Detecção e enriquecimento da Rare células B antígeno-específica para a análise do fenótipo e função

Diluição limitante análise de frequência do precursor de células secretoras de anticorpos sugerem que as células B reactivas a um antigénio particular ocorre tipicamente a uma frequência de 0,05 a 0,005% no repertório normal, dependendo do estado de vacinação e tamanho / número de epítopos presentes no antigénio. A baixa frequência destas células tornou difícil para estudar alterações do seu estatuto durante o desenvolvimento de respostas imunitárias, tais como a seguir a vacinação ou a exposição a um antigénio estranho, ou durante o desenvolvimento da auto-imunidade. Anteriormente, os investigadores assumiram isolamento das células B de antigénio reactivo usando técnicas que vão desde a placas revestidas com antigénio ou adsorventes de coluna, para reajuste de glóbulos vermelhos revestidos com o antigénio, a célula de triagem ^{1, 2, 3, 4, 5, 6} fluorescência-activado. though estas técnicas têm tido êxito na identificação e isolamento de células de antigénio-reactivo B, os resultados variaram em termos de rendimento, pureza e escalabilidade. Recentemente, desenvolveram um novo método para detectar e enriquecer subpopulações de linfócitos B raros usando nanopartículas magnéticas. O método permite o enriquecimento com um rendimento relativamente elevado e pureza a partir de grandes populações de partida, e é compatível com a análise das respostas ao antigénio. Por enriquecimento de populações de células em suspensão, o método elimina restrições que estão associadas com a geometria de placas ou colunas revestidas com antigénio, e o rendimento limite. Finalmente, uma vez que as células enriquecidas permanecem associadas com o antigénio e um repórter fluorescente, que pode ser adicionalmente purificado por separação por FACS. Tal como aqui descrito, temos usado esta abordagem para o estudo de células B de sangue tétano toxóide-reactivo periféricos antes e após a imunização de seres humanos, assim como células B auto-antigénio de reactivo de pacientes com diversas autoidistúrbios mmune, incluindo diabetes do tipo 1, doença de Graves e doença de Hashimoto ^7. O método funciona igualmente bem no ratinho e humano, e é compatível com a análise de células de antigénio-reactivo B a partir de uma variedade de tecidos (manuscrito em preparação).

No seu formato básico, células mononucleares de sangue periférico são primeiro incubadas com o antigénio biotinilado, juntamente com anticorpos para antigénios de superfície celular necessárias para a análise fenotípica. Esta etapa de rotulagem é seguida pela lavagem e fixação, e adição de estreptavidina acoplada a medida de corante-vermelho fluorescente para a detecção das células de ligação biotinilado-antigénio (Figura 1). Estudos anteriores identificaram as células B específicas do antigénio de um modo semelhante, mas utilizando antigénios directamente conjugado com um fluorocromo ^{8, 9, 10, 11.} Embora esta seja uma dignaabordagem, a utilização de antigénios biotinilados em conjugação com estreptavidina permite uma maior amplificação de sinal (por conseguinte, uma melhor diferenciação de células não-ligação e de ligação), em particular quando os antigénios são pequenos ^{12, 13, 14.} Uma consideração adicional é a utilização de estreptavidina em vez de avidina desglicosilada devido estreptavidina é, diminuir a ligação não específica. Além disso, usamos corante vermelho-distante-fluorescente como fluorocromo, devido à sua fotoestabilidade, rendimento quântico (brilho), e seu pequeno tamanho (~ 1,3 kDa). Fluorocromos proteínas, como ficoeritrina (~ 250 kDa) e aloficocianina (~ 105 kD) ¹⁵ não são ideais porque eles potencialmente conter muitos epítopos antigênicos. A utilização de um pequeno composto orgânico corante fluorescente de um único epítopo, tal como corante vermelho-distante-fluorescente, reduz a complexidade da população de células isoladas.

Uma vez que as células são biotinilados-Antigen e adsorvido dye-estreptavidina far-vermelho-fluorescente, eles são enriquecidos usando nanopartículas magnéticas corante conjugado anti-far-vermelho-fluorescente. Nanopartículas individuais não são detectados pela maior parte dos citómetros de fluxo e, portanto, não necessitam de ser removidos antes da purificação por separação por FACS e ensaios a jusante ^16. selecção magnética para células B específicas do antigénio enriquece a população de interesse, eliminando o tempo e custo da triagem eventos raros usando um citómetro de fluxo.

Abaixo, mostramos resultados representativos de enriquecimento de células tétano-específicas do toxóide B de um assunto antes e sete dias após a imunização com toxóide tetânico reforço. Nós escolhemos esta aplicação particular como um exemplo para demonstrar a capacidade do presente método para o enriquecimento de células B específicas de antigénio seguintes aguda na estimulação in vivo. Quando acoplada com citometria de fluxo, este método é capaz de enriquecer e diferenciação específica de antigénio naïve, memória, ecélulas plasmablast B e permite ao pesquisador acompanhar as mudanças em sua freqüência ao longo do tempo. Além disso, incluir um outro ensaio a jusante possível, por exemplo, um ensaio ELISPOT, o que demonstra que as células conservam a capacidade de segregar anticorpos após o enriquecimento. Outra aplicação do presente método pode envolver a transferência adoptiva de células enriquecidas em um hospedeiro. Nós mostramos anteriormente células de manter a capacidade para actuar como antigénios das células para as células T específicas de antigénio seguintes isolamento e transferência apresentando (dados não mostrados). Assim, há uma série de ensaios a jusante possíveis que podem ser acopladas com o método, que em conjunto informa a compreensão da resposta imunitária específica do antigénio. Nós descrevemos o método abaixo, incluindo controles para determinar o rendimento global, pureza, especificidade celular, e dobre-enriquecimento.