Aquí presentamos un protocolo optimizado para el ensayo de micronúcleos de bloques de citocinesis en muestras de sangre entera criopreservadas. Este método optimizado de criopreservación de sangre entera para el análisis de micronúcleos es una técnica fiable para el muestreo a gran escala y los estudios multicéntricos, y también puede utilizarse para otros ensayos relacionados con la sangre.
El ensayo in vitro de micronúcleos de bloque de citocinesis (CBMN) es una técnica ampliamente utilizada en la investigación radiobiológica, la dosimetría biológica, los estudios de genotoxicidad y las pruebas de radiosensibilidad in vitro . Este método citogenético se basa en la detección de micronúcleos en células binucleadas resultantes de fragmentos cromosómicos rezagados durante la división celular. Las muestras de sangre entera fresca son el tipo de muestra preferido para el ensayo CBMN. Sin embargo, las desventajas de trabajar con muestras de sangre fresca incluyen el procesamiento inmediato después de la extracción de sangre y el número limitado de análisis repetidos que se pueden realizar sin una muestra de sangre adicional.
Dado que la necesidad de muestras de sangre fresca puede ser un desafío logístico, el ensayo CBMN en muestras de sangre entera criopreservadas sería una gran ventaja, especialmente en estudios de pacientes a gran escala. En este artículo se describe un protocolo para congelar muestras de sangre entera y realizar el ensayo CBMN en estas muestras de sangre congelada. Las muestras de sangre de voluntarios sanos se han congelado y descongelado en diferentes momentos y, a continuación, se han sometido a un protocolo de ensayo de micronúcleos modificado. Los resultados demuestran que este procedimiento optimizado permite la realización del ensayo CBMN en muestras de sangre congelada. El protocolo de criopreservación descrito también puede ser muy útil para otros ensayos citogenéticos y una variedad de ensayos funcionales que requieren linfocitos proliferantes.
Desde su descubrimiento, el uso de la radiación ionizante (IR) ha sido objeto de debate entre los investigadores debido a sus efectos adversos sobre los seres vivos. El efecto perjudicial suele manifestarse por daños en el ADN, como roturas de bicatenario (DSB), y la falta de reparación de estos DSB conduce a aberraciones cromosómicas y mutaciones, que son características importantes del cáncer 1,2. Estas aberraciones cromosómicas pueden examinarse mediante ensayos citogénicos, como el ensayo de micronúcleos de bloque de citocinesis (CBMN). Los micronúcleos son fragmentos cromosómicos rezagados que no pueden incorporarse a los núcleos hijos y, por lo tanto, quedan atrás durante la mitosis.
La CBMN es una técnica citogenética fiable y de uso común para evaluar el daño cromosómico en individuos expuestos a radiación ionizante in vivo o in vitro. En el ensayo CBMN se pueden utilizar células mononucleares de sangre entera fresca o células mononucleares aisladas de sangre periférica (PBMC). La sangre entera fresca es principalmente el material biológico de elección, ya que el aislamiento y el procesamiento de las PBMC pueden llevar mucho tiempo y se acompañan de una pérdida de plasma sérico que actúa como medio de apoyo para la supervivencia y el crecimiento celular. Para lograr un buen rendimiento de células binucleadas, la sangre entera fresca debe procesarse inmediatamente después de la recolección. Sin embargo, la necesidad de un procesamiento inmediato puede ser un desafío logístico durante las limitaciones de tiempo. Además, cuando se supone que muchas muestras deben adquirirse durante un período prolongado o recogerse en puntos alejados de los centros de procesamiento, el almacenamiento de muestras de sangre fresca puede ser un factor limitante 3,4.
Además, para permitir el análisis repetido de MN en el mismo individuo/paciente, sería beneficioso congelar las muestras de sangre. Una forma de almacenar linfocitos para su posterior aplicación del ensayo CBMN es mediante la congelación de PBMCs aisladas 5,6. Esta técnica, sin embargo, requiere varios pasos de procesamiento antes de que los PBMC puedan congelarse. Por lo tanto, la criopreservación de sangre entera representaría una alternativa simple y eficiente en el tiempo a la criopreservación de PBMC aisladas. Se dispone de poca información sobre el uso de sangre entera congelada para ensayos citogenéticos o ensayos que requieren la proliferación de linfocitos. Solo un artículo reporta el uso de sangre entera criopreservada para el análisis de metafase7.
