Nous décrivons ici un protocole pour isoler des sous-ensembles de précurseurs des lymphocytes B du sang de cordon ombilical. Une quantité suffisante et de qualité des acides nucléiques peut être extrait des cellules et utilisées dans des essais ultérieurs en utilisant l'ADN ou de l'ARN.
Sang du cordon ombilical est fortement enrichie en cellules souches hématopoïétiques à différentes phases de l'engagement lignée. Nous avons élaboré un protocole pour isoler précurseur de cellules B à quatre différents stades de différenciation. Parce que les gènes sont exprimés et les modifications épigénétiques se produisent d'une manière spécifique d'un tissu, il est essentiel de distinguer les tissus et types cellulaires afin d'être en mesure d'identifier les modifications dans le génome et l'épigénome qui peuvent conduire à l'apparition de la maladie. Ce procédé peut être adapté à n'importe quel type de cellule présente dans le sang du cordon ombilical, à tout stade de différenciation.
Cette méthode comporte 4 étapes principales. Tout d'abord, les cellules mononucléées sont séparées par centrifugation par densité. Deuxièmement, les cellules B sont enrichis en utilisant des anticorps conjugués biotine qui reconnaissent et enlever les cellules B non à partir des cellules mononucléées. Tiers les cellules B sont marqués par fluorescence avec des anticorps spécifiques des protéines de surface cellulaire à des stades différentsdu développement des cellules B. Enfin, les cellules marquées par fluorescence sont triés et populations individuelles sont récupérés. Les cellules récupérées sont en quantité et qualité suffisantes pour être utilisés dans des dosages d'acides nucléiques en aval.
Afin d'identifier les aberrations qui sont présents dans la maladie, il est extrêmement important que nous utilisions les tissus sains ou des cellules qui correspondent au type de tissus ou de cellules touchées par la maladie. Une raison à cela est que la variation épigénétique chez les types de tissus est responsable de la régulation de l'expression génique et est essentiel pour la différenciation cellulaire au cours du développement humain normal 1,2. Une deuxième raison est que la réglementation tissu aberrant gène spécifique peut avoir des conséquences désastreuses sur le développement normal et est connu pour contribuer à une multitude d'états pathologiques comme le cancer. Par conséquent, une meilleure compréhension d'une maladie qui implique des cellules hématopoïétiques nécessite la connaissance de saines cellules hématopoïétiques.
Le développement des cellules hématopoïétiques dans la moelle osseuse du produit au moyen d'un ordre systématique des événements, caractérisé par des changements dans l'expression de marqueurs de surface cellulaire 3. Les études portant sur les participants adultes ontmontré que la moelle osseuse contient généralement un faible nombre de cellules B précurseurs 4,5, alors que les études impliquant des participants pédiatriques ont montré que le pourcentage de précurseur de cellules B est relativement élevée chez les individus de moins de 5 ans d'âge de 6 ans. Le sang de cordon ombilical est utilisé comme source de cellules souches hématopoïétiques dans le traitement des troubles du sang et des tumeurs malignes liées, est facilement accessible par l'intermédiaire des banques de sang de cordon et est enrichie en B et les lymphocytes T immatures 7 qui sont des cellules cibles de troubles multiples, y compris la leucémie et lymphomes.
Précurseur de lymphocytes B dans la moelle osseuse ont été largement phénotypées 8,9 et peut être défini par la présence de certains marqueurs de surface cellulaire qui peut être utilisé pour trier ces cellules en sous-ensembles distincts. Normales produit de différenciation des cellules B à travers une série d'étapes dans la moelle osseuse en commençant par les premières cellules pro-B et culminant dans immatures ou cellules B naïves. Selonà van Zelm et ses collègues 10, cellules pro-B sont caractérisées par la présence de CD34 et de la transition vers la phase 2 (Pré-BI) CD19 est acquise. Cellules étape 3 (Pré-BII) ne expriment CD34 et commencent à exprimer des IgM cytoplasmique. Enfin, une caractéristique essentielle de l'étape 4 (immature des cellules B) est l'expression d'IgM de surface. La stratégie de tri décrite dans ce protocole a d'abord été décrite par Caldwell et ses collègues 6 et comprend l'utilisation de seulement 3 marqueurs de surface cellulaire, ce qui réduit considérablement la complexité et le coût de la réalisation d'expériences de tri cellulaire. Dans leur travail, une relation entre CD45 et les étapes de la différenciation des cellules B-a été mis en place. Ils ont observé que les lymphocytes B dans la moelle osseuse présentent des niveaux variables d'expression de CD45. Plus précisément, les cellules qui expriment des niveaux élevés de CD45 correspondent aux cellules qui expriment IgM de surface (cellules B immatures), ceux qui ont exprimé un niveau intermédiaire de CD45 correspondent aux cellules qui expriment cytoplasmic IgM (pré-BII cellules), et ceux qui expriment des niveaux faibles de CD45 correspondent à des cellules qui n'ont pas exprimé IgM cytoplasmique (pré-BI cellules). Ce protocole utilise la stratégie élaborée par Caldwell et ses collègues 6 à isoler des sous-ensembles de précurseurs des cellules B du sang de cordon ombilical (Figure 1) qui peuvent être utilisés dans des essais en aval nécessitant élevés d'acides nucléiques de qualité tels que le dosage méthylé CpG île de récupération (MIRA ) 11 et quantitatives en temps réel PCR. Le procédé emploie une séparation initiale en utilisant des billes magnétiques d'épuiser toutes les cellules non B provenant du sang de cordon ombilical et nécessite seulement la coloration avec 3 anticorps (CD34, CD19 et CD45). Les cellules qui sont récupérés représentent 4 étapes de la différenciation des cellules B-1) CD34 +; CD19 + (fin) pro-B et au début du pré-BI; 2) CD34 -, CD19 +, CD45 faible (fin pré-BI); 3) CD34 -; CD19 +; CD45 med (pré-BII), et 4) CD34 -; CD19 +; CD45 élevé (les cellules B immatures).
