Este protocolo descreve um método de um dia para o isolamento de células epiteliais da trompa de Falópio humana. As células epiteliais isoladas podem ser plaqueadas em cultura bidimensional (2D) ou dissociadas em suspensões de célula única e utilizadas em experimentos a jusante, incluindo citometria de fluxo e sequenciamento de RNA de célula única.
As trompas de falópio humanas são intrínsecas à reprodução. O objetivo das trompas de falópio é permitir o trânsito de espermatozoides, óvulos e, se a fertilização for bem-sucedida, do embrião. As células epiteliais que revestem a superfície interna das trompas de Falópio são parte integrante dos processos normais e anormais das trompas de Falópio, incluindo o início da doença. Após a menopausa, as trompas de falópio deixam de ter um papel significativo no corpo e a composição das células intraepiteliais muda. Descrevemos um método no qual essas células epiteliais podem ser isoladas de trompas de falópio frescas com contaminação mínima de células estromais em uma suspensão de célula única. Essas células podem ser cultivadas em cultura ou usadas para análises posteriores, como citometria de fluxo e sequenciamento de RNA de célula única. Este protocolo de isolamento pode ser alcançado em 4-6 h e produz células viáveis que podem ser usadas para análise imediata a jusante. Este protocolo eficiente facilita o isolamento de células epiteliais da trompa de Falópio com uma população epitelial enriquecida.
As trompas de falópio são construídas de várias partes. Do ovário ao útero, a trompa de Falópio é composta pelas fímbrias, ampola, istmo e porção intramural. As fímbrias se estendem desde o final da trompa de Falópio, onde capturam o óvulo liberado pelo ovário. O óvulo então viaja através da ampola, onde é mais provável que seja fertilizado, até o istmo e, finalmente, é transferido para o útero através da porção intramural1. A mucosa mais interna da trompa de Falópio que facilita o transporte do óvulo é composta por uma camada de epitélio luminal, incluindo células ciliadas e secretoras. As células ciliadas tendem a estar mais concentradas nas fímbrias2. Eles desempenham um papel fundamental na movimentação física do óvulo através da trompa de Falópio do ovário para o útero. Seus apêndices permitem que as células ciliadas não apenas movam o óvulo, mas também eliminem o estresse genotóxico após a ovulação3.
As células epiteliais secretoras da trompa de Falópio secretam um fluido que auxilia na nutrição e na montagem dos gametas4. A proporção de células ciliadas e secretoras ao longo do epitélio da trompa de Falópio difere no estado pós-menopausa com uma diminuição das células ciliadas, pois a trompa de Falópio não desempenha mais uma função crítica no transporte5. Além disso, na ausência de estrogênio, acredita-se que as trompas de Falópio se tornem vestigiais 1,6. Essa perda de células ciliadas na trompa de Falópio aumenta o risco de desenvolver carcinomas serosos7. Além disso, acredita-se que as células epiteliais secretoras da trompa de Falópio dêem origem a lesões serosas de carcinoma intraepitelial tubário (STIC), um precursor bem conhecido do subtipo mais agressivo de câncer de ovário tubular, o carcinoma seroso de alto grau 7,8.
O objetivo deste protocolo é isolar células epiteliais de trompas de falópio humanas e dissociá-las em suspensões unicelulares. Este protocolo produz uma população epitelial unicelular enriquecida que pode ser usada para muitas análises. Conforme mostrado neste manuscrito, realizamos análises de citometria de fluxo e células plaqueadas em 2D após o isolamento. A análise por citometria de fluxo demonstra a presença de células únicas, que são em sua maioria viáveis e de natureza epitelial. Nessas análises, incluímos quatro marcadores, e506 para viabilidade, EpCAM para células epiteliais, CD45 para células imunes e CD10 para células estromais. As células mortas foram excluídas usando o marcador de viabilidade e506 e as células imunes foram bloqueadas usando CD45. É possível que a suspensão tenha uma população de células imunes; no entanto, para atingir uma população relativamente pura de células epiteliais, as células CD45-positivas podem ser esgotadas usando um kit de depleção de CD45. Além disso, quando plaqueadas em cultura, as células CD45-positivas geralmente não proliferam. As células isoladas por meio desse método e cultivadas em 2D mostram populações epiteliais aderentes semelhantes a paralelepípedos. Este método pode ser usado para gerar preparações celulares, que podem ser desenvolvidas em bibliotecas de RNA de célula única.
