פרוטוקול זה מתאר שיטה התמונה תושב גידולים הסתננות CD8 בתאי T עם נוגדנים fluorescently בשילוב בתוך אמבריולוגיה הגידול פרוסות תוויות. טכניקה זו מאפשרת ניתוחים בזמן אמת של נדידת תאים CD8 T באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית.
תא CD8 T הם שחקנים מרכזיים במאבק נגד סרטן. על מנת תאי CD8 T להרוג תאים סרטניים שהם צריכים להיכנס לתוך הגידול, להעביר בתוך microenvironment הגידול ולהגיב בצורה הולמת גידול אנטיגנים. ההתפתחות האחרונה של גישות הדמיה משופר, כגון פוטון 2 מיקרוסקופ, ושימוש של העכבר עוצמה הגידול דגמים יש לשפוך אור על חלק המנגנונים המווסתים פעילויות אנטי הגידול T cell. ואילו מערכות אלו סיפקו תובנות בעלות ערך, הם לא תמיד לחזות תגובות בני האדם. בשפת בני אדם, את הידע שלנו בתחום נובעת בעיקר תיאור של גידול קבוע דגימות בחולים אנושיים, כמו גם מחקרים במבחנה . עם זאת, במבחנה חסר את חצרו הגידול תלת-ממדיים מורכבים ומודלים, הם לפיכך, הערכות לא שלם של in vivo פעילויות תאי T. טריות פרוסות עשוי רקמת explanted מייצגים סביבת גידול רב תאית מורכבות שיכולות להתנהג כמו חוליה חשובה בין תרבותי משותף מחקרים בבעלי חיים. במקור להגדיר הלימפה מאתר1 , שתואר קודם לכן יופיטר בסעיף2, גישה זו יש עכשיו כבר משורבב גידולים אנושיים כדי לבחון את הדינמיקה של הן מצופה3 , כמו גם תאי T4תושב.
. הנה, עבור הכנת אמבריולוגיה הגידול פרוסות, immunostaining של תאי CD8 T וגידול תושב, מעקב של לימפוציטים מסוג CD8 T בתוך microenvironment הגידול באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית פרוטוקול המתואר. מערכת זו הוא ייחודי שמוקם למסך לסוכנים חיסוני הרומן העדפה נדידת תאים T בגידולים.
תאי CD8 T לשחק תפקיד מפתח בקרב נגד סרטן. עם זאת, רבים מדכאים מנגנון למנוע לימפוציטים מסוג T הורגים תאים ממאירים. במהלך השנים האחרונות, מספר אסטרטגיות מבטיח שחרור המעצורים של תאי T יש פותחה, המשמשים את המרפאה5. שתי הגישות לשמור תשומת לב רבה הן פילוח מחסום המערכת החיסונית נוגדנים, כגון טיפולים אנטי-PD-1 ואת המאמץ T cell. ובכל זאת, למרות ההצלחות האחרונות, רק תת-ערכה של חולים תועלת אלה טיפולים6. האתגר העיקרי הוא לזהות מנגנוני עמידות חיסוני סרטן כדי לפתח טיפולים יעילים יותר. אתגר נוסף הוא לפתח מודל מערכות ברומן אילו טיפולים יכולים להיות מאופיין ונבדק את האונות ואת הבטיחות. עד כה, רוב מבחני אלה מבוססים על במבחנה תא מערכות התרבות לקוי לחקות את המורכבות של רקמת הגידול.
Ex-vivo רקמות פרוסות הוא טכניקה מבטיח, זה שומר את microenvironment המקורי הרקמה7. במהלך השנים, הקמנו בגישה זו כדי לעקוב אחר הדינמיקה של לימפוציטים מסוג T ברקמות שונות. התוצאות שלנו מצביעים על כך fluorescently שכותרתו בתאי T הוסיף על גבי פרוסות מאתר הלימפה בבית השחי הצומת להעביר לתוך הרקמה להגיב שלהם המתאים רמזים microenvironmental1,2. באופן דומה, לימפוציטים מסוג T מעולף על פרוסות הגידול אמבריולוגיה מגויסים במהירות לתוך הגידול משתית3. בעזרת טכניקה זו, זיהינו את מטריצה חוץ-תאית כמרכיב חשוב בשליטה על הפצה של נדידה של תאי T בתוך גידולים אנושיים3,4. מאחר לטהר אופן הפעולה של ex-vivo מצופה בתאי T אינה משקפת בהכרח את אופן הפעולה של תושב intratumoral T לימפוציטים, לנו יש לאחרונה מעודן זה הגישה4.
