Described herein is a protocol to isolate and further study the infiltrating leukocytes of the decidua basalis and decidua parietalis – the human maternal-fetal interface. This protocol maintains the integrity of cell surface markers and yields enough viable cells for downstream applications as proven by flow cytometry analysis.
La grossesse est caractérisée par l'infiltration de leucocytes dans les tissus reproducteurs et à l'interface materno-fœtale (caduque basale et caduque pariétale). Cette interface est le site anatomique de contact entre la mère et de tissus foetaux; par conséquent, il est un site d'action immunologique au cours de la grossesse. Infiltrant leucocytes à l'interface materno-fœtale jouent un rôle central dans l'implantation, l'entretien de la grossesse, et le calendrier de livraison. Par conséquent, les caractérisations phénotypiques et fonctionnelles de ces leucocytes fourniront des renseignements sur les mécanismes qui conduisent à des troubles de la grossesse. Plusieurs protocoles ont été décrits dans le but d'isoler leucocytes infiltrant des caduque basale et parietalis caduque; Cependant, le manque de cohérence dans les réactifs, les enzymes, et les temps d'incubation, il est difficile de comparer ces résultats. Décrit ici est une nouvelle approche qui combine l'utilisation de diss mécaniques et enzymatiques doucestechniques de ociation de préserver la viabilité et l'intégrité des marqueurs intracellulaires et extracellulaires dans les leucocytes isolés à partir de tissus humains à l'interface materno-fœtale. Mis à part l'immunophénotypage, culture cellulaire, et le tri de cellules, les applications futures de ce protocole sont nombreuses et variées. À la suite de ce protocole, les leucocytes isolés peuvent être utilisés pour déterminer la méthylation de l'ADN, l'expression de gènes cibles, de fonctionnalité in vitro de leucocytes (par exemple, la phagocytose, la cytotoxicité, la prolifération des cellules T, et de la plasticité, etc.), et la production d'espèces réactives de l'oxygène à l'interface materno-fœtale. En outre, en utilisant le protocole décrit, ce laboratoire a été en mesure de décrire les leucocytes nouvelles et rares à l'interface materno-fœtale.
La grossesse est caractérisé par trois phases distinctes: une immunologiques) implantation et la placentation précoce associée à une réponse pro-inflammatoire (par exemple, implantation ressemble à un «plaie»); 2) le deuxième trimestre et la plupart du troisième trimestre de la grossesse, lorsque l'homéostasie immunitaire est atteint grâce à un état majoritairement anti-inflammatoire à l'interface materno-fœtale; et 3) la parturition, un état pro-inflammatoire 1-7. Les cellules immunitaires jouent un rôle important dans la régulation de la réponse inflammatoire à l'interface materno-fœtale où leur abondance et le changement de localisation pendant la grossesse 6-9.
Chez les humains, l'interface materno-fœtale représente une zone de contact direct entre la mère (caduque) et foetale (chorion ou trophoblaste) tissus. Cette interface comprend: 1) la caduque pariétale qui tapisse la cavité utérine ne sont pas couverts par le placenta et est en juxtapositionau laeve de chorion; et 2) les caduque basale, situé dans la plaque basale du placenta où il est envahi par les trophoblastes interstitiels 10 (Figure 1). L'intimité de ces zones de contact crée les conditions pour l'exposition du fœtus à l'antigénique immunitaire 11-13 du système maternelle. Sans surprise, les leucocytes comprennent jusqu'à 30 à 40% des cellules déciduales 8,9,14,15 en plus des cellules de type stromal typiques et les cellules glandulaires 8,14,16. Le rôle des leucocytes à l'interface materno-fœtale englobe de multiples processus qui incluent la limitation de l'invasion trophoblaste 17, le remodelage des artères spiralées 18,19, maintien de la tolérance maternelle 12,20, et l'initiation du travail 21-26. Les leucocytes à la fois de l'adaptation et des membres innée du système immunitaire, à savoir, les cellules T, les macrophages, les neutrophiles, les lymphocytes B, les cellules dendritiques et les cellules NK, ont été identifiés dans les tissus déciduales, et leurIl a été démontré proportions et l'état d'activation de varier spatialement et temporellement pendant toute la gestation 6-10,12,14,24,27-30. Perturbations dans la population et / ou de la fonction des leucocytes sont associés à un avortement spontané 31, 32 pré-éclampsie, une restriction de croissance intra-utérin 32,33 et 7,24 travail prématuré. Par conséquent, l'étude des caractéristiques phénotypiques et la fonctionnalité des leucocytes à l'interface materno-fœtale humaine facilitera l'élucidation des voies immunologiques surexprimés dans les troubles de la grossesse.
Un des outils les plus puissants utilisés pour déterminer le phénotype et les propriétés fonctionnelles de leucocytes est la cytométrie de flux, une technologie qui permet l'analyse quantitative de plusieurs paramètres simultanément 34-36. Pour analyser les leucocytes par cytométrie de flux, l'isolement des leucocytes dans une suspension à cellule unique est nécessaire. Par conséquent, un procédé pour séparer l'infiltration leukocytes de l'interface materno-fœtale est nécessaire pour étudier leur propriétés phénotypiques et fonctionnels.