Dado que la criopreservación de sangre total ofrecería muchas ventajas en el campo de la biomonitorización, la biodosimetría y la evaluación de la radiosensibilidad, nuestro grupo optimizó un protocolo de criopreservación de sangre total que permite la aplicación del ensayo CBMN8. Demostramos que los linfocitos presentes en cultivos de sangre total criopreservados conservan su integridad genómica y capacidad de proliferación durante al menos 1 año. En este artículo de métodos, describimos en detalle el procedimiento de criopreservación y el protocolo de ensayo CBMN, que fue optimizado por Beyls et al.8, y reportamos los hallazgos obtenidos para muestras de sangre congelada de 30 individuos sanos. Para el ensayo CBMN, los hemocultivos se irradiaron in vitro con dosis de 0,5, 1 y 2 Gy para evaluar la respuesta de MN en linfocitos de muestras de sangre entera criopreservadas.
El protocolo modificado para la aplicación del ensayo CBMN es una forma relativamente fácil y conveniente de almacenar muestras de sangre a granel. El procedimiento describe todos los detalles minuciosos pero importantes que deben tenerse en cuenta durante la criopreservación y el ensayo CBMN. Otros protocolos de laboratorio normalmente usan un 10% de DMSO en la mezcla de congelación, mientras que nuestra mezcla de congelación contiene un 20% de DMSO junto con un 80% de FCS7. Como esta mezcla de congelación se agrega en volúmenes iguales a la muestra de sangre total, la concentración final también es 10% de DMSO. Para mejorar la tasa de supervivencia celular y estimular la división celular, añadimos piruvato de sodio al 1% y beta-mercaptoetanol al 0,1% al medio de cultivo completo (cRPMI). Esto de acuerdo con el protocolo de cultivo celular establecido por nuestro grupo de investigación 6,8.
Aunque el problema de la aglomeración celular durante la descongelación no pudo resolverse completamente en este protocolo, la segregación celular fue mejor que los otros protocolos convencionales. En lugar de la adición constante y abrupta de medios de cultivo para recuperar las células después de la descongelación, obtuvimos mejores resultados cuando se agregó PBS precalentado (37 °C) gota a gota durante los pasos de lavado. Esta mejora ayuda a reducir el estrés celular y minimiza la aglomeración con una alta recuperación comprobada de células. Además, no se pudo observar una diferencia clara en la viabilidad celular cuando se utilizó PBS sobre RPMI. El grupo ha validado que la duración del período de criopreservación (hasta 1 año) no afectará los rendimientos de MN, tanto en muestras irradiadas como no irradiadas 6,8. Los estudios sugieren que se puede lograr una buena viabilidad celular y proliferación de PBMC con congelación gradual a bajas temperaturas (nitrógeno líquido), seguida de la adición gradual de medio precalentado mientras se descongela10,11. Los investigadores han demostrado que las subpoblaciones de linfocitos T en la sangre total descongelada son comparables a las observadas en las PBMC descongeladas12. Además, está comprobado que los subtipos celulares recuperados de muestras de sangre entera criopreservadas son similares a los observados en muestras de sangre total fresca13,14.
Si examinamos los resultados indicativos obtenidos en el informe, vemos que el aumento cuadrático lineal con la dosis (Figura 3) está de acuerdo con otros informes de la literatura sobre micronúcleos inducidos por transferencia lineal de energía (LET)15,16. La variabilidad en los rendimientos de MN observada en las muestras de sangre total criopreservada (Tabla 1) está en rango con la reportada para los cultivos de sangre total fresca 8,17,18. El protocolo descrito en detalle fue validado en sangre entera fresca y criopreservada de 20 voluntarios sanos8. El índice de división nuclear (NDI), que es un parámetro importante de la proliferación celular observado en ese relato8, estuvo de acuerdo con el sugerido para la sangre total fresca19,20. En conjunto, este protocolo optimizado de criopreservación de sangre total y ensayo de micronúcleos modificados proporciona un mejor rendimiento celular y, por lo tanto, se recomienda la adaptación de este protocolo para las evaluaciones de radiosensibilidad. Dado que la reproducibilidad del protocolo ya ha sido validada8, se sugiere su aplicabilidad en estudios a gran escala y multicéntricos.
The authors have nothing to disclose.
Los autores desean agradecer a L. Pieters, T. Thiron y G. De Smet por su apoyo técnico. Agradecemos a todos los voluntarios que donaron sangre para el estudio. El trabajo contó con el apoyo financiero de la Fundación de Investigación de Flandes (FWO) en el marco de una subvención (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 |