Pesquisas para definir a linhagem celular do epitélio da trompa de Falópio, alterações nessas linhagens durante diferentes fases da vida reprodutiva e eventos incitantes que levam à transformação maligna e gênese tornaram-se mais proeminentes nos últimos quatro anos 6,9,10,11,12 . Este protocolo beneficiará significativamente a pesquisa nesta área, fornecendo uma maneira eficiente de isolar o epitélio das trompas de Falópio e processá-lo em células únicas.
Esse protocolo foi adaptado de um método de isolamento de células epiteliais uterinas descrito anteriormente13,14. Amostras frescas de trompas de falópio não identificadas foram coletadas por meio de nosso protocolo # 10-0727 aprovado pelo IRB da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA) e digeridas em uma suspensão de célula única em aproximadamente 4 a 6 h.
1. Coleta e preparação das trompas de Falópio
2. Isolamento e dissociação de células epiteliais
3. Digestão em suspensão unicelular
4. Coloração por citometria de fluxo
5. Coleta de dados de citometria de fluxo
6. Imunocitoquímica
Incluímos sete coleções de trompas de Falópio onde isolamos uma população de células epiteliais enriquecida (Figura 2A e Figura Suplementar S1A). Para avaliar a viabilidade e o enriquecimento de células epiteliais desse método de suspensão de célula única, foi realizada citometria de fluxo. Para medir a viabilidade celular, as células foram coradas com o marcador de viabilidade, e506. Isso também permitiu a eliminação de todos os detritos e células mortas quando analisados.
Para determinar a composição das células isoladas por esse método, as amostras foram coradas com um marcador de células epiteliais (EpCAM), um marcador de células estromais (CD10) e um marcador de células imunes (CD45). Como visto na Figura 2B, isolamos uma população de células epiteliais viável e enriquecida do tecido da trompa de Falópio. A viabilidade da amostra foi em média de 82%. Para todas as amostras, após a eliminação de células CD45-positivas, observamos uma população de células epiteliais enriquecida com células positivas para EpCAM em média 80% da amostra. Houve alguma contaminação das células estromais, mas apenas 7,8% em média. A Figura 2C mostra células isoladas em 2D 4-6 dias após o plaqueamento. É evidente que as células epiteliais foram isoladas à medida que formavam aglomerados aderentes consistentes com aparência de paralelepípedos. Na Figura Suplementar S1B, as células foram plaqueadas após o isolamento e cultivadas por 2-6 dias. A imunocitoquímica foi usada para caracterizar as células que crescem em cultura. A maioria das células na cultura corou positivo para EpCAM e o marcador de células secretoras, PAX8. Apenas algumas células foram identificadas como positivas para vimentina. As células ciliadas foram vistas em cultura conforme capturado pelo vídeo, mostrado no Vídeo Suplementar S1.
Figura 1: Esquema experimental. (A) As trompas de Falópio são adquiridas. (B) O excesso de gordura e tecido conjuntivo são removidos. (C) Os tubos são cortados em pedaços de ~ 3-5 mm. (D) As peças são lavadas em PBS, depois incubadas em EDTA 2x por 5 min e incubadas em tripsina a 1% por 40 min a 4 °C. (E) Usando dois pares de pinças, uma para segurar e outra para empurrar, expulse as células epiteliais dos pedaços da trompa de Falópio. (F) Transfira as células para um tubo de 15 mL, gire e conte. (G) Ressuspender em DMEM, colagenase e DNase. Digerir durante 30-45 min. (H) Coar com um coador de 100 μm. (I) Colheita por centrifugação e contagem. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Caracterização das células epiteliais isoladas. (A) Tabela de informações clínicas do paciente e resultados da citometria de fluxo. (B) A citometria de fluxo foi realizada após o isolamento para mostrar que uma população enriquecida de células epiteliais (EpCAM-positiva) havia sido isolada. O controle negativo do isotipo é indicado em preto e o resultado experimental é indicado em rosa. (C) As células foram plaqueadas após o isolamento. As fotos foram tiradas 4-6 dias após o revestimento. Barras de escala = 100 μm. Abreviaturas: AUB = Sangramento uterino anormal; EIN = Neoplasia intraepitelial endometrial. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura suplementar S1: Caracterização adicional de células epiteliais isoladas em cultura. (A) Tabela de informações clínicas do paciente. (B) As células isoladas foram cultivadas e coradas para EpCAM, um marcador de células secretoras (PAX8) e um marcador de células estromais (Vimentina) 2-6 dias após o plaqueamento para caracterizar o tipo de célula em cultura. Barras de escala = 50 μm. Abreviaturas: EIN: Neoplasia intraepitelial endometrial; DAPI = 4',6-diamidino-2-fenilindo. Clique aqui para baixar esta figura.