Le facteur ayant le plus d'impact sur le succès de ce protocole est la présence de contamination des débris. Si vous demandez le sang d'une banque de sang de cordon, il est important d'avoir le sang expédiés plus tôt possible après le prélèvement. En outre, des échantillons qui sont classés comme lymphocytose contenir un plus grand nombre de lymphocytes, mais ces échantillons n'ont pas un nombre suffisant de précurseur de cellules B et ne doit pas être utilisé. Pour augmenter la probabilité d'obtenir un nombre suffisant de cellules pour chacune des sous-ensembles de précurseurs que nous recommandons à commencer par au moins 85 ml de sang de cordon.
Il est important de noter que, contrairement aux adultes séparations du sang périphérique, lorsque le fractionnement du sang de cordon ombilical de la couche mononucléaire est souvent contaminée par les globules rouges 12. Ce protocole comprend une étape de lavage supplémentaire pour éliminer les plaquettes contaminantes. Protocoles décrivant les séparations mononucléées du sang de cordon suggérons d'inclure une étape de lyse to supprimer les indésirables globules rouges. Nous ne recommandons pas cette étape, car elle produit des débris contaminant et a un impact négatif sur le succès de ce genre de cellules.
Afin de réduire le nombre de cellules qui doivent être distinguées par cytométrie de flux, il est nécessaire d'effectuer un enrichissement de cellules B avant le tri de cellules. Le protocole fourni par Miltenyi Biotec, qui accompagne le kit d'isolation à cellules B (LLC-B), a été optimisé pour le sang périphérique et recommande l'utilisation de 10 pl B-CLL cocktail d'anticorps biotine pour 10 millions de cellules. Cette étape utilise des anticorps contre CD2 (cellules T, cellules NK), les cellules CD4 (cellules T), CD11b (granulocytes monocytes, les macrophages;), CD16 (cellules NK, macrophages, mastocytes), CD36 (plaquettes), CD235a (cellules érythroïdes) d'épuiser les cellules non-B dans le sang du cordon ombilical. Il est important d'utiliser le kit décrit et non le B-cellule d'isolement kit II parce que le kit contient ancienne un anticorps dirigé contre CD43 qui est présent sur les cellules pro-B. Lors de notre optimisation de ce protocole, nous avons constaté qu'un total de 40 ul de la LLC-B cocktail d'anticorps biotine est suffisante pour produire un résultat positif cellule genre. En outre nous avons trouvé que l'utilisation d'aussi peu que 5 ul plus du cocktail B-CLL biotine a eu des effets néfastes sur le genre de cellule. Par conséquent, nous recommandons fortement d'utiliser 40 pl de la LLC-B cocktail d'anticorps biotine pour le total du nombre de cellules mononucléaires entre 175 à 250.000.000. Si en commençant par un nombre plus ou moins élevés de cellules, il peut être nécessaire de mettre à l'échelle les réactifs en conséquence.
Il existe de nombreuses publications contradictoires décrivant les marqueurs qui peuvent être utilisés pour distinguer les sous-populations de cellules B. La plupart de l'écart peut être expliqué par le fait que la différenciation est un processus continu et que la présence ou l'absence de marqueurs de surface cellulaire se produit de manière progressive au lieu d'une manière tout ou rien. Dans ce protocole CD34 – / CD19 + et le niveau d'intensité de CD45 + (faible, l'expression moyenne, haute) a été utilisé pour distinguer pré-BI, BII et pré-cellules B immatures avec une augmentation de l'expression de CD45 niveau correspondant à la progression de la différenciation 6. Cellules pro-B ont été décrits par certains comme CD19 + / CD34 + 13 tandis que d'autres ont montré que les cellules pro-B sont CD19 – / CD34 + et les cellules pré-BI sont CD19 + / CD34 + 9,10. Sur la base de ces différences, nous avons désigné les CD19 + / CD34 + en fin cellules pro-B / BI début des pré-cellules. Il est important de noter que cette stratégie a été élaborée afin d'isoler des sous-ensembles de précurseurs des cellules B qui correspondent aux cellules touchées par la maladie leucémie lymphoblastique aiguë. Cependant, il existe plusieurs stratégies de tri qui peuvent être employés selon le sous-type de cellules d'intérêt.
