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Method Article
Demonstramos um protocolo passo a passo para a investigação da função gênica em macrófagos residentes no tecido peritoneal in vivo, usando vetores lentivirais.
Os macrófagos residentes no tecido peritoneal têm amplas funções na manutenção da homeostase e estão envolvidos em patologias nos tecidos locais e vizinhos. Suas funções são ditadas por pistas microambientais; Assim, é essencial investigar seu comportamento em um nicho fisiológico in vivo . Atualmente, metodologias específicas de direcionamento de macrófagos peritoneais empregam modelos transgênicos de camundongos inteiros. Aqui, é descrito um protocolo para modulação in vivo eficaz da expressão de mRNA e pequenas espécies de RNA (por exemplo, microRNA) em macrófagos peritoneais usando partículas de lentivírus. As preparações de lentivírus foram feitas em células HEK293T e purificadas em uma única camada de sacarose. A validação in vivo da efetividade do lentivírus após injeção intraperitoneal revelou infecção predominante de macrófagos restritos ao tecido local. O direcionamento de macrófagos peritoneais foi bem-sucedido durante a homeostase e a peritonite induzida por tioglicolato. As limitações do protocolo, incluindo inflamação de baixo nível induzida pela administração intraperitoneal de lentivírus e restrições de tempo para experimentos potenciais, são discutidas. No geral, este estudo apresenta um protocolo rápido e acessível para a avaliação rápida da função gênica em macrófagos peritoneais in vivo.
Os macrófagos residentes no tecido (Mφ) são uma população heterogênea de células imunes fagocíticas que detectam e respondem a patógenos invasores 1,2. Além disso, desempenham um papel essencial no desenvolvimento, remodelação e manutenção da homeostase tecidual 1,3. Muitos tecidos Mφ derivam de progenitores do saco vitelino durante a embriogênese e persistem no tecido ao longo da vida 4,5. O fenótipo e as funções dessas células são ditados por interações colaborativas e hierárquicas de fatores de transcrição específicos e do microambiente local 6,7,8,9. Uma compreensão crescente dessa dependência aumenta a necessidade de métodos in vivo eficazes para manipulação gênica de Mφ dentro de seu nicho fisiologicamente relevante.
Os vetores lentivirais são uma ferramenta frequentemente empregada para a manipulação de ácidos nucléicos em populações celulares específicas in vivo 10,11,12, particularmente devido à sua capacidade de infectar células em divisão e não em divisão e de se integrar de forma estável ao genoma do hospedeiro13,14. Nas últimas duas décadas, a tecnologia de entrega de lentivírus foi otimizada e envelopes alternativos e promotores sintéticos foram investigados para aumentar o direcionamento específico da linhagem 8,15. Devido ao seu amplo tropismo celular, a glicoproteína de envelope do vírus da estomatite vesicular (VSV-G)16,17 tornou-se o envelope "padrão-ouro" usado na tecnologia de lentivírus.
Neste protocolo18, partículas lentivirais pseudotipadas VSV-G são empregadas para demonstrar a entrega direcionada e eficaz de RNA de grampo curto (shRNA) e microRNA (miR) para Mφ peritoneal de camundongo (pMφ) in vivo, no estado estacionário19. A expressão do transgene foi impulsionada pelo promotor do vírus formador de foco do baço (SFFV). A infecção produtiva das células foi definida pela expressão da proteína fluorescente verde aprimorada (GFP) derivada do lentivírus. A utilização dessa abordagem permitiu uma leitura fácil para experimentos de lentivírus in vivo para definir a dose ideal e o período experimental. Finalmente, o desafio lentiviral in vivo de camundongos durante a inflamação induzida por tioglicolato revelou a propensão natural para a infecção seletiva por pMφ.
Todo o trabalho com animais foi conduzido de acordo com as diretrizes institucionais e do Ministério do Interior do Reino Unido.
NOTA: Todos os estudos in vivo com lentivírus devem ser realizados de acordo com as diretrizes locais e nacionais sobre o uso ético de animais em pesquisa, bem como aderir a todos os regulamentos associados ao uso de materiais infecciosos da categoria II. O bem-estar animal também deve ser monitorado de acordo com os regulamentos locais. Nesta etapa do protocolo, é preciso ter extremo cuidado ao trabalhar com partículas lentivirais e perfurocortantes.