כאן נתאר פרוטוקול כדי לעקוב אחר תושב לימפוציטים מסוג T בתוך פרוסות מחומרים טריים אמבריולוגיה גידולים. השלבים השונים מורכב הכנת פרוסות הגידול אמבריולוגיה (כולל הטבעה agarose vibratome חלוקתה של הרקמה מוטבע), צביעה של אנדוגני בתאי T עם נוגדנים פלורסנט הגידול טריות פרוסות, פיקוח על תאים אלה עם מיקרוסקופ קונפוקלי.
טכניקה פשוטה, מהירה, חזקה ליצירת פרוסות הגידול אמבריולוגיה והערכה של ההתנהגות דינמי של תאי CD8 T תושב בסביבת הגידול נשמר באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי מתואר. פרוטוקול זה הוא זיקוק של מאמר הקודם של יופיטר המתארת את הפיקוח על מצופה בתאי T לתוך הצומת לימפה מאתר פרוסות2.
יש לקחת בחשבון הלבנה של צבעי פלורסנט במיוחד עם צבעי הדור הראשון כמו fluorescein isothiocyanate ו- phycoerythrin. מצאנו כי photobleaching בולטת של נוגדנים ישירות מצמידים התרחשה עם מיקרוסקופ שני הפוטונים. לעומת זאת, photobleaching מינימלי היה לב עם מיקרוסקופ קונפוקלי, במיוחד באמצעות צבעי פלורסנט בהיר שפותחה לאחרונה.
נוגדנים הם מולקולות גדולות יחסית, ולכן שלהם חדירה לתוך הרקמה יכול להיות קשה. שלב זה ניתן לשפר על ידי הגדלת זמן הדגירה. בנוסף, השימוש קטן מכתים שברי Fab ריאגנטים כגון ישירות מצמידים נוגדנים מייצג חלופה טובה.
לכל הנוגדנים שמתואר פרוטוקול זה היה בעבר לאמת, ידוע לייצר מכתימים בהיר4. לכן, isotype הפקדים אינם נדרשים. עם זאת, אם שינויים בשיטה זו באמצעות נוגדנים אחרים הם הרצויה, ואז השימוש isotype שליטה נוגדנים מומלץ מאוד.
מערכת ניסויית זו מציגה מספר מגבלות. ההליך חיתוך יגרום נזק רקמת, אשר עשוי להשפיע על ההתנהגות של תאי CD8 T, במיוחד סמוך לפני השטח לחתוך. בנוסף, מספר גורמים מסיסים (למשל נוגדנים) תפקיד חשוב בשליטה על ההעברה של תאי T יכול להיות אבוד. דרך אחת לעקוף את הבעיות הללו היא על-ידי ניטור בתאי T הממוקם ב כמה עשרות מיקרונים מפני השטח באזורים ככל הנראה בריא של הרקמה. ניסויים שפורסמו לחשוף תאי T מקומי עמוק בתוך הרקמה להעביר באופן פעיל יותר מאשר בתאי T מקומי ליד משטח לחתוך4. השתמשנו מיקרוסקופ קונפוקלי ללימודי שלנו אבל סביר להניח כי מיקרוסקופ שני הפוטונים יגדיל את הרזולוציה המרחבית לעומק.
