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Hemos desarrollado mejoras y actualizado métodos para el ensayo monocito-monocapa (MMA) existente, en el que se utilizan macrófagos para ayudar a predecir mejor la relevancia clínica de los aloanticuerpos de glóbulos rojos en medicina transfusional e inmunología. Este ensayo se denomina ensayo de monocitos-macrófagos (M-MA).
Derivados de los monocitos de la médula ósea, los macrófagos son grandes células inmunitarias innatas que desempeñan un papel importante en la eliminación de células muertas, desechos, células tumorales y patógenos extraños. La capacidad fagocítica de los monocitos frente a los macrófagos es un concepto que no se entiende bien. Aquí, nuestro objetivo es examinar una diferencia en la fagocitosis de los monocitos frente a los macrófagos, concretamente los macrófagos M1/M2, frente a varios glóbulos rojos opsonizados utilizando una versión modificada y actualizada del ensayo de monocapa de monocitos (MMA) establecido. Las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) se aislaron de los abrigos leucocitarios de donantes. Utilizando monocitos purificados, se produjeron macrófagos inflamatorios M1 y antiinflamatorios M2 mediante cultivo in vitro y polarización. Las células M1/M2 se recolectaron y se utilizaron en un ensayo similar a MMA, al que nos referimos como M-MA, para descifrar la fagocitosis clínicamente significativa de varios anticuerpos de glóbulos rojos. Un índice fagocítico (IP) > 5 se consideró fagocitosis clínicamente significativa con el uso de monocitos. Un índice fagocítico (IP) > 12 se consideró fagocitosis clínicamente significativa con el uso de macrófagos M1/M2. Los macrófagos M2 demuestran una mayor capacidad para fagocitar los glóbulos rojos opsonizados en comparación con los monocitos y los M1. El mismo anticuerpo débil (anti-S) produce una fagocitosis significativa con solo macrófagos M2 (PI = 43) pero no con M1 (PI = 2) o monocitos (PI = 0), y esto se demostró repetidamente utilizando varios anticuerpos. El uso de macrófagos M2 en lugar de monocitos puede permitir resultados más precisos, ya que estas células son más fagocíticas, lo que ofrece una mayor relevancia clínica al ensayo. Otros estudios con diferentes anticuerpos contra los glóbulos rojos, incluida la validación del ensayo de monocitos y macrófagos (M-MA) con anticuerpos que tienen significado clínico conocido, pueden mostrar que la M-MA es más útil para ayudar a predecir los aloanticuerpos de glóbulos rojos clínicamente significativos y las reacciones a las transfusiones. Este método hará avanzar el campo de la medicina transfusional y la inmunología.
La predicción de las reacciones transfusionales sigue siendo un reto importante en el campo de la medicina transfusional. Durante las últimas 4 décadas, el ensayo monocapa de monocitos (MMA), iniciado por Tong y Branch 1,2, ha servido como un valioso ensayo celular in vitro para predecir el resultado clínico de la hemólisis en pacientes con transfusiones de sangre1. De hecho, este ensayo ha sido fundamental para distinguir entre anticuerpos de glóbulos rojos (RBC) clínicamente significativos e insignificantes2. Si bien los monocitos han sido tradicionalmente el leucocito estándar utilizado en este ensayo, nuestra investigación tiene como objetivo explorar los beneficios potenciales del uso de macrófagos derivados de monocitos como alternativa. Estas células pueden mejorar la capacidad de los ensayos para evaluar la relevancia clínica de los aloanticuerpos de los glóbulos rojos.
En el MMA histórico, los monocitos, que son los precursores de los macrófagos, las células inmunitarias responsables de la eliminación y destrucción de los glóbulos rojos durante una reacción adversa a la transfusión, se introducen en un ensayo in vitro junto con los glóbulos rojos y los anticuerpos 1,2,3,4,5,6,7 . A continuación, la fagocitosis se evalúa visualmente mediante el recuento de glóbulos rojos fagocitados dentro de los monocitos. Un índice fagocítico (IP) de < 5 glóbulos rojos fagocitados por cada 100 monocitos contados indica que el paciente tiene un riesgo reducido de experimentar una reacción adversa a la transfusión, y el anticuerpo se considera clínicamente insignificante 4,5,6,7. Los experimentos preliminares demuestran que el uso de monocitos derivados de la sangre periférica puede no ser ideal para determinar la importancia clínica, ya que tienen una capacidad fagocítica más baja que los monocitos activados y ciertos macrófagos.
