Summary

Avaliação de células auxiliares tolas e resposta do centro germinal durante a infecção pelo vírus da influenza A em camundongos

Published: June 27, 2020
doi:

Summary

Este artigo descreve protocolos de avaliação da resposta Tfh e GC B no modelo de camundongos de infecção por vírus influenza.

Abstract

As células T Follicular Helper (Tfh) são um subconjunto independente de células CD4+ T especializado em fornecer ajuda para o desenvolvimento do centro germinal (GC) e geração de anticorpos de alta afinidade. Na infecção pelo vírus da gripe, respostas robustas de células Tfh e GC B são induzidas para facilitar a erradicação eficaz do vírus, o que confere um modelo de camundongo qualificado para o estudo associado ao Tfh. Neste artigo, descrevemos protocolos na detecção de resposta imune básica associada ao Tfh durante a infecção pelo vírus da gripe em camundongos. Estes protocolos incluem: inoculação intranasal do vírus da gripe; coloração e análise da citometria de fluxo de células Tfh policlonais e antígenos, células GC B e células plasmáticas; detecção de imunofluorescência de GCs; ensaio imunosorbente ligado à enzima (ELISA) de anticorpo específico do vírus da influenza no soro. Esses ensaios basicamente quantificam a diferenciação e função das células Tfh na infecção pelo vírus da gripe, fornecendo ajuda para estudos em mecanismo de diferenciação e estratégia de manipulação.

Introduction

Na última década, inúmeros estudos foram focados no recém-identificado subconjunto de células CD4+ T, subconjunto de células Tfh, por suas funções essenciais no desenvolvimento do Centro Germinal (GC) B. Linfoma de célula B 6 (Bcl6), que é considerado principalmente como um repressor genético, é o fator definidor de linhagem das células Tfh para a evidência de que a expressão ectópica de Bcl6 é suficiente para impulsionar a diferenciação de Tfh enquanto a deficiência de Bcl6 resulta na diferenciação Tfh desaparecida1,2,3. Ao contrário de outros subconjuntos de ajuda CD4+ T que executam sua função de efeitos por migração para os locais de inflamação, as células Tfh fornecem ajuda da célula B principalmente na zona folicular de células B de baço e linfonodo. Moléculas co-estimulatórias ICOS e CD40L, desempenham papéis significativos na interação entre as células Tfh e GC B. Durante a diferenciação do Tfh, o ICOS transmite sinais necessários de células B coginadas e também atua como um receptor recebendo sinais de migração de células B espectadores para localização da zona de célula B4,5. CD40L é um mediador de sinais de células Tfh para proliferação e sobrevivência de células B6. Outro fator que desempenha o papel semelhante ao CD40L é o citocina IL21, que é principalmente secretado por células Tfh. O IL21 regula diretamente o desenvolvimento e a produção de células GC B de anticorpos de alta afinidade, mas seu papel na diferenciação do Tfh ainda é controverso7,8. PD-1 e CXCR5, que agora são mais utilizados na identificação de células Tfh na análise de citometria de fluxo, também desempenham papéis significativos na diferenciação e função deste subconjunto. CXCR5 é o receptor de quimiocina folicular de células B e media a localização de células Tfh em folículos de células B9. O PD-1 agora é identificado para não só ter a função de orientação folicular, mas também transmitir sinais críticos no processo de maturação de afinidade de afinidade de células GC B10. Com base nesses achados, avaliar a expressão dessas moléculas poderia basicamente refletir a maturação e função das células Tfh.

GC é uma estrutura microanatomical transitória induzida em órgãos linfoides secundários e altamente dependente das células Tfh, sendo assim uma leitura perfeita para avaliar a resposta Tfh. Em GC, após receber sinais mediados por citocinas e moléculas co-estimulantes, as células B estão sujeitas a troca de classe e hipermutação somática para gerar anticorpos de alta afinidade11. A troca diferencial da classe anticorpo ocorre no nicho diferencial de citocina, no qual il4 e IL21 induzem a troca de classe IgG1 enquanto IFNγ induz a comutação da classe IgG212. As células plasmáticas são os produtores de anticorpos secretos e são células terminais diferenciadas. Como as células Tfh, o desenvolvimento de células B em GC está associado à expressão dinâmica de muitas moléculas significativas. Com base no presente estudo, as células GC B podem ser identificadas como B220+PNA+Fas+ ou B220+GL7+Células Fas+ e células plasmáticas, em comparação com seus precursores, expressão de baixa regulação de B220 e expressão CD13813. Além disso, ambas as características podem ser detectadas na análise de citometria de fluxo e imunofluorescência, sendo assim a avaliação adequada da resposta gc.