גישה זו נסמכת על השימוש של נוגדנים מצמידים fluorescently שאינם מולקולות נייטרלים. נוגדנים בגודל מלא רגישים ישפיע לתפקוד תקין של תאי T בדרכים שונות. ראשית, נוגדנים anti-CD8 יכול לשנות נדידת תאים T על ידי מפעילה של המפל איתות תאיים מסוגלים להשפיע על שלד של התא של לימפוציטים. שנית, נוגדנים anti-CD8 יכול לווסת את האינטראקציה בין CD8 MHC מחלקה אני מולקולות, שלב חשוב בתהליך זיהוי אנטיגן. השלישי, שלם ניתן לאגד נוגדנים לקולטנים Fc שביטאו רבים התאים מיאלואידית מבוזרת בגידול ורגישה לכן להגדיל את האות לא ספציפית. אין לנו שום אינדיקציה כזו בעיה מושפעות הנתונים שלנו, כנראה בגלל Fc קולטני התאים מיאלואידית תושב, בניגוד תאים בתרבות, רוויים immunoglobulins מתנה בתוך חצרו הגידול. אכן, התוספת של סרום במהלך ההליך תיוג, תהליך חוסמות רצפטורים Fc חינם, לא השתנו ההכתמה חיסונית. בכל זאת, שברי Fab של נוגדנים, ללא אזור Fc, כמו גם נוגדנים מוטציה באזור שלהם Fc, נגזר גמליים נוגדן שברי8 מייצגים אחרים אסטרטגיות אלטרנטיביות כדי לעקוב אחר תאים תושב עם פלורסנט המשדרים.
בעשורים האחרונים, מספר דגם מערכות יש פותחה, המשמש את הדמיה בזמן אמת של לימפוציטים מסוג T. אלה כוללים את ההכנות במבחנה של תאים בעבר מטוהרים, תרבותי עם אנטיגן בתאי T. הכנות אפשרו התקדמות נפלאה בהגדרת על מנגנוני זיהוי אנטיגן ואת ההיענות. עם זאת, היעדר למורכבות הסביבה רקמות. תכשירים אחרים הוקמו יותר מקרוב לחקות את המבנה של רקמה מקורית. לקבלת דוגמאות, מטריצות ג’ל קולגן תלת מימדי שבו תאים T מזוכך להיות מוטבע, כמו גם התרבות של רקמת reaggregated שברי שימשו כדי לפקח על התנהגות דינמית של לימפוציטים מסוג T עם פלורסנט הדמיה טכנולוגיות9 . מערכות אלו מציגים את היתרון של ארכיטקטורה קרוב הרקמה הטבעית, אך היעדר גורמים חשובים אחרים התאית ולא מסיסים. עכבר, מיקרוסקופ שני הפוטונים intravital ננקטה כדי לעקוב אחר תאים T בסביבה באמת פיזיולוגיים של איברים שלמים10. עם זאת, גישה כזו קשה מבחינה טכנית להגדיר. בנוסף, הדגמים העכבר מראים הבדלים בולטים עם הפיזיולוגיה האנושית.
בטכניקה המתוארת פרוטוקול זה מייצג סביבת גידול רב תאית מורכבים זה ממוקם באופן ייחודי כדי לשמש חוליה חשובה בין תרבות משותפת מחקרים בבעלי חיים.
הפרוטוקול המתואר במסמך זה יכול לשמש גם עבור מעקב אחר על תנועתיות של תאים אחרים מאשר לימפוציטים מסוג CD8 T שעבורו נוצרו נוגדנים. יתר על כן, הטכניקה ניתן להתאים האנושי וגידולים מאתר ורקמות אחרות. למשל, היינו מסוגלים תמונה בזמן אמת הדינמיקה של תאים B המסומנות עם נוגדן anti-CD19 ב השקדים האנושי טריים.
