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Este estudo apresenta um método pioneiro para quantificar subconjuntos de células assassinas naturais uterinas durante a janela de implantação usando técnicas avançadas de coloração imuno-histoquímica fluorescente multiplexada.
A imuno-histoquímica (IHQ) desempenha um papel crucial na pesquisa biológica e no diagnóstico clínico, servindo como o método mais comumente usado para identificar e visualizar antígenos teciduais. No entanto, os métodos tradicionais de coloração IHC têm limitações na distinção de vários subtipos de células imunes. Esse desafio levou os cientistas a explorar novas tecnologias e metodologias para identificação e diferenciação precisas de subtipos de células imunes. Nos últimos anos, a IHQ multiplex surgiu como uma solução, permitindo a detecção simultânea de múltiplos antígenos e sua visualização dentro da mesma amostra de tecido. As células uterinas natural killer (uNK) desempenham um papel fundamental nos processos iniciais da gravidez, incluindo decidualização, remodelação das artérias espirais uterinas e implantação de embriões. Diferentes subtipos de células uNK exibem funções diferentes, permitindo-lhes coordenar vários eventos biológicos para o desenvolvimento embrionário e a gravidez bem-sucedidos. Portanto, pesquisas aprofundadas sobre os subtipos de células uNK são essenciais para elucidar os mecanismos de regulação imunológica durante a gravidez. Tais estudos fornecem informações valiosas e novas abordagens para abordar condições relacionadas, como infertilidade e insuficiência reprodutiva recorrente. Este artigo apresenta um protocolo detalhado de coloração IHC multiplex para estudar a densidade de quatro subtipos de células uNK em amostras endometriais durante a janela de implantação (WOI). O protocolo inclui preparação de amostras, otimização de marcadores de subtipo, imagens microscópicas e análises de dados. Este protocolo de coloração IHC multiplex oferece alta especificidade e sensibilidade, permitindo a detecção simultânea de diferentes subtipos de células uNK, fornecendo aos pesquisadores uma ferramenta poderosa para explorar os meandros e mecanismos de regulação imunológica durante a gravidez.
O primeiro nascido vivo documentado após fertilização in vitro e transferência de embriões (FIV-ET) foi relatado em 1978. Nos últimos 40 anos, tem havido uma alta demanda pela assistência de FIV-TE entre casais inférteis1. Em 2021, 238,126 pacientes iniciaram um total de 413,776 ciclos de fertilização in vitro nos Estados Unidos. Isso marca um aumento de 25% nos ciclos em relação aos 2 anos anteriores e um aumento de 135% em relação a 20122. Esse aumento é atribuído principalmente ao aumento da prevalência de infertilidade e ao atraso no planejamento da gravidez. Os avanços nas técnicas de cultura de embriões e protocolos de superovulação levaram a um aumento da taxa de nascidos vivos por ciclo de TE, atingindo 30%-50% em mulheres com menos de 40 anos e menos de 30% em mulheres com mais de 40 anos2. No entanto, apesar desses avanços, mais da metade dos embriões transferidos ainda não conseguem se implantar. A falha de implantação repetida (RIF), normalmente definida como falha após três ou mais tentativas consecutivas de transferência de embriões de alta qualidade, afeta 15% das mulheres que se submetem à fertilização in vitro-ET3. Casais com RIF são extremamente vulneráveis e mais propensos a se submeter a procedimentos caros e desnecessários que podem expô-los a riscos indevidos4. Portanto, compreender as causas do RIF e melhorar a implantação do embrião é crucial para aumentar o sucesso da FIV-ET, principalmente para mulheres com RIF. A preparação do endométrio é fundamental para a implantação bem-sucedida do embrião. Esse processo é caracterizado por um acúmulo significativo de células natural killer uterinas (uNK), que passam de constituir 30% do total de linfócitos no endométrio durante a fase secretora média para 70%-80% na decídua durante o início da gravidez5. Notavelmente, as células uNK diferem das células NK periféricas, que são linfócitos citotóxicos críticos para o sistema imunológico inato por causar a morte das células infectadas por lise ou apoptose. Embora as funções exatas das células uNK ainda não sejam totalmente compreendidas, várias linhas de evidência sugerem que elas estão envolvidas na remodelação da angiogênese, invasão do trofoblasto e desenvolvimento fetal6. A associação entre a porcentagem de células uNK sobre células estromais e RIF atraiu extensa atração nos últimos 20 anos. Uma meta-análise recente, que incluiu 8 estudos envolvendo 604 mulheres, demonstrou que a densidade de células CD56+uNK durante a fase lútea média é significativamente aumentada em mulheres com RIF em comparação com controles férteis7. No entanto, é importante notar que as características das células uNK durante a fase lútea média diferem significativamente daquelas das células NK deciduais (dNK). Embora as células uNK possam se diferenciar em vários subconjuntos de células dNK após a gravidez, a medição das células uNK sozinhas não representa com precisão as células dNK8. As células uNK sofrem diferenciação dinâmica e desempenham diferentes papéis no ciclo menstrual e nos processos de decidualização, tornando-as mais complexas do que podem ser identificadas apenas pelo CD56. Vários marcadores são necessários para obter uma compreensão abrangente do comportamento das células uNK durante a preparação endometrial. Nosso estudo recente empregou sequenciamento de RNA de célula única para identificar a diversidade de células uNK ao longo dos ciclos menstruais. Os resultados, validados por citometria de fluxo, mostraram a presença de quatro subtipos distintos de células uNK, cada um exibindo mudanças dinâmicas durante o ciclo menstrual9. A análise de enriquecimento genético e o enriquecimento funcional de ontologia gênica indicam que esses subconjuntos de uNK cumprem diferentes funções em vários estágios da menstruação. No entanto, a citometria de fluxo não é universalmente acessível em laboratórios clínicos, e o processamento imediato de tecido endometrial fresco para digestão enzimática torna impossível repetir etapas experimentais após erros.