Los monocitos son un subconjunto de células que se encuentran en la sangre, el bazo y la médula ósea y representan el 10% del total de leucocitosen los seres humanos. Estas células suelen circular durante 1-2 días antes de ser reclutadas por diferentes tejidos, donde pasan a diferenciarse en macrófagos8. Esto suele ocurrir durante la hematopoyesis, en la que la médula ósea produce monocitos que se liberan a la circulación para convertirse en macrófagos tisulares que residen en el bazo yel hígado. Conocidos como la primera línea de defensa contra patógenos extraños, los macrófagos son grandes células mononucleares fagocíticas que desempeñan un papel en la inmunidad adaptativa e innata9. Entre las intrincadas y complejas funciones del sistema inmunitario, la comprensión y caracterización de los fenotipos de los macrófagos presenta un desafío formidable que aún no se comprende completamente. En las últimas dos décadas, la noción de polarización de macrófagos ha obtenido un reconocimiento cada vez mayor, con estudios recientes que emplean el uso de la secuenciación de ARN de una sola célula para discernir el espectro en el que existen estos macrófagos.
Los macrófagos M1 y M1 activados clásicamente surgen en ambientes inflamatorios dominados por receptores tipo Toll (TLRs)10. Estas células pueden estar implicadas en enfermedades autoinmunes y arteriosclerosis y presentan marcadores de superficie como MHC-II, CD80 y CD8611,12. Los macrófagos antiinflamatorios M2 y M2 se encuentran en ambientes dominados por respuestas Th2, carecen de expresión de CD80 y presentan marcadores de superficie como CD209 y CD20611,12. Los macrófagos M1/M2 pueden cultivarse in vitro a partir de células mononucleares de sangre periférica, con lipopolisacáridos (LPS) y citocinas como GM-CSF e IFNγ (M1) y M-CSF e IL-4 (M2) estimulando su polarización10,12.
Este manuscrito y los estudios asociados tienen como objetivo demostrar que los macrófagos M2 exhiben una mayor sensibilidad a la fagocitosis en comparación con los macrófagos y monocitos M1. La investigación de la actividad fagocítica de los macrófagos M1/M2 frente a los monocitos en el contexto de los aloanticuerpos de glóbulos rojos y la medicina transfusional es un área que aún no se ha explorado. Aquí, describimos el trabajo actual en curso para la generación de macrófagos M1/M2 y comparamos el clásico ensayo de monocitos monocapa (MMA) con el nuevo ensayo de monocitos-macrófagos, utilizando el acrónimo M-MA para distinguir este ensayo de macrófagos del ensayo de monocitos, para mejorar el valor predictivo de los ensayos de fagocitosis in vitro .
Esta investigación se realizó de acuerdo con las directrices institucionales para la realización de investigaciones éticas con seres humanos. La aprobación ética fue otorgada por la Junta de Ética de Investigación de los Servicios Canadienses de Sangre (REB), aprobación CBSREB # 2023.008. Todos los pasos de este protocolo deben llevarse a cabo en una cabina de bioseguridad en condiciones estériles.
1. Aislamiento de las PBMC
2. Cultivo de macrófagos M1/M2
3. MMA con macrófagos M1/M2
Los resultados de la Figura 1 son consistentes con la literatura e indican una polarización exitosa de los macrófagos desde su estado M0 hasta su estado M1/M2 posterior. Los macrófagos M1 y M2 se cultivaron durante 8 días (6 días con factores de crecimiento y 2 días de polarización) y se probaron glóbulos rojos opsonizados anti-D o anti-k (Figura 2). Los macrófagos M2 muestran un alto índice fagocític...