בטכניקה המתוארת פרוטוקול זה מאפשר למסך מולקולות טיפולית שליטה תא T תנועתיות ברקמות. הנגישות של מערכת התרבות מאפשרת להחיל כמה ריאגנטים תרופתי ולבדוק את ההשלכות שלהם על נדידת תאים T. זה מקובל לחשוב כעת, גידול גידולים, תאי CD8 T התערוכה העברה נמוך שומן מופחתת אנשי קשר עם גידול תאים11. חשוב, נוכחות נדיר של תאי T באזורים תא הגידול מזוהה עם תוצאה גרועה, ונחשב לאחד מנגנוני ההתנגדות על חיסוני סרטן T מבוססי תאים. מספר מכשולים הגבלת תאים T מעבר גידולים זוהו כולל מטריצה חוץ-תאית צפופה. במובן זה, הזיהוי של מולקולות אפשרות לשחזר תא T תנועתיות ואינטראקציה עם תאים ממאירים מייצג שלב חשוב חיסוני סרטן. במחקר הקודם, מצאנו כי הפירוק החלקי של קולגן עם collagenase, בחריפות. מוחל על פרוסות אמבריולוגיה, משפרת את הקשר של תאי T עם תאים סרטניים.
בסופו של דבר, האפשרות לשמור על גידול אנושי פרוסות בתרבות עבור עד מספר ימים7,12,13 מציע מספר יישומים מבטיחים לטווח של תאי T וחיסוני.אולם, היציבות של מערכת מודל במהלך תרבות לטווח ארוך היא פרמטר חשוב זה צריך להיות מוערך ביסודיות.
קבלת רקמה טריים ובריאים מהווה גורם קריטי כדי לייצר איכות פרוסות עם immunostaining טוב של תאי CD8, תאים סרטניים ורכיבים סטרומה. לשמור את הביופסיה הגידול ב 4 ° C לפני עיבוד היא קריטית.
הטיפול של פרוסות עם מלקחיים בסדר מייצג צעד קריטי נוסף בתוך פרוטוקול זה. זו צריכה להתבצע בקפידה רבה כפי agarose יכולה להיפגע בקלות. חתך על agarose תסכן את החותם שנעשו על ידי הדיסקית פלדת אל-חלד וכתוצאה מכך דליפה של הנוגדן המכיל פתרונות.
The authors have nothing to disclose.
אנחנו רוצים להודות פייר Bourdoncle, תומאס גילברט של קוצ’ין הדמיה המתקן (Institut קוצ’ין, פריז) עבור ייעוץ וסיוע עם מיקרוסקופ. עבודה זו נתמך בחלקה על ידי מענקים le חדר מרווח וחדיש ליגה צרפתית נאסיונאל סרטן, על ידי CARPEM (Cancer Research ללימודי רפואה אישית), על ידי דה פראנס של Fondation על ידי אופק 2020 תכנית האיחוד האירופי מחקר וחדשנות תחת גרנט ההסכם לא 667980 (קראט).
Upright confocal microscope | Leica | The use of a spinning disk confocal is recommended | |
Imaris software | Bitplane | This sofware is used for visualization of images and tracking of T cell migration | |
Vibratome | Leica | VT1200S | |
Fine Forceps | World Precision Instruments | 14142 | |
30 mm Culture inserts | Millipore | PICM0RG50 | |
Roswell Park Memorial Institute (RPMI) medium, GlutaMAX Supplement | ThermoFisher | 61870010 | Complete RPMI-medium is made by adding 10 % heat-inactivated fetal calf serum and Penicillin/streptomycin |
Phosphate-buffered saline (PBS) | ThermoFisher | 20012019 | |
Hanks’ Balanced Salt Solution (HBSS) | Invitrogen | 14170088 | |
Low gelling temperature Agarose, type VII-A | Sigma-Aldrich | A0701 | |
Non-toxic butyl Cyanoacrylate Glue, Vetbond | 3M | 1469 | |
Slice anchors, 19.7 diameter, 2 mm spacing threads | Warner Instruments | 64-1415 | |
Stainless steel washers, 5 mm of inner diameter | Amazon | B004K1FDGQ | |
BV605-conjugated anti-CD8 (clone SK1) | BD Biosciences | 565289 | |
FITC-conjugated anti-EpCAM (clone HEA-125) | Miltenyi Biotec | 130-098-113 | |
BV510-conjugated anti-CD90 (clone 5E10) | Biolegend | 328125 | |
4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | ThermoFisher | D1306 |