1. Preparação de células HEK293T para transfecção
NOTA: Execute estas etapas em um gabinete de segurança biológica de cultura de tecidos estéril.
2. Transfecção de células HEK293T usando reagente de transfecção lipídica não lipossomal
3. Coleta de partículas lentivirais
4. Purificação do lentivírus
5. Titulação da produção de lentivírus em células T Jurkat
6. Infecção por lentivírus in vivo de macrófagos peritoneais residentes no tecido
7. Coleta de células peritoneais de camundongo infectado com lentivírus
CUIDADO: Para coletas dentro de 72 h após a injeção de lentivírus, siga as regras institucionais de segurança biológica da categoria II. A cama e a gaiola de armazenamento onde os animais infectados foram mantidos nas primeiras 72 horas após a injeção de lentivírus devem ser descontaminadas de acordo com as regras institucionais de segurança biológica da categoria II.
8. Coloração e análise de células peritoneais
9. Extração de células de órgãos
Quando seguido completa e corretamente, este protocolo produz um total de 1,5 mL de estoque de lentivírus de alta qualidade por preparação única, suficiente para doze injeções in vivo no volume ideal determinado neste estudo18. O sucesso da transfecção pode ser avaliado no início do protocolo. Células HEK293T saudáveis e confluentes devem exibir, se presentes nos plasmídeos, um sinal marcador facilmente detectável (por exemplo, GFP usado nest...
Os macrófagos residentes no tecido desempenham uma variedade de funções homeostáticas e inflamatórias específicas do tecido 1,2 ditadas por seu ambiente fisiológico 6,7,8,9. Neste protocolo, um método eficaz18 para manipulação de macrófagos residentes peritoneais i...
Os autores não têm nada a divulgar.
Esta pesquisa foi financiada, no todo ou em parte, pelo Wellcome Trust Investigator Award [107964/Z/15/Z]. PRT também é apoiado pelo Instituto de Pesquisa de Demência do Reino Unido. O M.A.C é apoiado pela Biotechnology and Biological Sciences Research Council Discovery Fellowship (BB/T009543/1). Para fins de Acesso Aberto, o autor aplicou uma licença de direitos autorais públicos CC BY a qualquer versão do Manuscrito Aceito pelo Autor decorrente desta submissão. L.C.D é professor na Universidade de Swansea e pesquisador honorário da Universidade de Cardiff. Este trabalho é apoiado pelo trabalho realizado por Ipseiz et al. 202018.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.05% Trypsin-EDTA (1x) (Trypsin 500 mg/L or 0.02 mM) | Thermo Fisher Scientific | 25300054 | |
0.22 μm sterile millex GP filter | Merck | SLGS033SS | |
0.45 μm sterile millex GP filter | Merck | SLHP033RS | |
0.5 mL U-100 insulin syringe with needle, 0.33 mm x 12.7 mm (29 G) | BD | 324892 | |
1 Litre Sharps Container | N/A | N/A | |
2.4G2 antibody (TruStain FcX anti-mouse CD16/32) | Biolegend | 101320 | |
40 μm strainer | Thermo Fisher Scientific | 22363547 | |
AimV medium (research grade), AlbuMax Supplement | Thermo Fisher Scientific | 31035025 | |
Blocking buffer | prepared in house | ||
Brewer thioglycolate medium | Sigma-Aldrich | B2551 | 4% stock solution prepared in water, autoclaved and kept frozen. |
CD11b | Biolegend | 101222 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD11b | BD | 550993 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD11c | Biolegend | 117317 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD11c | Biolegend | 117333 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD19 | BD | 560375 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD19 | Biolegend | 152410 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD226 | Biolegend | 128808 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD3e | BD | 560527 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD3e | Biolegend | 152313 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD4 | Biolegend | 100412 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD73 | eBioscience | 16-0731-82 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
CD8a | eBioscience | 48-0081-82 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
Cell culture flask (T175 fask, 175 cm2, 550 mL) | Greiner Bio One | 658175 | |
