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Análisis del ciclo celular: Evaluación de la proliferación de células T CD4 y CD8 después de su estimulación mediante tinción CFSE y citometría de flujo

Visión general

Fuente: Perchet Thibaut1,2,3, Meunier Sylvain1,2,3, Sophie Novault4, Rachel Golub1,2,3
1 Unidad de Linfinfoesis, Departamento de Inmunología, Instituto Pasteur, París, Francia
2 INSERM U1223, París, Francia
3 Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Cellule Pasteur, París, Francia
4 Flow Cytometry Platfrom, Citometría y Biomarcadores UtechS, Centro de Ciencias Traslacionales, Instituto Pasteur, París, Francia

El ciclo celular es un proceso universal de vida. Durante el ciclo celular, una célula sufre varias modificaciones para dividir en dos células hijas. Este mecanismo se produce a lo largo de la vida de un organismo en respuesta a sus necesidades. Las divisiones celulares y el desarrollo embrionario producen un organismo completo a partir de un cigoto unicelular. Durante la edad adulta, el ciclo celular es fundamental para muchos procesos biológicos críticos, como reparaciones de tejidos.

Los mecanismos de división celular son eventos estrechamente controlados donde la célula sufre modificaciones escalonadas antes de la división final. Las celdas que aún no están en el ciclo se describen como en la fase de brecha 0 (G0). Durante esta etapa la célula se considera en reposo. Cuando la célula comienza a ciclo, se reconocen cuatro fases distintas: Brecha 1 (G1), Síntesis (S), Brecha 2 (G2)y Mitosis (M). La fase G1 es un punto de control de los recursos necesarios por la célula para la síntesis de ADN. Luego, se produce la fase S, y se inicia la replicación de ADN, seguida de la interfase G2, otro punto de control que controla todos los elementos necesarios para que la célula se divida. Finalmente, la célula ingresa mitosis y se divide en dos células hijas.

La división celular es un parámetro muy informativo en muchos sistemas biológicos diferentes. En el campo de la inmunología, el análisis de la proliferación de leucocitos puede indicar el mecanismo de la respuesta inmunitaria. Otros dominios de investigación también se basan en el análisis del ciclo celular. Por ejemplo, el análisis del ciclo celular durante el desarrollo del tumor ha mejorado nuestra comprensión del cáncer.

Muchos colorantes fluorescentes ahora están disponibles para el seguimiento de la proliferación celular. Estos tendededes difieren en sus propiedades químicas y espectrales. Existen dos clases diferentes de colorantes: los colorantes proteicos se combinan permanentemente con las proteínas mediante la formación de un enlace covalente, y los colorantes de membrana se intercalan de forma estable dentro de las membranas celulares a través de fuertes asociaciones hidrofóbicas. Los estudios in vitro e in vivo de la proliferación de células inmunitarias por citometría de flujo se encuentran entre las aplicaciones más comunes de ambas clases de destenciones de seguimiento celular (1, 2).

CFSE (Carboxyfluorescein succinimidyl ester) es un tinte fluorescente que marca las células divisorias. Inicialmente, todas las células reciben la misma cantidad de tinte; dividiendo las células uniformemente dividir el tinte que recibieron entre sus dos células hijas. Por lo tanto, el ciclo celular puede ser seguido por la disminución progresiva de la intensidad del tinte en las células. La tinción CFSE es seguida por la citometría de flujo multiparamétrica convencional, una tecnología de alto rendimiento basada en fluorescencia que permite la caracterización fenotípica y funcional de las células en función de su grado de tinción CFSE (3).

En el siguiente experimento, evaluamos la proliferación de células CD4+ y CD8+ T in vitro,después de la estimulación CD3, utilizando tinción CFSE y citometría de flujo.

Procedimiento

1. Preparación

  1. Antes de comenzar, ponte guantes de laboratorio y la ropa protectora adecuada.
  2. Esterilice todas las herramientas de disección, primero con un detergente y luego con 70% de etanol y luego seque bien.
  3. Preparar 50 ml de la solución salina equilibrada de Hank (HBSS) que contiene un 2% de suero de becerro fetal (FCS).

2. Disección

  1. Usando un sistema de administración de dióxido de carbono, eutanasia el rat

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Resultados

En este experimento, seguimos la proliferación de células esplénicas CD4+ y CD8+ T en cultivo in vitro. Después de 3 días, no vimos fuerte proliferación en las células CD4+ y CD8+ T con o sin estimulación. Esto se puede ver en el panel superior de la Figura 2 donde los picos de CSFE no están disminuyendo. Sin embargo, después de 5 días, comenzamos a ver proliferación en ambas poblaciones, que es...

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Aplicación y resumen

Los ensayos de proliferación se utilizan a menudo en diferentes campos, como la inmunología, para determinar el grado de activación de las células. También se realiza en el diagnóstico oncológico para determinar la agresividad tumoral en pacientes. La tinción CFSE es una técnica útil para seguir la proliferación de las poblaciones de células inmunitarias a lo largo del tiempo. Otros métodos permiten la caracterización del ciclo celular. BrdU, un equivalente de CFSE se incorpora sólo en células divisorias....

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Referencias
  1. Lyons, A. B. and Parish, C. R. Determination of lymphocyte division by flow cytometry. Journal of Immunological Methods. 171 (1): 131-37, (1994).
  2. Lyons, A. B. Analyzing cell division in vivo and in vitro using flow cytometric measurement of CFSE dye dilution. Journal of Immunological Methods. 243 (1-2), 147-154, (2000).
  3. Quah, B. J., Warren H. S., and Parish, C. R. Monitoring lymphocyte proliferation in vitro and in vivo with the intracellular fluorescent dye carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester. Nature Protocols. 2 (9): 2049-56, (2007).
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0:02

Concepts

2:33

Preparation of Materials and Dissection

3:30

CFSE Staining and T-Cell Stimulation

5:16

Cell Staining

7:08

Data Analysis

9:05

Results

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