Apresentamos aqui um protocolo otimizado para o ensaio de micronúcleos em bloqueio de citocinese em amostras criopreservadas de sangue total. Este método otimizado de criopreservação de sangue total para análise de micronúcleos é uma técnica confiável para amostragem em larga escala e estudos multicêntricos e pode ser usado para outros ensaios relacionados ao sangue também.
O ensaio in vitro de citocinese-bloco de micronúcleos (CBMN) é uma técnica amplamente utilizada em pesquisas radiobiológicas, dosimetria biológica, estudos de genotoxicidade e testes de radiossensibilidade in vitro . Este método citogenético baseia-se na detecção de micronúcleos em células binucleadas resultantes de fragmentos cromossômicos retardados durante a divisão celular. Amostras de sangue total fresco são o tipo de amostra preferido para o ensaio CBMN. No entanto, as desvantagens de trabalhar com amostras de sangue fresco incluem o processamento imediato após a coleta de sangue e o número limitado de análises repetidas que podem ser realizadas sem amostragem extra de sangue.
Como a necessidade de amostras de sangue fresco pode ser logisticamente desafiadora, o ensaio CBMN em amostras criopreservadas de sangue total seria de grande vantagem, especialmente em estudos em larga escala com pacientes. Este trabalho descreve um protocolo para congelar amostras de sangue total e realizar o ensaio CBMN nessas amostras de sangue congelado. Amostras de sangue de voluntários saudáveis foram congeladas e descongeladas em diferentes momentos e, em seguida, submetidas a um protocolo modificado de ensaio de micronúcleos. Os resultados demonstram que este procedimento otimizado permite a realização do ensaio CBMN em amostras de sangue congelado. O protocolo de criopreservação descrito também pode ser muito útil para outros ensaios citogenéticos e uma variedade de ensaios funcionais que requerem proliferação de linfócitos.
Desde sua descoberta, o uso da radiação ionizante (RI) tem sido motivo de debate entre os pesquisadores devido aos seus efeitos adversos sobre os seres vivos. O efeito prejudicial geralmente se manifesta por danos ao DNA, como quebras de fita dupla (DSBs), e a falha no reparo desses DSBs leva a aberrações cromossômicas e mutações, que são importantes características do câncer 1,2. Tais aberrações cromossômicas podem ser examinadas por ensaios citogênicos, como o ensaio de micronúcleo em bloqueio de citocinese (CBMN). Micronúcleos são fragmentos cromossômicos retardatários que não podem ser incorporados aos núcleos filhas e, portanto, são deixados para trás durante a mitose.
O CBMN é uma técnica citogenética confiável e comumente utilizada para avaliar danos cromossômicos em indivíduos expostos à radiação ionizante in vivo ou in vitro. Sangue total fresco ou células mononucleares isoladas do sangue periférico (PBMCs) podem ser usadas no ensaio CBMN. O sangue total fresco é principalmente o material biológico de escolha, uma vez que o isolamento e o processamento de CMSP podem ser demorados e são acompanhados por uma perda de plasma sérico que atua como meio de suporte para a sobrevivência e crescimento celular. Para alcançar um bom rendimento de células binucleadas, o sangue total fresco deve ser processado imediatamente após a coleta. No entanto, a necessidade de processamento imediato pode ser logisticamente desafiadora durante restrições de tempo. Além disso, quando se supõe que muitas amostras sejam adquiridas por um período prolongado ou coletadas em pontos distantes dos centros de processamento, o armazenamento de amostras de sangue fresco pode ser um fator limitante 3,4.
Além disso, para permitir a análise repetida de NM no mesmo indivíduo/paciente, o congelamento de amostras de sangue seria benéfico. Uma forma de armazenar linfócitos para posterior aplicação do ensaio CBMN é por meio do congelamento de CMSP isoladas 5,6. Essa técnica, no entanto, requer várias etapas de processamento antes que as PBMCs possam ser congeladas. Portanto, a criopreservação de sangue total representaria uma alternativa simples e eficiente em termos de tempo para a criopreservação de CMSP isoladas. Apenas um trabalho relata o uso de sangue total criopreservado para análise de metáfase7.