Centrifuge tubes, conical bottom tubes 25 mm x 89 mm | Beckman Coulter | 358126 | |
Centrifuges | Beckman Coulter | Ultracentrifuge and TC centrifuge | |
Collagenase type IV | Sigma-Aldrich | C5138 | |
Conical centrifuge tubes (15 mL and 50 mL) | Greiner Bio One | 11512303 & 11849650 | |
Cryotubes | Greiner Bio One | 123277 | or cryotubes |
DMEM medium (1x) + 4.5g/L D-glucose, 400 µM L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 41965-062 | |
Dnase I | Sigma-Aldrich | 11284932001 | |
Effectene transfection reagent | Qiagen | 301425 | |
F4/80 | Biolegend | 123123 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
F4/80 | Biolegend | 123133 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
F4/80 | Biolegend | 123147 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
FceR1 | eBioscience | 48-5898-80 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
Fetal calf serum (FCS) | Thermo Fisher Scientific | 10270-106 | heat inactivated for 30 min at 56 °C and sterile filtered through 0.22 μm filter |
Flow cytometer | Thermo Fisher Scientific | Attune NxT | |
Flow cytometry (FACS) buffer | prepared in house | ||
Fluorescent tissue culture microscope | Thermo Fisher Scientific | EVOS FL | |
Forceps | N/A | N/A | User preference |
Hank's balanced salt solution (HBSS) | Gibco, Life Technologies | 14175-053 | |
HEK293T cell line | grown for at least a week prior transfection. Mycoplasma free | ||
HIV-1 Core antigen | Beckman Coulter | 6604667 | |
Hyaluronidase | Sigma-Aldrich | H3506 | |
Hydrex surgical scrub, chlorhexiding gluconate 4% w/v skin cleanser | Ecolab | 3037170 | |
I-A/I-E | Biolegend | 107625 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
ICAM1 | Becton Dickinson | 554970 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
Jurkat T cell line | grown for at least a week prior use. Mycoplasma free | ||
LIVE/DEAD fixable near-IR dead cell stain kit | Thermo Fisher Scientific | L34975 | |
Ly6G | Biolegend | 127615 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
Mice | here used C57BL/6 females, aged 8-12 weeks (Charles Rivers), unless specified differently | ||
Microcapillary pipettes (volume range 0.5-1,000 μL) | Fisher Scientific & Starlab | 11963466 & 11943466 & 11973466 & S1111-3700 | |
NK1.1 | Biolegend | 108724 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148-500G | prepared to 2% w/v in PBS |
pCMV-ΔR8.91 packaging plasmid | Zuffrey, R., et al. 1997 | encodes Gag-Pol HIV protein driven by cytomegalovirus promoter. Ampicilin resistance. | |
Penicillin/Streptomycin (100x, 10,000 U/mL) | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
Petri dish | Greiner Bio One | 664160 | |
pHR'SIN-cPPT-SEW plasmid | Rosas, M. et al. 2014 | modified for shRNA and miR expression studies. Encodes EGFP marker downstream SFFV promoter and upstream of the Woodchuck hepatitiv virus enhancer. Ampicilin resistance. | |
pMD2.G plasmid | Naldini, L. et al. 1996 | encodes vesicular stomatis virus g-glycoprotein (VSV-G) envelope. Ampicilin resistance. | |
Rat IgG1, κ isotype control | Becton Dickinson | 550617 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
Rat serum | Sigma-Aldrich | R9759-10ML | |
Red blood ACK lysis buffer | prepared in house | ||
RPMI 1640 medium (1x) + 400 uM L-glutamine | Thermo Fisher Scientific | 21875-091 | |
Saponin | Sigma-Aldrich | S4521 | |
SiglecF | BD | 562681 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
Sodium hypochlorite Tablets (bleach, 2,000 ppm) | Guest Medical | H8818 | |
Sterile 24-well cell culture plate | Greiner Bio One | 662160 | |
Sterile Dulbecco's PBS (DPBS) (1x) Mg++ and Ca2+ - free | Thermo Fisher Scientific | 14190144 | |
Sterile EDTA | Thermo Fisher Scientific | 15575020 | |
Sterile VWR disposable transfer pipets (23.0 mL, 30 cm) | VWR | 612-4515 | |
Sucrose | Thermo Fisher Scientific | 15503022 | |
surgical scissors | N/A | N/A | User preference |
Syringes (50 mL and 1 0mL) | Fisher Scientific | 10084450 & 768160 | |
Tim4 | Biolegend | 130007 | Refer to Table 1 for the dilution and concentration |
U-bottom 96-well cell culture plate | Greiner Bio One | 650180 |
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