Respostas celulares robustas e humorais são induzidas na infecção pelo vírus da gripe, com células Tfh e Th1 dominando a resposta celular CD4+ T14,o que o torna um modelo perfeito para o estudo de diferenciação de células Tfh. Influenza A/Porto Rico/8/34 H1N1(PR8), que é uma cepa comumente usada adaptado ao rato, é frequentemente utilizada neste estudo14,15,16. Aqui, descrevemos alguns protocolos básicos do ensaio relevante do estudo Tfh na infecção pelo vírus da gripe: 1) inoculação intranasal do vírus PR8; 2) células Tfh específicas de antígeno, células GC B e plasma e detecção de IL21 com citometria de fluxo; 3) visualização histológica de GC; 4) detecção de titulação de anticorpos específicas de antígeno em soro com ELISA. Esses protocolos fornecem as técnicas necessárias para novos pesquisadores no estudo associado ao Tfh.

Protocol

Os experimentos em animais foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais do Institut Pasteur de Xangai, China. Todos os experimentos foram realizados com base nos protocolos de animais aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais. NOTA: A infecção por vírus de camundongos e o isolamento de órgãos devem ser realizadas sob a condição DE ABSL2. 1. Inoculação do vírus da influenza PR8 e registro do peso dos …

Representative Results

Caracterização da morbidade do camundongo na infecção pelo vírus da gripeApós a infecção pelo vírus da gripe, os camundongos são menos ativos e anoréxicos devido à doença, que se reflete na perda de peso grave, sintoma comumente utilizado para monitorar a morbidade do camundongo19. Como mostrado na Figura 1a , camundongos infectados pelo vírus PR8 começaram a perder peso no dia 6, atingiram o maior nível de perda …

Discussion

Devido a funções especializadas no fornecimento de ajuda de células B para a geração de anticorpos de alta afinidade, as células Tfh têm sido extensivamente estudadas nos mecanismos de diferenciação e manipulação para fornecer novas estratégias para o desenho da vacina. A infecção pelo vírus da influenza induz respostas vigorosas das células Tfh e GC B, sendo assim um modelo apropriado para este campo de pesquisa. Neste artigo, descrevemos protocolos de infecção pelo vírus da gripe por inoculação int…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos aos funcionários das instalações de citometria de fluxo, instalações ABSL2 e instalações de animais SPF do Institut Pasteur de Xangai por sua ajuda técnica e conselhos. Este trabalho foi apoiado pelas seguintes bolsas: Programa de Pesquisa Prioritária Estratégica da Academia Chinesa de Ciências (XDB29030103), Programa Nacional de P&D da China (2016YFA0502202), Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (31570886).

Materials

Immunostaining of Tfh cells, NP-specific Tfh cells and Bcl-6
37% formaldehyde Sigma F1635
Anti-CD16/32 mouse Thermo Fisher Scientific 14-0161-86
APC-conjugated-IAbNP311-325 MHC class II tetramer NIH
Bcl-6 PE Biolegend 358504 clone:7D1
Biotin-CXCR5 Thermo Fisher Scientific 13-7185-82 clone: SPRCL5
CD4 Percp-eFluor 710 Thermo Fisher Scientific 46-0041-82 clone:GK1.5
CD44 eVolve 605 Thermo Fisher Scientifi 83-0441-42 clone:IM7
CD44 FITC Thermo Fisher Scientifi 11-0441-82 clone:IM7
CD62L FITC BD Pharmingen 553150 clone:MEL-14
ICOS BV421 Biolegend 564070 clone:7E.17G9
PD1 PE/Cy7 Biolegend 135216 clone:29F.1A12
Streptavidin BV421 BD Pharmingen 563259
Streptavidin PE BD Pharmingen 554081
Intracelluar staining of IL21
37% formaldehyde Sigma F1635
anti-human IgG Jackson ImmunoResearch Laboratories 109-605-098
Brefeldin A Sigma B6542
human FCc IL-21 receptor R&D System
ionomycin Sigma I0634
Live/Dead Fixable Aqua Dead Cell staining kit Thermo Fisher Scientific L34966
PMA Sigma P1585
Saponin MP 102855
GC B and plasma cells staining
B220 APC Thermo Fisher Scientific 17-0452-81 clone:RA3-6B2
CD138 PE BD Pharmingen 561070 clone:281-2
CD95 (FAS) PE/Cy7 BD Pharmingen 557653 clone:Jo2
IgD eFluor 450 Thermo Fisher Scientific 48-5993-82 clone:11-26c
PNA FITC Sigma L7381
Assay of HA-specific antibody titer with ELISA
PR8-HA Sino Biological 11684-V08H
BSA SSBC
Goat anti mouse Ig (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
Goat anti mouse IgM (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
Goat anti mouse IgG1 (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
Goat anti mouse IgG2b (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
Goat anti mouse IgG2c (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
TMB Substrate Reagent Set BD Pharmingen 555214
Histology
Alexa Fluor 555-Goat-anti rat IgG Life Technology A21434
anti-mouse IgD Biolegend 405702
biotinylated PNA Vector laboratories B-1075
dilute Alexa Fluor 488-streptavidin Life Technology S11223
normal goat serum SouthernBiotech 0060-01
Pro-long gold antifade reagent Thermo Fisher Scientific P3630
STREPTAVIDIN/BIOTIN blocking kit Vector laboratories SP-2002