Vídeo suplementar S1: Um vídeo de células ciliadas batendo foi feito com ampliação de 30x para demonstrar células ciliadas em cultura. Clique aqui para baixar este vídeo.
Há um interesse considerável em estudar o epitélio das trompas de Falópio, pois as trompas de Falópio desempenham um papel significativo na reprodução e são o local de origem da maioria dos HGSOC. Para esse fim, muitos pesquisadores descreveram protocolos para isolar células das trompas de Falópio em modelos humanos e de camundongos 10,11,12,15,16,17,18,19,20,21. O método que descrevemos para extrair e enriquecer as células epiteliais da trompa de Falópio se soma aos protocolos existentes de isolamento de células da trompa de Falópio. Embora existam sobreposições nesses protocolos, existem dois tipos gerais de métodos relatados em camundongos e humanos. O primeiro envolve picar e digerir enzimaticamente toda a trompa de Falópio, o que dá uma suspensão celular total 10,12,15,16,17. O segundo envolve descamação com agitação ou raspagem, o que resulta em folhas de tecido 11,18,19,20,21. Ambos os métodos permitem que as células epiteliais sejam analisadas por meio de experimentos a jusante, como citometria de fluxo, sequenciamento e cultura in vitro. Uma grande vantagem do nosso método é que o protocolo produz uma população de células da trompa de Falópio que já são enriquecidas para células epiteliais por meio de digestão enzimática e etapas mecânicas. Essa população enriquecida para epitélio pode ser digerida posteriormente, resultando em uma suspensão de célula única que pode ser usada para muitas aplicações, como citometria de fluxo, cultura 2D, imunocitoquímica e sequenciamento de RNA de célula única.
As principais etapas que encontramos para impactar o rendimento celular incluem a duração pela qual os fragmentos da trompa de Falópio incubam em 1% de tripsina / HBSS e DMEM / DNase. A incubação excessiva em qualquer solução degradará as células e diminuirá significativamente a viabilidade das células. No entanto, o tempo de incubação insuficiente inibirá a capacidade do pesquisador de expulsar muitas células epiteliais durante a etapa 2.6 do protocolo, pois elas continuarão a aderir umas às outras. Também é importante usar uma solução de tripsina a 1%, pois concentrações mais baixas e mais altas de soluções de tripsina reduziram o rendimento de células epiteliais viáveis da trompa de Falópio. Ao combinar o isolamento químico e mecânico e uma etapa de digestão (etapa 3.1 do protocolo), podemos encurtar exponencialmente o período necessário para ir do tecido à suspensão unicelular. Isso garante boa viabilidade e tempo para realizar análises downstream no mesmo dia.
Na etapa 1.4 do protocolo, é fundamental garantir que os pedaços de corte da trompa de Falópio tenham 3-5 mm de espessura. Se as peças forem muito grandes, será difícil executar a etapa 2.7 do protocolo e, em última análise, diminuir o rendimento da célula, pois será necessário um tempo de incubação mais longo em DMEM/DNase.
Embora a suspensão celular seja enriquecida para células epiteliais, a contaminação das células estromais é inevitável. Se a preparação precisar ser puramente de células epiteliais, a classificação usando citometria de fluxo e os marcadores que descrevemos pode ser realizada para isolar células epiteliais e esgotar as células estromais.
