidate Topical Microbicides for Anti-Human Immunodeficiency Virus Type 1 Activity and Tissue Toxicity in a Human Cervical Explant Culture. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 51 (5), 1770-1779 (2007).
- Abner, S. R., et al. A Human Colorectal Explant Culture to Evaluate Topical Microbicides for the Prevention of HIV Infection. The Journal of Infectious Diseases. 192 (9), 1545-1556 (2005).
- Introini, A., Vanpouille, C., Fitzgerald, W., Broliden, K., Margolis, L. Ex Vivo Infection of Human Lymphoid Tissue and Female Genital Mucosa with Human Immunodeficiency Virus 1 and Histoculture. Journal of Visualized Experiments. (140), e57013 (2018).
- Elmore, S. A. Enhanced Histopathology of Mucosa-Associated Lymphoid Tissue. Toxicologic Pathology. 34 (5), 687 (2006).
- Strioga, M. M., Dobrovolskiene, N. T. Dendritic Cells as Targets of Vaccines and Adjuvants. Immunopotentiators in Modern Vaccines. , 43-64 (2017).
- Bachert, C., Möller, P. Die Tonsille als MALT (mucosa-associated lymphoid tissue) der Nasenschleimhaut. Laryngo-Rhino-Otologie. 69 (10), 515-520 (1990).
- Perry, M., Whyte, A. Immunology of the tonsils. Immunology Today. 19 (9), 414-421 (1998).
- Perry, M. E. The specialised structure of crypt epithelium in the human palatine tonsil and its functional significance. Journal of Anatomy. 185, 111-127 (1994).
- Cesta, M. F. Normal Structure, Function, and Histology of Mucosa-Associated Lymphoid Tissue. Toxicologic Pathology. 34 (5), 599-608 (2006).
- Kaditis, A. G., et al. Obstructive sleep disordered breathing in 2-to 18-year-old children: diagnosis and management TASK FORCE REPORT ERS STATEMENT. European Respiratory Journal. 47, 69-94 (2016).
- Herbeuval, J. P., et al. HAART reduces death ligand but not death receptors in lymphoid tissue of HIV-infected patients and simian immunodeficiency virus-infected macaques. AIDS. 23 (1), 35-40 (2009).
- Herbeuval, J. P., et al. Differential expression of IFN-alpha and TRAIL/DR5 in lymphoid tissue of progressor versus nonprogressor HIV-1-infected patients. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (18), 7000-7005 (2006).
- Smith, N., et al. Control of TLR7-mediated type I IFN signaling in pDCs through CXCR4 engagement-A new target for lupus treatment. Science Advances. 5 (7), eaav9019 (2019).
- Lucas-Hourani, M., et al. Inhibition of pyrimidine biosynthesis pathway suppresses viral growth through innate immunity. PLoS Pathogens. 9 (10), e1003678 (2013).
- Kleiveland, C. R. Peripheral Blood Mononuclear Cells. The Impact of Food Bioactives on Health. , 161-167 (2015).
- Ban, Y. L., Kong, B. H., Qu, X., Yang, Q. F., Ma, Y. Y. BDCA-1+, BDCA-2+ and BDCA-3+ dendritic cells in early human pregnancy decidua. Clinical and Experimental Immunology. 151 (3), 399-406 (2008).
- Papaioannou, G., et al. Age-Dependent Changes in the Size of Adenotonsillar Tissue in Childhood: Implications for Sleep-Disordered Breathing. The Journal of Pediatrics. 162 (2), 269-274 (2013).