Referências

  1. Johnston, R. J., et al. Bcl6 and Blimp-1 are reciprocal and antagonistic regulators of T follicular helper cell differentiation. Science. 325 (5943), 1006-1010 (2009).
  2. Nurieva, R. I., et al. Bcl6 mediates the development of T follicular helper cells. Science. 325 (5943), 1001-1005 (2009).
  3. Yu, D., et al. The transcriptional repressor Bcl-6 directs T follicular helper cell lineage commitment. Immunity. 31 (3), 457-468 (2009).
  4. Pedros, C., et al. A TRAF-like motif of the inducible costimulator ICOS controls development of germinal center TFH cells via the kinase TBK1. Nature Immunology. 17 (7), 825-833 (2016).
  5. Xu, H., et al. Follicular T-helper cell recruitment governed by bystander B cells and ICOS-driven motility. Nature. 496 (7446), 523-527 (2013).
  6. Lee, S. K., et al. B cell priming for extrafollicular antibody responses requires Bcl-6 expression by T cells. The Journal of Experimental Medicine. 208 (7), 1377-1388 (2011).
  7. Zotos, D., et al. IL-21 regulates germinal center B cell differentiation and proliferation through a B cell-intrinsic mechanism. The Journal of Experimental Medicine. 207 (2), 365-378 (2010).
  8. Vogelzang, A., et al. A fundamental role for interleukin-21 in the generation of T follicular helper cells. Immunity. 29 (1), 127-137 (2008).
  9. Ansel, K. M., et al. A chemokine-driven positive feedback loop organizes lymphoid follicles. Nature. 406 (6793), 309-314 (2000).
  10. Shi, J., et al. PD-1 Controls Follicular T Helper Cell Positioning and Function. Immunity. 49 (2), 264-274 (2018).
  11. Methot, S. P., Di Noia, J. M. Molecular Mechanisms of Somatic Hypermutation and Class Switch Recombination. Advanced ImmunoChemical. 133, 37-87 (2017).
  12. Crotty, S. Follicular helper CD4 T cells (TFH). Annual Review of Immunology. 29, 621-663 (2011).
  13. Calame, K. L. Plasma cells: finding new light at the end of B cell development. Nature Immunology. 2 (12), 1103-1108 (2001).
  14. Yoo, J. K., Fish, E. N., Braciale, T. J. LAPCs promote follicular helper T cell differentiation of Ag-primed CD4+ T cells during respiratory virus infection. The Journal of Experimental Medicine. 209 (10), 1853-1867 (2012).
  15. Leon, B., Bradley, J. E., Lund, F. E., Randall, T. D., Ballesteros-Tato, A. FoxP3+ regulatory T cells promote influenza-specific Tfh responses by controlling IL-2 availability. Nature Communications. 5, 3495 (2014).
  16. He, L., et al. Extracellular matrix protein 1 promotes follicular helper T cell differentiation and antibody production. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (34), 8621-8626 (2018).
  17. León, B., et al. Regulation of TH2 development by CXCR5+ dendritic cells and lymphotoxin-expressing B cells. Nature Immunology. 13 (7), 681-690 (2012).
  18. Wang, H., et al. The transcription factor Foxp1 is a critical negative regulator of the differentiation of follicular helper T cells. Nature Immunology. 15 (7), 667-675 (2014).
  19. Bouvier, N. M., Lowen, A. C. Animal Models for Influenza Virus Pathogenesis and Transmission. Viruses. 2 (8), 1530-1563 (2010).
  20. Miyauchi, K., et al. Protective neutralizing influenza antibody response in the absence of T follicular helper cells. Nature Immunology. 17 (12), 1447-1458 (2016).
  21. Rodriguez, L., Nogales, A., Martinez-Sobrido, L. Influenza A Virus Studies in a Mouse Model of Infection. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).
  22. Kitano, M., et al. Bcl6 protein expression shapes pre-germinal center B cell dynamics and follicular helper T cell heterogeneity. Immunity. 34 (6), 961-972 (2011).
  23. Yusuf, I., et al. Germinal center T follicular helper cell IL-4 production is dependent on signaling lymphocytic activation molecule receptor (CD150). The Journal of Immunology. 185 (1), 190-202 (2010).
  24. Sun, J., Dodd, H., Moser, E. K., Sharma, R., Braciale, T. J. CD4+ T cell help and innate-derived IL-27 induce Blimp-1-dependent IL-10 production by antiviral CTLs. Nature Immunology. 12 (4), 327-334 (2011).
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Citar este artigo
Wang, M., Huang, Y., Gu, W., Wang, H. Evaluation of T Follicular Helper Cells and Germinal Center Response During Influenza A Virus Infection in Mice. J. Vis. Exp. (160), e60523, doi:10.3791/60523 (2020).

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