Nous présentons ici un protocole optimisé pour le dosage du micronoyau de blocage de la cytokinèse sur des échantillons de sang total cryoconservés. Cette méthode optimisée de cryoconservation du sang total pour l’analyse des micronoyaux est une technique fiable pour les prélèvements à grande échelle et les études multicentriques et peut également être utilisée pour d’autres tests sanguins.
Le test in vitro cytokines-block micronucleus (CBMN) est une technique largement utilisée dans la recherche en radiobiologie, la dosimétrie biologique, les études de génotoxicité et les tests de radiosensibilité in vitro . Cette méthode cytogénétique est basée sur la détection de micronoyaux dans des cellules binucléées résultant de fragments chromosomiques retardés lors de la division cellulaire. Les échantillons de sang total frais sont le type d’échantillon le plus privilégié pour le dosage CBMN. Cependant, les inconvénients de travailler avec des échantillons de sang frais comprennent le traitement immédiat après le prélèvement sanguin et le nombre limité d’analyses répétées qui peuvent être effectuées sans prélèvement sanguin supplémentaire.
Étant donné que le besoin d’échantillons de sang frais peut être un défi logistique, le dosage CBMN sur des échantillons de sang total cryoconservés serait d’un grand avantage, en particulier dans les études à grande échelle sur les patients. Cet article décrit un protocole de congélation d’échantillons de sang total et d’analyse CBMN sur ces échantillons de sang congelé. Des échantillons de sang de volontaires sains ont été congelés et décongelés à différents moments, puis soumis à un protocole d’analyse des micronoyaux modifié. Les résultats démontrent que cette procédure optimisée permet la performance du dosage CBMN sur des échantillons de sang congelés. Le protocole de cryoconservation décrit peut également être très utile pour d’autres tests cytogénétiques et une variété de tests fonctionnels nécessitant la prolifération des lymphocytes.
Depuis sa découverte, l’utilisation des rayonnements ionisants (IR) fait débat parmi les chercheurs en raison de ses effets néfastes sur les êtres vivants. L’effet néfaste se manifeste généralement par des dommages à l’ADN tels que des cassures double brin (DSB), et l’incapacité à réparer ces DSB conduit à des aberrations et des mutations chromosomiques, qui sont des caractéristiques importantes du cancer 1,2. De telles aberrations chromosomiques peuvent être examinées par des tests cytogéniques tels que le test du micronoyau à blocs de cytokinèse (CBMN). Les micronoyaux sont des fragments chromosomiques retardés qui ne peuvent pas être incorporés dans les noyaux filles et sont donc laissés pour compte pendant la mitose.
Le CBMN est une technique cytogénétique fiable et couramment utilisée pour évaluer les dommages chromosomiques chez les personnes exposées à des rayonnements ionisants in vivo ou in vitro. Du sang total frais ou des cellules mononucléées isolées du sang périphérique (PBMC) peuvent être utilisés dans le dosage CBMN. Le sang total frais est principalement le matériel biologique de choix, car l’isolement et le traitement des PBMC peuvent prendre beaucoup de temps et s’accompagnent d’une perte de plasma sérique qui agit comme un milieu de soutien pour la survie et la croissance des cellules. Pour obtenir un bon rendement en cellules binucléées, le sang total frais doit être traité immédiatement après le prélèvement. Cependant, la nécessité d’un traitement immédiat peut être un défi logistique lorsque les contraintes de temps sont limitées. De plus, lorsque de nombreux échantillons sont censés être prélevés sur une longue période ou prélevés à des points éloignés des centres de traitement, le stockage d’échantillons de sang frais peut être un facteur limitant 3,4.
De plus, pour permettre une analyse répétée de la MN chez la même personne ou le même patient, la congélation des échantillons de sang serait bénéfique. Une façon de stocker les lymphocytes pour une application ultérieure du dosage CBMN consiste à congeler des PBMC isolés 5,6. Cette technique nécessite toutefois plusieurs étapes de traitement avant que les PBMC puissent être congelés. Par conséquent, la cryoconservation du sang total représenterait une alternative simple et rapide à la cryoconservation des PBMC isolés. Peu d’informations sont disponibles concernant l’utilisation du sang total congelé pour les tests cytogénétiques ou les tests qui nécessitent la prolifération des lymphocytes. Un seul article fait état de l’utilisation de sang total cryoconservé pour l’analyse de la métaphase7.
La cryoconservation du sang total offrant de nombreux avantages dans le domaine de la biosurveillance, de la biodosimétrie et de l’évaluation de la radiosensibilité, notre groupe a optimisé un protocole de cryoconservation du sang total qui permet l’application du dosage CBMN8. Nous avons démontré que les lymphocytes présents dans les hémocultures de sang total cryoconservés conservent leur intégrité génomique et leur capacité de prolifération pendant au moins 1 an. Dans cet article sur les méthodes, nous décrivons en détail la procédure de cryoconservation et le protocole de dosage CBMN, qui ont été optimisés par Beyls et al.8, et rapportons les résultats obtenus pour des échantillons de sang congelé de 30 personnes en bonne santé. Pour le test CBMN, les hémocultures ont été irradiées in vitro avec des doses de 0,5, 1 et 2 Gy afin d’évaluer la réponse MN dans les lymphocytes d’échantillons de sang total cryoconservés.