Plusieurs méthodes ont été décrites pour isoler les leucocytes de l'interface materno-fœtale humaine 10,14,25,27,37-39. Alors que certains appliquent désagrégation mécanique 10,25,27,38, d'autres utilisent la digestion enzymatique 37,40 pour la dissociation des tissus. Parce que la désagrégation mécanique produit un rendement plus faible et la viabilité réduite 41, et la dissociation enzymatique peut affecter la viabilité et la surface de la cellule marqueur rétention 42, le procédé décrit ici combine dissociation mécanique douce avec prétraitement enzymatique pour augmenter le rendement des leucocytes isolés sans compromettre la viabilité des cellules. Une combinaison de méthodes similaire a été démontrée comme étant efficace dans la séparation de leucocytes à partir des tissus déciduales à l'interface materno-fœtale 39. Par conséquent, le protocole décrit ici implique mécadésagrégation nique avec un dissociateur automatique de tissu qui augmente la cohérence tout en économisant du temps et de la main-d'œuvre par rapport à hachage traditionnel avec des scalpels opposées, lames de rasoir, des ciseaux chirurgicaux ou 10,28. L'enzyme choisie pour la dissociation des tissus était Accutase. Contrairement à la collagénase utilisée par 43, 44 dispase, la trypsine et 45, Accutase (une solution de détachement cellulaire) combine à la fois des activités protéolytique et collagénolytiques général qui contribuent à la dissociation efficace et doux 46,47. Après dissociation, les leucocytes sont enrichies à partir de la population totale des cellules déciduales par centrifugation en gradient de densité. Différents milieux de gradient de densité ont été utilisés précédemment, le plus commun qui sont Percoll (une suspension de particules de silice colloïdale) 48 et Ficoll (un polymère de saccharose avec un poids moléculaire synthétique de haute) 49. L'efficacité supérieure de l'isolement par le polymère de saccharose a été previoisa nt montré 50, et le protocole décrit ici encore prouve que ce média de gradient de densité produit une pureté suffisamment élevé de leucocytes mononucléaires.
Par conséquent, le protocole décrit ici combine la désagrégation du tissu mécanique avec un dissociateur automatique de tissu, la digestion enzymatique avec une solution de détachement de la cellule, et la séparation des leucocytes avec un milieu de gradient de densité (1,077 + 0,001 g / ml) pour isoler les leucocytes à partir de tissus déciduales humaines. Ce protocole a été prouvé pour préserver les antigènes de surface des cellules ainsi que la viabilité des cellules. Les leucocytes isolés peuvent être utilisés pour de multiples applications qui comprennent immunophénotypage avec la cytométrie de flux et des études fonctionnelles in vitro.
Caractérisation des propriétés fonctionnelles et phénotypiques de l'infiltration des leucocytes à l'interface materno-fœtale humaine est essentielle pour la compréhension des mécanismes immunitaires qui conduisent à des troubles de la grossesse. Plusieurs techniques ont été décrites pour isoler les leucocytes de l'interface materno-fœtale humaine pendant la grossesse 10,14,25,28,37,42,43. Cependant, chacune de ces techniques est distinct, met en oeuvre des enzymes ou des combinaisons …
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par l'Eunice Kennedy Shriver Institut national de la santé infantile et le développement humain, NIH / DHHS. Ce travail a également été soutenue, en partie, par l'Initiative de l'Université Wayne State périnatale en maternelle, périnatale et santé de l'enfant. Nous tenons à remercier Maureen McGerty (Wayne State University) pour ses lectures critiques du manuscrit.
Dissection | |||
Sterile dissection tools: surgical scissors, forceps, and fine-tip tweezers | Any vendor | 20012-027 | |
1X phosphate buffered saline (PBS) | Life Technologies | (1X PBS) | |
Large and small Petri dishes | Any vendor | ||
Dissociation | |||
Accutase | Life Technologies | A11105-01 | (cell detachment solution) |
Sterile 2 mL safe-lock conical tubes | Any vendor | ||
50 mL conical centrifuge tubes | Any vendor | ||
100 µm cell strainers | FALCON/Corning | 352360 | |
5 mL round bottom polystyrene test tubes | Any vendor | ||
Transfer pipettes | Any vendor | ||
C tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | |
Cell Culture | |||
RPMI culture medium 1640 | Life Technologies | 22400-089 | (1X) (10% FBS and 1% P/S) |
Plastic chamber slides | Thermo Scientific | 177437 | |
Incubator | Thermo Scientific Corporation | HEPA Class 100 | |
Water bath | Fisher Scientific | ISOTEMP 110 | |
Cell counter | Nexelcom | Cellometer Auto2000 | |
Microscope | Olympus | Olympus CKX41 | |
Cell Separation | |||
MS columns | Miltenyi Biotec | 130-042-201 | |
Cell separator | Miltenyi Biotec | 130-042-109 | |
30μm pre-separation filters | Miltenyi Biotec | 130-041-40 | |
Multistand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
15mL safe-lock conical tubes | Any Vendor | ||
MACS buffer | (0.5% bovine serum albumin, 2mM EDTA and 1X PBS) | ||
Reagents | |||
FcR Blocking | Miltenyi Biotec | 130-059-901 | (Fc Block) |
Anti-human cell surface antigen antibodies | BD Biosciences | (Table 1) | |
Bovine serum albumin | Sigma | A7906 | |
LIVE/DEAD viability dye | BD Biosciences | 564406 | |
Lyse/Fix buffer | BD Biosciences | 346202 | |
FACS buffer | (1% BSA, 0.5% Sodium Azide, and 1X PBS) | ||
Staining buffer | BD Biosciences | 554656 | |
Trypan Blue solution 0.4% | Life Technologies | 15250-011 | |
Ficoll | GE Healthcare | 17-1440-02 | 20% density gradient media |
Additional Instruments | |||
Incubator with shaker | Thermo Scientific | MAXQ 4450 | |
Flow cytometer | BD Biosciences | LSR-Fortessa | |
Centrifuge | Beckman Coulter | SpinChron DLX | |
Vacuum system | Any vendor | ||
Automatic tissue dissociator | Miltenyi Biotec | gentleMACS Dissociator |