Como a criopreservação de sangue total ofereceria muitas vantagens no campo do biomonitoramento, biodosimetria e avaliação da radiossensibilidade, nosso grupo otimizou um protocolo de criopreservação para sangue total que permite a aplicação do ensaio CBMN8. Demonstramos que os linfócitos presentes nas hemoculturas criopreservadas mantêm sua integridade genômica e capacidade de proliferação por pelo menos 1 ano. Neste trabalho, descrevemos detalhadamente o procedimento de criopreservação e o protocolo de ensaio CBMN, que foi otimizado por Beyls et al.8, e relatamos os achados obtidos para amostras de sangue congelado de 30 indivíduos saudáveis. Para o ensaio CBMN, as hemoculturas foram irradiadas in vitro com doses de 0,5, 1 e 2 Gy para avaliar a resposta de MN em linfócitos de amostras de sangue total criopreservado.
O protocolo modificado para a aplicação do ensaio CBMN é uma maneira relativamente fácil e conveniente de armazenar amostras de sangue a granel. O procedimento descreve todos os detalhes minuciosos, mas importantes, que precisam ser cuidados durante a criopreservação e o ensaio CBMN. Outros protocolos de laboratório normalmente usam 10% de DMSO na mistura de congelamento, enquanto nossa mistura de congelamento contém 20% de DMSO juntamente com 80% de FCS7. Como essa mistura de congelamento é adicionada em volumes iguais à amostra de sangue total, a concentração final também é de 10% de DMSO. Para melhorar a taxa de sobrevivência celular e estimular a divisão celular, adicionamos 1% de piruvato de sódio e 0,1% de beta-mercaptoetanol ao meio de cultura completo (cRPMI). Isso está de acordo com o protocolo de cultura celular estabelecido pelo nosso grupo de pesquisa 6,8.
Embora o problema da aglomeração celular durante o descongelamento não pudesse ser resolvido completamente neste protocolo, a segregação celular foi melhor do que os outros protocolos convencionais. Em vez da adição consistente e abrupta de meios de cultura para recuperar as células após o descongelamento, obtivemos melhores resultados quando PBS pré-aquecido (37 °C) foi adicionado gota a gota durante as etapas de lavagem. Essa melhora ajuda na redução do estresse celular e minimiza a aglomeração com uma alta recuperação comprovada das células. Além disso, nenhuma diferença clara na viabilidade celular pôde ser observada quando PBS foi usado sobre RPMI. Foi validado pelo grupo que a duração do período de criopreservação (até 1 ano) não afetará o rendimento de NM, tanto em amostras irradiadas quanto em não irradiadas 6,8. Estudos sugerem que a boa viabilidade celular e a proliferação de CMSP podem ser alcançadas com o congelamento gradual a baixas temperaturas (nitrogênio líquido), seguido da adição gradual de meio pré-aquecido durante o descongelamento10,11. Pesquisadores mostraram que as subpopulações de linfócitos T no sangue total descongelado são comparáveis àquelas observadas em CMSP descongeladas12. Além disso, está comprovado que os subtipos celulares recuperados de amostras criopreservadas de sangue total são semelhantes aos observados em amostras de sangue total fresco13,14.
Se examinarmos os resultados indicativos obtidos no relato, veremos que o aumento linear quadrático com a dose (Figura 3) está de acordo com outros relatos da literatura sobre micronúcleos induzidos por transferência linear de energia (LET)15,16. A variabilidade nos rendimentos de NM observada nas amostras de sangue total criopreservado (Tabela 1) está em linha com a relatada para hemoculturas a fresco 8,17,18. O protocolo aqui descrito foi validado em sangue total fresco e criopreservado de 20 voluntários sadios8. O índice de divisão nuclear (NDI), importante parâmetro de proliferação celular observado nesserelato8, foi concordante com o sugerido para sangue total fresco19,20. Em conjunto, este protocolo otimizado de criopreservação de sangue total e ensaio de micronúcleo modificado proporciona um melhor rendimento celular e, portanto, a adaptação deste protocolo é recomendada para avaliações de radiossensibilidade. Uma vez que a reprodutibilidade do protocolo já foivalidada8, sugere-se sua aplicabilidade em estudos de larga escala e multicêntricos.
The authors have nothing to disclose.
Os autores gostariam de agradecer a L. Pieters, T. Thiron e G. De Smet pelo suporte técnico. Agradecemos a todos os voluntários que doaram sangue para o estudo. O trabalho foi financiado pela Fundação de Pesquisa – Flandres (FWO) sob Grant (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 |