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Apresentamos protocolos aprimorados para transdução retroviral de receptores de tráfego e homing competitivo para estudar o posicionamento de linfócitos específicos de órgãos e microambientes mediados por receptores. Este método oferece informações valiosas sobre os mecanismos de tráfego de células imunes e tem aplicações potenciais em futuras pesquisas básicas e terapêuticas.
Compreender como a expressão do receptor acoplado à proteína G (GPCR) afeta o posicionamento celular em diversos microambientes teciduais é essencial para elucidar os mecanismos de tráfego de células imunes. Apresentamos um ensaio de homing competitivo projetado para estudar a localização de células T mediadas por GPCR em órgãos que expressam seus ligantes quimioatraentes cognatos, aplicável a estudos de curto e longo prazo. A abordagem envolve um protocolo aprimorado para transdução de células T pelo vírus de células-tronco murinas recombinantes (MSCV) para expressar o GPCR de interesse ou uma construção de controle, seguido de homing competitivo em camundongos receptores. A distribuição celular em diferentes órgãos é analisada usando citometria de fluxo e/ou microscopia confocal. Em experimentos de curto prazo (10-12 h), a microscopia confocal revelou padrões distintos de localização celular, incluindo alvéolos, submucosa brônquica, locais venosos e interstício no pulmão, bem como o epitélio que reveste a traqueia, estômago e corno uterino. Em estudos de longo prazo (1-7 semanas), a citometria de fluxo forneceu informações sobre o acúmulo preferencial de células, revelando mudanças dinâmicas e potencial maturação ou reposicionamento dentro dos tecidos ao longo do tempo. Este ensaio de homing competitivo é uma ferramenta robusta para estudar o posicionamento celular mediado por GPCR, oferecendo informações valiosas sobre a distribuição específica do tecido e aplicações potenciais em imunologia e pesquisa terapêutica.
Os receptores acoplados à proteína G (GPCRs) são fundamentais na regulação de uma variedade de processos celulares, incluindo transdução de sinal, neurotransmissão, regulação hormonal e migração de células imunes1. Eles desempenham um papel crucial no controle espaço-temporal da migração e localização de linfócitos2. Durante a fase de preparação das respostas imunes, o microambiente local e as interações celulares levam os linfócitos T a expressar um conjunto único de moléculas de adesão e receptores de quimiocinas conhecidos como receptores de homing. Essa adaptação permite que as células T com experiência em antígeno se envolvam com células endoteliais (CEs) específicas de órgãos e migrem para tecidos-alvo distintos. A capacidade das células T de adquirir tropismo tecidual é vital para respostas efetivas de recordação, particularmente no contexto de infecções recorrentes que afetam o mesmo órgão 3,4.
Os GPCRs guiam as células imunes para tecidos e órgãos específicos, onde desempenham funções críticas - como direcionar as células T CD8 + e NK para locais tumorais para ação citotóxica ou ajudar as células T CD4 + a orquestrar respostas imunes, apoiando a ativação de outras células imunes. Compreender como os GPCRs direcionam as células T para seus locais precisos é essencial para o avanço das imunoterapias direcionadas 5,6. O desafio, no entanto, está em modelar essas interações complexas in vitro, já que é difícil replicar pistas espacialmente restritas e sinais quimiotáticos direcionais simultaneamente.
Elucidar os papéis de receptores leucocitários específicos também é frequentemente desafiador devido à sua frequência limitada de expressão em populações endógenas e ao fato de que esses receptores normalmente decoram tipos de células distintas. Essa complexidade dificulta o isolamento do papel de um receptor específico de outros mecanismos específicos de subconjuntos celulares. Idealmente, os métodos devem comparar populações semelhantes, diferindo apenas no receptor de interesse para fornecer insights claros.
Para superar esses desafios, adotamos um ensaio de homing competitivo que emprega transdução retroviral MSCV recombinante para expressão eficiente de GPCR em células T. Os vetores retrovirais MSCV, que combinam elementos dos vetores MESV baseados no vírus do sarcoma mieloproliferativo (PCMV) e dos vetores LN baseados no vírus da leucemia murina de Moloney (MMLV), incorporam um sinal de empacotamento híbrido estendido derivado dos vetores LN7. Essa modificação aumenta a eficiência da entrega de genes, permitindo estudos de curto e longo prazo da localização de células T in vivo. Ao utilizar partículas retrovirais de alto título e microscopia confocal, a abordagem permite a visualização precisa do posicionamento e das interações das células T em ambientes complexos de tecidos. Apresentamos protocolos detalhados para a transdução retroviral de receptores de tráfego e a realização de ensaios de homing controlados internamente (chamados competitivos) para estudar o posicionamento de linfócitos específicos de órgãos e microambientes mediados por receptores. O objetivo geral deste método é fornecer informações valiosas sobre os mecanismos de tráfego de células imunes e permitir aplicações futuras tanto na pesquisa básica quanto no desenvolvimento terapêutico.