O objetivo deste estudo foi, portanto, investigar a medição dessas quatro subpopulações de células NK usando um ensaio de coloração multiplex, que fornece uma abordagem diagnóstica mais prática. Em várias colorações, diferentes anticorpos específicos contra cada alvo estão ligados a diferentes marcadores de fluoróforos que emitem diferentes comprimentos de onda de luz quando excitados por um comprimento de onda específico de luz. Comparado ao método tradicional de coloração IHC, este método pode comparar quantitativamente a abundância relativa e a distribuição de vários alvos em uma amostra e fornecer informações sobre a interação e co-localização de diferentes alvos, permitindo-nos identificar diferentes subtipos de células uNK. Essa abordagem não apenas aprofundará nossa compreensão da relação entre as células uNK e o RIF, mas também fornecerá informações para investigar outras subpopulações de células imunes em doenças relacionadas ao endométrio.
O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa Clínica do Cluster Leste da Universidade Chinesa de Hong Kong-Novos Territórios (CREC ref no.: 2022.581). As mulheres com RIF foram recrutadas no Centro de Tecnologia de Reprodução Assistida, Hospital Príncipe de Gales, Universidade Chinesa de Hong Kong. O RIF foi definido como a falha em alcançar uma gravidez clínica após a transferência de pelo menos 4 embriões de boa qualidade em um mínimo de 3 ciclos frescos ou congelados em uma mulher com menos de 40 anos10. O consentimento informado foi obtido das participantes antes da coleta das biópsias endometriais.
1. Aquisição e processamento de amostras endometriais
2. Otimização de condições imuno-histoquímicas multiplex
3. Processo m-IHC
4. Aquisição e análise de imagens
Para manter a consistência no momento da coleta de amostras endometriais para mulheres submetidas ao ciclo natural, um teste de urina foi realizado para detectar com precisão o aumento do hormônio luteinizante (LH), com biópsias endometriais realizadas 7 dias após o pico de LH. Para mulheres submetidas a ciclos de TRH, as amostras foram agendadas precisamente 5 dias após o início da suplementação de progesterona. Para quantificar diferentes subtipos de células NK no endométrio...
A implantação do embrião envolve uma interação complexa entre o embrião e o endométrio. O estado imunológico da homeostase endometrial desempenha um papel fundamental na determinação da receptividade endometrial. Durante a WOI, a população predominante de leucócitos no endométrio são as células NK. Aproximadamente 90% das células uNK exibem alta expressão de CD56, mas não possuem CD16. No entanto, um subconjunto menor de células uNK se assemelha às células NK do san...
Os autores declaram que não têm conflitos de interesse a divulgar.
O presente estudo foi apoiado pelo Health and Medical Research Fund (10210956).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CD49a | Novus Biologicals | NBP2-76478 | Primary antibodies |
CD56 | Leica | NCL-L-CD56-504 | Primary antibodies |
CD16 | abcam | ab183354 | Primary antibodies |
CXCR4 | R&D | MAB172 | Primary antibodies |
Amplification diluent | Akoya Biosciences | FP1498 series | Fluorophore dilution buffer |
Antibody diluents | Akoya Biosciences | ARD1001EA | Dilute the antibody |
Citrate buffered solution, pH 6.0 /9.0(10x) | Akoya Biosciences | A6001/A9001 | Antigen retrieval solution |
inForm advanced image analysis software | Akoya Biosciences | inForm Tissue Finder Software 2.2.6 | Data analysis software |
Mantra Workstations | Akoya Biosciences | CLS140089 | Spectral imaging |
microwave | Akoya Biosciences | inverter | Microwave stripping |
TSA 520 | Akoya Biosciences | FP1487001K | Suitable tyramide-based fluorescent reagents |
TSA 620 | Akoya Biosciences | FP1495001K | Suitable tyramide-based fluorescent reagents |
TSA 650 | Akoya Biosciences | FP1496001K | Suitable tyramide-based fluorescent reagents |
TSA 570 | Akoya Biosciences | FP1488001K | Suitable tyramide-based fluorescent reagents |
Poly-L-lysine coated slides | Fisher Technologies | 120-550-15 | Slides for routine histological use |
PolyHRP Broad Spectrum | Perkin Elmer | ARH1001EA | Secondary antibodies |
Invitrogen™ Fluoromount-G™ Mounting Medium | ThemoFisher Science | 495802 | Installation |
Spectral DAPI | Akoya Biosciences | FP1490A | Nucleic acid staining |
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