Trompas de falópio na pós-menopausa foram utilizadas neste estudo. No entanto, este método foi utilizado com sucesso em nosso laboratório em trompas de falópio na pré-menopausa. A principal diferença entre as trompas de Falópio pré e pós-menopausa é a composição das células epiteliais ciliadas e secretoras1. Este protocolo funciona para todos os estágios reprodutivos.
Este protocolo eficiente facilitará a investigação dos tipos de células do epitélio da trompa de Falópio, incluindo o delineamento de linhagens celulares, suas mudanças dinâmicas durante os ciclos reprodutivos, bem como após a menopausa, e seu papel no início do câncer de ovário seroso de alto grau.
Os autores não têm conflitos de interesse a declarar.
Os autores Ruegg L, James-Allan LB e DiBernardo G são parcialmente apoiados pelos projetos da Associação de Veteranos da Grande Los Angeles 1I01BX006019-01A2 e I01BX006411-01 para Memarzadeh S. O autor Ochoa C é apoiado pela UCLA Eli e Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research Rose Hills Foundation Graduate Scholarship Training Program. Queremos agradecer ao Laboratório Central de Patologia Translacional da UCLA e, especificamente, a Ko Kiehle e Chloe Yin pela assistência na aquisição de tecidos. Também queremos agradecer a Ken Yamauchi e ao núcleo de Microscopia do BSCRC por sua assistência na imagem. A Figura 1 foi criada com BioRender.com (número de concordância JL27QWDYNT). Por fim, gostaríamos de agradecer a Felicia Cordea e ao núcleo de citometria de fluxo do BSCRC pela assistência na citometria de fluxo.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1% Trypsin | Thermo Scientific | J63993.09 | |
100 µm Cell Strainer | Corning | 431752 | |
4% Paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15710-S | |
5 mL round bottom tubes | Corning | 352008 | |
60 mm cell culture plate | Corning | CLS430589-500EA | |
6-well Cell Culture Plate | Corning | 353046 | |
Anti-CD10 | BioLegend | 312212 | |
Anti-CD326 (Ep-CAM) | BioLegend | 324218 | |
Anti-CD45 | BioLegend | 304026 | |
Anti-EpCAM | Abcam | ab223582 | |
Anti-IgG2a PerCP | BioLegend | 400250 | |
Anti-PAX8 | Sigma-Aldrich | 363M-15 | |
Anti-Vimentin | Agilent Technologies | M072501-2 | |
Chamber Slide System | Thermo Scientific | 154917PK | |
Collagenase | Thermo Scientific | 17100017 | |
DMEM | Thermo Scientific | 10569-010 | |
DNase I | Sigma | 10104159001 | |
EDTA | Sigma | 3690 | |
eFluor 506 | Invitrogen | 65-0866-14 | |
FBS | Sigma | F2442 | |
Fine point forceps | VWR | 102091-526 | Any finepoint forceps of your choice will work |
Fixable Viability Dye eFluor 506 | Invitrogen | 65-0866-14 | |
FlowJo software version 9 | BD Biosciences | Data analysis software | |
GlutaMAX | Gibco | 35050-061 | |
HBSS | Thermo Scientific | 14175-095 | |
MACSQuant Analyzer 10 flow cytometer | Miltenyi Biotec | ||
MACSQuant Calibration Beads | Miltenyi Biotec | 130-093-607 | |
Mammocult | Stemcell Technologies | 5620 | |
Normal Goat Serum | Fisher Scientific | PI31873 | |
PBS | Thermo Scientific | 14190-144 | |
Penicillin-Streptomyocin | Gibco | 15140-122 | |
PerCP Conjugated CD45 | BioLegend | 304026 | |
Red Blood Cell lysis buffer | Tonbo Biosciences | TNB-4300-L100 | |
Triton X-100 | Thermo Scientific | BP151-100 | |
Vannas-Tubingen Spring Scissors | Fine Science Tools | 15003-08 | |
VECTASHIELD with DAPI | Fisher Scientific | NC9524612 |
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