Todos os camundongos neste estudo foram mantidos em instalações específicas livres de patógenos (SPF) no Veterans Affairs Palo Alto Health Care System (VAPAHCS). Os camundongos B6 / SJL Prprc Pep3BoyJ (CD45.1), C57B6 / J (CD45.2) e Rag1-/- foram adquiridos da Jackson Laboratories. Embora tenhamos usado o PepBoy para obter células CD45.1, recomendamos o uso do JAXBoy (C57BL/6J-Ptprcem6Lutzy/J). JAXBoy é uma cepa totalmente coisogênica gerada por CRISPR em vez do retrocruzamento tradicional, o que melhora a consistência genética. Historicamente, os estudos marcados com o alótipo CD45 usando camundongos PepBoy (CD45.1), que não são totalmente congênicos, incluíram ensaios de controle e recirculação com comparações de tipo selvagem (WT / WT) para abordar a variabilidade potencial. Com os camundongos JAXBoy agora disponíveis como uma alternativa totalmente isogênica, esses controles adicionais podem não ser mais necessários. Os pesquisadores ainda devem considerar que as diferenças entre as variantes CD45.1 e CD45.2 - como seus papéis como proteínas tirosina fosfatases - podem influenciar o comportamento celular e os padrões de homing. Todos os protocolos discutidos no texto e abaixo foram aprovados ou atendem às diretrizes do credenciado Departamento de Medicina de Animais de Laboratório e do Painel Administrativo de Cuidados com Animais de Laboratório do VA Palo Alto Health Care System (VAPAHCS). Os animais foram sacrificados usando procedimentos aprovados. Camundongos de ambos os sexos, com idades entre 8 e 12 semanas, foram incluídos nos experimentos.
1. Preparação do vetor MSCV
2. Estabelecimento de cultura de linha celular de embalagem
NOTA: Usamos células Platinum E (Plat-E) da Cell Biolabs. As células Plat-E são uma linhagem celular baseada em 293T com um promotor EF1α, que fornece uma expressão estável e de alto rendimento de proteínas estruturais retrovirais (genes gag, pol e env), permitindo o empacotamento retroviral com uma única transfecção de plasmídeo8. Embora outras linhagens celulares, como NIH-3T3 ou 293T, possam ser usadas, não testamos essas alternativas.
3. Produção de células transduzidas
Neste estudo, apresentamos um protocolo detalhado para investigar a capacidade de receptores específicos de direcionar a localização de células T in vivo. Como demonstração desse protocolo, utilizamos o GPR2513. Somos capazes de atingir 30%-40% de eficiência de transdução usando este protocolo, conforme avaliado pela coloração Thy1.1 por citometria de fluxo. Realizamos ensaios de quimiotaxia baseados em transwell in vitro usando células transd...
O ensaio de homing controlado internamente descrito neste estudo é um método abrangente para examinar o tráfego e o posicionamento de células T mediadas por GPCR em diversos órgãos e microambientes teciduais. Essa abordagem integra várias otimizações críticas para melhorar a reprodutibilidade, a precisão e a eficiência.
Um aspecto crítico deste protocolo é a transdução eficiente de células T usando vetores retrovirais MSCV, o que é facilitado...
Os autores não têm nada a divulgar.
Apoiado pelo NIH concede R01 AI178113 e R01 AI047822, Grant 1903-03787 do The Leona M. & Harry B. Helmsley Charitable Trust e o Tobacco-Related Disease Research Program (TRDRP) concede T31IP1880 e T33IR6609 ao ECB; Y.B. foi apoiado por um Prêmio de Bolsas de Pesquisa da Crohn's and Colitis Foundation of America (835171). B.O. foi apoiado por uma bolsa de pós-doutorado da Fundação Ramon Areces (Madri, Espanha) e um Prêmio de Bolsas de Pesquisa da Crohn's and Colitis Foundation of America (574148). A.A. foi apoiado pelo Instituto de Medicina Regenerativa da Califórnia (CIRM) - EDUC2-12677.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
AF647 anti mouse CD90.1-Thy1.1 (OX-7) | Biolegend | 202507 | |
anti-CD31 (DyLight 633, clone 390) | InvivoMab | BE0377 | |
anti-mouse CD28 37.51 | eBiosciences | ||
anti-mouse CD3 145-2c11 | eBiosciences | ||
APCCy7 anti mouse CD3 (145-2c11) | Biolegend | 100329 | |
BV421 anti mouse CD8b (Ly-3) | Biolegend | 126629 | |
BV711 anti mouse CD4 (RM4-5) | Biolegend | 100549 | |
CD90.1 microbeads | Miltenyi | 130-121-273 | |
CFSE | Thermoscientific | C34554 | |
FITC anti mouse CD45.2 (104) | BD | AB_395041 | |
mouse IL2 | Peprotech | 200-02-50UG | |
mouse IL7 | Peprotech | 217-17-10UG | |
Mouse T CD4 isolation kit | STEMCELL technologies | 18000 | |
MSCV-IRES- Thy1.1 GPR25 | Vectorbuilder | ||
MSCV-IRES- Thy1.1 Stuffer | Vectorbuilder | ||
PE-CD45 (30-F11) antibody | Biolegend | 103105 | |
PECy7 anti mouse TCRb (H57-597) | Tonbo | ||
PercpCy5.5 anti mouse CD45.1 (A20) | eBiosciences | ||
Platinum-E (Plat-E) | cell Biolabs. Inc | RV-101 | |
Yellow fluorescent dye | Thermoscientific |
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