Anticorps fluorochromes combinaisons doivent être choisis en fonction des capacités du trieur de cellules disponibles. En tant que genresl Etat, la plus brillante fluorochrome dans votre panneau devrait être utilisé pour étiqueter l'antigène moins peuplé et vice-versa. En détectant double-tachées populations, en particulier les événements rares comme celles-ci, la discrimination doublet (figure 2B) est une partie essentielle de la stratégie de déclenchement. Ceci garantit que les événements de double positives sont des cellules uniques véritablement colorées avec les deux anticorps et non pas seulement deux cellules colorées unique adhèrent les uns aux autres.
À grande vitesse, tri cellulaire à 4 voies crée nécessairement un environnement contrôlé aérosol. Par conséquent, en direct de tri cellulaire humaine doit être effectuée avec le plus grand soin. Publié consignes de sécurité et de décontamination sont disponibles et devraient être revus et mis en œuvre avant que le tri 14. L'approbation des comités institutionnels sur la biosécurité ou leurs équivalents peuvent être nécessaires avant le tri. Pour décontamination après le tri, l'eau de Javel doit être ajouté au conteneur de déchets à une concentration finale de 10%. Similarly, tous les tubes échantillons ainsi que toutes les surfaces dans la région immédiate doit être minutieusement décontaminé avec une solution javellisée à 10% fraîchement préparé.
En résumé, ce protocole prévoit une stratégie d'obtention de populations rares de précurseur de cellules B et peuvent être modifiées à isoler une population rare présent dans le sang du cordon y compris les cellules souches hématopoïétiques et les cellules T immatures. Récemment, des cellules B immatures ont été identifiées dans le sang périphérique d'individus à un stade avancé du VIH 15. Par conséquent, l'utilité de cette méthode s'étend au-delà de l'étude des cancers du sang. Enfin, nous n'avons pas encore réalisé isolement d'ARN sur les cellules d'écoulement triés, mais cette méthode devrait être adaptable à la mise en garde que pendant tri cellulaire des cellules doivent être triés directement dans Trizol ou une solution d'ARN équivalent compatible, tel que RLT du kit RNeasy disponibles par le biais Qiagen.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par le National Institutes of Health (NCI R00 CA132784) à l'AC
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
DPBS (1X) | Gibco by Life Technologies | 14190-144 | |
Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare Bio-Sciences AB | 17-1440-03 | |
LS Column | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
MACS Multi Stand | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
MidiMACS Separator | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
B-Cell Isolation Kit (B CLL) | MACS Miltenyi Biotec | 130-093-660 | |
Fetal Bovine Serum | ATLANTA Biologicals | S11195 | |
Microcentrifuge tube (1.5 ml) | MIDSCI | SS1500 | |
BD Pharmingen 7-AAD (7-Aminoactinomycin D) | BD Biosciences | 559763 | |
DB Pharmingen APC Mouse Anti-Human CD19 | BD Biosciences | 555415 | |
DB Pharmingen PE Mouse Anti-Human CD34 | BD Biosciences | 560941 | |
CD45 FITC | BD Biosciences | 347463 | |
autoMACS Rinsing Solution | MACS Miltenyi Biotec | 130-091-222 | |
MACS BSA Stock Solution | MACS Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
BD Falcon 5 ml Polystyrene Round-Bottom Tube | BD Biosciences | 352058 | |
BD Falcon 50 ml Tube | BD Biosciences | 352098 | |
PuraFlow Sheath Fluid, 8X | Beckman Coulter | CY30230 | |
FlowCheck Alignment beads | Beckman Coulter | 6605359 | |
Ultra Rainbow Alignment beads | Spherotech | URFP-30-2 | |
ViroSafe Aerosol Evacuation Filter | Beckman Coulter | ML01330 | |
ABC Mouse bead kit | Invitrogen | A-10344 | |
40 μm cell strainer | Fisher Scientific | 22363547 | |
Fisher Scientific Hemocytometer | Fisher Scientific | 267110 | |
Microscope | |||
accuSpin Model 3R Benchtop Centrifuge | Fisher Scientific | 13-100-516 | |
MoFlo XDP flow Cytometer | Beckman Coulter | ML99030 | |
Aerosol Evacuation Unit | Beckman Coulter |