Le protocole modifié pour l’application du dosage CBMN est un moyen relativement facile et pratique de stocker des échantillons de sang en vrac. La procédure décrit tous les détails minutieux mais importants qui doivent être pris en compte lors de la cryoconservation et du dosage CBMN. D’autres protocoles de laboratoire utilisent normalement 10 % de DMSO dans le mélange de congélation, tandis que notre mélange de congélation contient 20 % de DMSO et 80 % de FCS7. Comme ce mélange de congélation est ajouté en quantités égales à l’échantillon de sang total, la concentration finale est également de 10 % de DMSO. Pour améliorer le taux de survie cellulaire et stimuler la division cellulaire, nous ajoutons 1 % de pyruvate de sodium et 0,1 % de bêta-mercaptoéthanol au milieu de culture complet (cRPMI). Ceci est conforme au protocole de culture cellulaire établi par notre groupe de recherche 6,8.
Bien que le problème de l’agglutination des cellules lors de la décongélation n’ait pas pu être complètement résolu dans ce protocole, la ségrégation cellulaire était meilleure que les autres protocoles conventionnels. Au lieu d’un ajout constant et brutal de milieux de culture pour récupérer les cellules après décongélation, nous avons obtenu de meilleurs résultats lorsque du PBS préchauffé (37 °C) a été ajouté goutte à goutte pendant les étapes de lavage. Cette amélioration aide à réduire le stress cellulaire et minimise l’agglutination avec une récupération élevée prouvée des cellules. De plus, aucune différence claire dans la viabilité cellulaire n’a pu être observée lorsque le PBS était utilisé sur RPMI. Il a été validé par le groupe que la durée de la période de cryoconservation (jusqu’à 1 an) n’affectera pas les rendements en MN, tant dans les échantillons irradiés que dans les échantillons non irradiés 6,8. Des études suggèrent qu’il est possible d’obtenir une bonne viabilité cellulaire et une bonne prolifération des PBMC par une congélation graduelle à basse température (azote liquide), suivie d’un ajout progressif de milieu préchauffé pendant la décongélation10,11. Les chercheurs ont montré que les sous-populations de lymphocytes T dans le sang total décongelé sont comparables à celles observées dans les PBMC décongelés12. De plus, il est prouvé que les sous-types cellulaires récupérés à partir d’échantillons de sang total cryoconservés sont similaires à ceux observés dans les échantillons de sang total frais13,14.
Si nous examinons les résultats indicatifs obtenus dans le rapport, nous voyons que l’augmentation quadratique linéaire avec la dose (Figure 3) est en accord avec d’autres rapports de la littérature sur les micronoyaux induits par le transfert d’énergie linéaire (LET)15,16. La variabilité des rendements de MN observée dans les échantillons de sang total cryoconservés (tableau 1) est comparable à celle rapportée pour les hémocultures de sang total frais 8,17,18. Le protocole décrit en détail ici a été validé sur du sang total frais et cryoconservé de 20 volontaires sains8. L’indice de division nucléaire (NDI), qui est un paramètre important de la prolifération cellulaire observé dans ce rapport8, était en accord avec celui suggéré pour le sang total frais19,20. Pris ensemble, ce protocole optimisé de cryoconservation du sang total et le test de micronoyau modifié permettent d’obtenir un meilleur rendement cellulaire et, par conséquent, l’adaptation de ce protocole est recommandée pour les évaluations de radiosensibilité. Étant donné que la reproductibilité du protocole a déjà été validée8, il est suggéré de l’appliquer dans des études à grande échelle et multicentriques.
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs remercient L. Pieters, T. Thiron et G. De Smet pour leur soutien technique. Nous sommes reconnaissants envers tous les bénévoles qui ont donné du sang pour l’étude. Les travaux ont été soutenus financièrement par la Fondation pour la recherche en Flandre (FWO) dans le cadre d’une subvention (T000118N).
15 mL centrifuge tubes | Greiner | 188271 | |
24-well cell suspension plate | VWR | 734-2779 | |
96% alcohol | ChemLab | CL00.1807.2500 | |
Acetic acid | Merck life science | 8,18,75,52,500 | |
Acridine orange | Merck life science | 235474-5g | |
CaCl2 | Merck life science | C5670-100g | |
cover slips | VWR | 631-1365 | 22 x 50 |
Cryobox (Mr.Frosty) | Nalgene, Sigma Aldrich | ||
Cryovials 2ml | Novolab | A04573 | |
Cytochalsin B | Merck life science | C6762-10 | 10 mg |
Dimethyl sulphoxide (DMSO) | Merck life science | D4540-500ml | |
Fetal calf serum (FCS) | Thermo Fischer scientific | 10270-106 | |
Fixative 1 | Methanol/acetic acid/ringer in a ratio of 4:1:5 | ||
Fixative 2 | Methanol/acetic acid in a ratio of 4:1 | ||
GURR buffer | Thermo Fischer scientific | 10582013 | phosphate buffer (pH 6.8) |
KCl | Merck life science | 1,04,93,60,250 | 75 mM |
KH2PO4 | Merck life science | 1,04,87,30,250 | |
Li-heparin tubes | BD Life sciences | 367526-LH170 I.U. | BD Vacutainer |
Methanol | fisher scinetific | M/4000/17 | |
Na2HPO2 | Merck life science | 10,65,80,500 | |
NaCl | Merck life science | S7653-1kg | |
Object slides | VWR | MENZAA00000112E04 | |
Penicillin/Streptomycin | Thermo Fischer scientific | 15140-122 | 10,000 U/mL + 10,000 µg/mL |
Phytohemagglutinin (PHA-M) | Thermo Fischer scientific | 10576-015 | |
Ringer solution | contains NaCl, KCl, CaCl2 dissolved in distilled water | ||
RPMI-1640 | Thermo Fischer scientific | 52400041 | |
Silicon rubber adhesive sealent | collall | CF-100 | |
Sodium pyruvate | Thermo Fischer scientific | 11360039 | |
Sterile warm PBS (37 °C) | contains NaCl, Na2HPO2, KH2PO4 dissolved in distilled water | ||
β-mercaptoethanol | Thermo Fischer scientific | 31350-010 |