Rilevazione basata sull'immunocolorazione di alterazioni dinamiche nelle proteine dei globuli rossi

Riepilogo

Catturare i cambiamenti dinamici nell'attivazione proteica dei globuli rossi enucleati pone sfide metodologiche, come la conservazione dei cambiamenti dinamici agli stimoli acuti per una valutazione successiva. Il protocollo presentato descrive la preparazione del campione e le tecniche di colorazione che consentono la conservazione e l'analisi dei cambiamenti proteici rilevanti e la successiva rilevazione.

Abstract

La marcatura anticorpale delle proteine dei globuli rossi (RBC) è un metodo semi-quantitativo comunemente usato per rilevare cambiamenti nel contenuto proteico complessivo o alterazioni acute negli stati di attivazione delle proteine. Facilita la valutazione dei trattamenti con globuli rossi, la caratterizzazione delle differenze in alcuni stati patologici e la descrizione delle coerenze cellulari. Il rilevamento di un'attivazione proteica acutamente alterata (ad esempio, attraverso la meccanotrasduzione) richiede un'adeguata preparazione del campione per preservare modificazioni proteiche altrimenti temporanee. Il principio di base include l'immobilizzazione dei siti di legame bersaglio delle proteine RBC desiderate per consentire il legame iniziale di specifici anticorpi primari. Il campione viene ulteriormente elaborato per garantire condizioni ottimali per il legame dell'anticorpo secondario all'anticorpo primario corrispondente. La selezione di anticorpi secondari non fluorescenti richiede un trattamento aggiuntivo, compreso l'accoppiamento biotina-avidina e l'applicazione di 3,3-diaminobenzidina-tetracloridrato (DAB) per sviluppare la colorazione, che deve essere controllata in tempo reale al microscopio per fermare l'ossidazione, e quindi l'intensità della colorazione, in tempo. Per il rilevamento dell'intensità della colorazione, le immagini vengono scattate utilizzando un microscopio ottico standard. In una modifica di questo protocollo, può essere applicato invece un anticorpo secondario coniugato con fluoresceina, che ha il vantaggio che non è necessaria alcuna ulteriore fase di sviluppo. Questa procedura, tuttavia, richiede un obiettivo di fluorescenza collegato a un microscopio per il rilevamento della colorazione. Data la natura semi-quantitativa di questi metodi, è imperativo fornire diverse colorazioni di controllo per tenere conto delle reazioni anticorpali non specifiche e dei segnali di fondo. Qui, presentiamo sia i protocolli di colorazione che i corrispondenti processi analitici per confrontare e discutere i rispettivi risultati e vantaggi delle diverse tecniche di colorazione.

Introduzione

I globuli rossi (RBC) attraversano il sistema cardiovascolare per 70-140 giorni, con un'età media dei globuli rossi di circa 115 giorni ^1,2. I globuli rossi senescenti o danneggiati vengono rimossi dalla circolazione mediante eritrofagocitosi, un efficiente processo di compensazione guidato dai macrofagi³. La durata della vita predeterminata di queste cellule è una conseguenza della resa degli organelli cellulari, incluso il nucleo, i mitocondri e i ribosomi, durante la differenziazione e la maturazione⁴. Pertanto, i globuli rossi circolanti sono privi di un mecc....

Protocollo

I protocolli qui descritti sono in linea con la Dichiarazione di Helsinki e sono stati approvati dai comitati etici dell'Università tedesca dello sport di Colonia (16/09/2013) e dell'Università Griffith (2019/808). I volontari sono stati sottoposti a screening per garantire l'assenza di patologie rilevanti e hanno fornito il consenso informato scritto.

1. Colorazione delle proteine RBC utilizzando protocolli immunoistochimici

NOTA: un elenco dettagliato delle sostanze chimiche e dei materiali richiesti è fornito nella tabella dei materiali. Le sezioni seguenti descrivono la prepara....

Risultati

Il protocollo presentato, che descrive metodi che facilitano la rilevazione di alterazioni acute nelle proteine RBC, è stato testato su una ben nota alterazione proteica meccanicamente sensibile: la fosforilazione di RBC-NOS sul residuo di serina 1177. Il sangue intero è stato ottenuto da volontari sani e successivamente diviso in due aliquote separate. Un dato campione di sangue è stato esposto a sollecitazioni meccaniche di taglio di entità fisiologica (5 Pa) per 300 s, che in precedenza ha dimostrato di provocare .......

Discussione

La letteratura recente suggerisce altamente che la proteina RBC-NOS è di cruciale importanza per la regolazione della deformabilità dei globuli rossi 15,22,23^, che a sua volta facilita il loro passaggio attraverso capillari stretti ²⁴. L'attività proteica dipende fortemente dalle modificazioni proteiche post-traduzionali, in particolare dalla fosforilazione di alcuni residui¹⁸........

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
3,3′-Diaminobenzidin -tetrahydrochloride Hydrate	Sigma/Merck	D5637	DAB
Ammoniumchloride	Merck /Millipore	101145	NH4Cl
Centrifuge 5427 R	Eppendorf	5409000010
Coverslips	VWR	631-0147
di-sodium Hydrogen Phosphate Dihydrate	Merck /Millipore	106580	Na2HPO4. 2 H2O
Disposable transfer pipettes	VWR	612-6803
Entellan	Merck /Millipore	107961	rapid mounting medium for microscopy
Ethanol denaturated using 1 % methyl ethyl ketone (MEK)	Hofmann	642
Glucose-Oxidase	Sigma/Merck	G2133
Grease pencil	Dako	S 2002
Horse-radish peroxidase/ExtrAvidin−Peroxidase	Sigma/Merck	E-2886	HRP
Hydrochloric acid	Merck /Millipore	109057	HCl
Hydrogen peroxide, 30%	Merck /Millipore	107203	H2O2
ImageJ Software	Freeware
Laser-assisted optical rotational cell analyser (LORCA)	RR Mechatronics		Ektacytometer instrument used for shearing
Methanol	Merck /Millipore	106009
Microscope slides	VWR	630-1985
Nickel(II)-sulfate Hexahydrate	Sigma/Merck	N4882	NiSO4.6H2O
Normal Goat serum	Agilent/DAKO	X0907	NGS
Paraformaldehyde	Merck /Millipore	818715	PFA
Pipettes Eppendorf Reference 2	VWR	613-5836/ 613-5839
Rabbit Anti-phospho eNOS Antibody (Ser1177)	Merck/Millipore	07-428-I	Primary Antibody
Reaction tubes, 2ml	Eppendorf	30120094
Secondary Antibody goat anti rabbit	Agilent/DAKO	E0432	Secondary Antibody
Skim milk powder	Bio-Rad	170-6404
Sodium chloride	Merck /Millipore	106404	NaCl
Sodium Dihydrogen Phosphate Monohydrate	Merck /Millipore	106346	NaH2PO4.H2O
Sodium hydroxide, 1 M	Merck /Millipore	150706	NaOH
Tris(hydroxymethyl)-aminomethane	Merck /Millipore	108382	Tris
Trypsin	Sigma/Merck	T7409
Tween20	Merck /Millipore	822184
Whatman Glas microfiber filter, quality GF/F	Merck /Millipore	WHA1825047
Xylol	VWR Chemicals	2,89,73,465
ß-D-Glucose monohydrate	Merck /Millipore	14431-43-7