Para garantizar el éxito del método, se deben seguir los siguientes pasos críticos: 1) polarización M1/M2 exitosa, 2) generación de la capa de macrófagos y control de RhD+ 3) cuantificación del índice fagocítico. Si bien nuestros métodos indican el uso de monocitos aislados para el cultivo celular, se pueden usar PBMC, pero recomendamos usar monocitos purificados. Se sabe que las PBMC contienen varios tipos de células, y estas células secretan múltiples citocinas y factores ...
Los autores no tienen nada que revelar.
Este trabajo cuenta con el apoyo y la financiación del Centro Canadiense de Servicios de Sangre para la Innovación en Toronto, Ontario. La investigación se lleva a cabo en el Centro de Investigación Keenan para Ciencias Biomédicas en el Hospital St. Michaels en Toronto, Ontario.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1X PBS, pH 7.4, without Ca2+/Mg2+ | Wisent Bioproducts | 311-425-CL | Store at 4 degrees or room temperauture |
AccutaseTM | STEMCELL Technologies | 7920 | Cell detachment solution |
ACK Lysis Buffer | STEMCELL Technologies | 07850, 07800 | Store at 4 degrees |
Anti-Human Globulin | NOVACLONE, Immunocor. | N/A | NOVACLONE Anti-igG for IAT testing |
Anti-Rh(D) (WinRho. SDF CDN) | Saol Therapeutics | 1003092 | Any commerical source of Rh immune globin will suffice |
Cell Scraper | UofT Medstore | 83.395 | cell detachement |
Cell Strainer 70uM nylon | Falcon | 352350 | filter of cells |
Chamber slide Nunc. Lab-TekTM II with Cover, RS Glass Slide Sterile | Thermo Fisher Scientific | 154534 | chamber slides for MMA |
Coverslips | VWR | 48393-081 | 24 x 50 mm |
Cytiva Ficoll Paque Plus, density 1.077 g/L | Thermo Fisher Scientific | 17-1440-03 | sepeation of PBMCS from whole blood; density gradient medium |
Elvanol Mounting Medium | N/A | N/A | Dulbecco’s PBS (D-PBS) without Ca2+/Mg2+, 15% (w/v) polyvinyl resin, and 30% (v/v) glycerine. |
Fresh whole blood (ACD tube) or Buffy coat | Canadian Blood Services | May rest at room tempruatre for up to 36 hours | |
Human Recombinant GM-CSF | STEMCELL Technologies | 78015.1 | Cytokine for polarization of M1 macrophages |
Human Recombinant IFN-gamma | STEMCELL Technologies | 78020 | Cytokine for polarization of M1 macrophages |
Human Recombinant IL-4 | STEMCELL Technologies | 78045.1 | Cytokine for polarization of M2 macrophages |
Human Recombinant M-CSF | STEMCELL Technologies | 78057.1 | Cytokine for polarization of M2 macrophages |
ID-CellStab | Bio-Rad | 005650 05740 | RBC cell storage/stabilization solution |
Isolation Medium | N/A | N/A | PBS Ca2+ and Mg2+ free + FBS 2% + 1mM EDTA |
Lipopolysaaracide (LPS) | Sigma Aldrich | L3024-5MG | Cytokine for polarization of M1 macrophages |
Methanol (100%) | N/A | N/A | Fixing of slides |
Monocyte Isolation Kit STEM-cells EasySep Human Monocyte Enrichment Kit without CD16 Depletion | STEMCELL Technologies | 19058 | Isolation of monocytes from PBMCs |
Poly-D-ysine | UofT Medstore | P6407 | Cell attachment solution |
Rh(D) positive R2R2 RBCs | Canadian Blood Services | N/A | Also commerically avaiable |
RPMI-1640 | Wisent Bioproducts | 350-000-CL | supplemented with 10% heat-inactivated FBS,1 mM GlutaMAX supplement, 1 mM HEPES, and 1%penicillin/streptomycin. Store at 4 degrees. |
Trypan Blue solution | Thermo Fisher Scientific | 15250061 | Cell counting solution |
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