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Desenvolvemos aprimoramentos e atualizamos métodos para o ensaio monocito-monocamada (MMA) existente, no qual os macrófagos são usados para ajudar a prever melhor a relevância clínica dos aloanticorpos de glóbulos vermelhos na medicina transfusional e imunologia. Este ensaio é denominado ensaio de monócitos-macrófagos (M-MA).
Derivados de monócitos na medula óssea, os macrófagos são células imunes grandes e inatas que desempenham um papel importante na eliminação de células mortas, detritos, células tumorais e patógenos estranhos. A capacidade fagocítica de monócitos versus macrófagos é um conceito que não é bem compreendido. Aqui, pretendemos examinar uma diferença na fagocitose de monócitos versus macrófagos, especificamente macrófagos M1 / M2, contra vários glóbulos vermelhos opsonizados usando uma versão modificada e atualizada do ensaio de monocamada de monócitos estabelecido (MMA). Células mononucleares do sangue periférico (PBMCs) foram isoladas de revestimentos buffy de doadores. Usando monócitos purificados, macrófagos inflamatórios M1 e M2 anti-inflamatórios foram produzidos por cultura in vitro e polarização. As células M1 / M2 foram colhidas e usadas em um ensaio semelhante ao MMA, ao qual nos referimos como M-MA, para decifrar a fagocitose clinicamente significativa de vários anticorpos de glóbulos vermelhos. Um índice fagocítico (IP) > 5 foi considerado fagocitose clinicamente significativa com o uso de monócitos. Um índice fagocítico (IP) > 12 foi considerado fagocitose clinicamente significativa com o uso de macrófagos M1/M2. Os macrófagos M2 demonstram uma capacidade aumentada de fagocitar hemácias opsonizadas em comparação com monócitos e M1s. O mesmo anticorpo fraco (anti-S) produz fagocitose significativa apenas com macrófagos M2 (PI = 43), mas não M1s (PI = 2) ou monócitos (PI = 0), e isso foi demonstrado repetidamente usando vários anticorpos. O uso de macrófagos M2 em vez de monócitos pode permitir resultados mais precisos, pois essas células são mais fagocíticas, oferecendo maior relevância clínica ao ensaio. Estudos adicionais com diferentes anticorpos para glóbulos vermelhos, incluindo a validação do ensaio de monócitos-macrófagos (M-MA) com anticorpos com significado clínico conhecido, podem mostrar o M-MA mais útil para ajudar a prever aloanticorpos de glóbulos vermelhos clinicamente significativos e reações transfusionais. Este método avançará no campo da medicina transfusional e imunologia.
A previsão de reações transfusionais continua sendo um desafio significativo no campo da medicina transfusional. Nas últimas 4 décadas, o ensaio monócito-monocamada (MMA), iniciado por Tong e Branch 1,2, serviu como um valioso ensaio celular in vitro para prever o resultado clínico da hemólise em pacientes transfusionados de sangue1. De fato, este ensaio tem sido fundamental na distinção entre anticorpos de glóbulos vermelhos (RBC) clinicamente significativos e insignificantes2. Embora os monócitos tenham sido tradicionalmente o leucócito padrão usado neste ensaio, nossa pesquisa visa explorar os benefícios potenciais do uso de macrófagos derivados de monócitos como alternativa. Essas células podem aumentar a capacidade dos ensaios de avaliar a relevância clínica dos aloanticorpos de glóbulos vermelhos.
No MMA histórico, os monócitos, que são os precursores dos macrófagos, as células imunes responsáveis pela depuração e destruição dos glóbulos vermelhos durante uma reação transfusional adversa, são introduzidos em um ensaio in vitro junto com hemácias e anticorpos 1,2,3,4,5,6,7 . A fagocitose é então avaliada visualmente pela contagem de hemácias fagocitadas dentro dos monócitos. Um índice fagocítico (IP) de < 5 hemácias fagocitadas por 100 monócitos contados indica que o paciente tem um risco reduzido de sofrer uma reação transfusional adversa, e o anticorpo é considerado clinicamente insignificante 4,5,6,7. Experimentos preliminares demonstram que o uso de monócitos derivados do sangue periférico pode não ser ideal para determinar o significado clínico, pois eles têm uma capacidade fagocítica menor do que os monócitos ativados e certos macrófagos.
Os monócitos são um subconjunto de células encontradas no sangue, baço e medula óssea e representam 10% do total de leucócitos em humanos8. Essas células normalmente circulam por 1-2 dias antes de serem recrutadas por diferentes tecidos, onde passam a se diferenciar em macrófagos8. Isso geralmente acontece durante a hematopoiese, na qual a medula óssea produz monócitos que são liberados na circulação para se tornarem macrófagos teciduais que residem no baço e no fígado2. Conhecidos como a primeira linha de defesa contra patógenos estranhos, os macrófagos são grandes células mononucleares fagocíticas que desempenham um papel na imunidade adaptativa e inata9. Entre os papéis intrincados e complexos do sistema imunológico, entender e caracterizar os fenótipos dos macrófagos apresenta um desafio formidável que ainda não foi totalmente compreendido. Nas últimas duas décadas, a noção de polarização de macrófagos ganhou reconhecimento crescente, com estudos recentes empregando o uso de sequenciamento de RNA de célula única para discernir o espectro em que esses macrófagos existem.
Macrófagos M1 e M1-like classicamente ativados surgem em ambientes inflamatórios dominados por receptores Toll-like (TLRs)10. Essas células podem estar envolvidas em doenças autoimunes e arteriosclerose e apresentar marcadores de superfície como MHC-II, CD80 e CD8611,12. Os macrófagos anti-inflamatórios M2 e M2-like são encontrados em ambientes dominados por respostas Th2, não expressam CD80 e apresentam marcadores de superfície como CD209 e CD20611,12. Macrófagos M1/M2 podem ser cultivados in vitro a partir de células mononucleares do sangue periférico, com lipopolissacarídeo (LPS) e citocinas como GM-CSF e IFNγ (M1) e M-CSF e IL-4 (M2) estimulando sua polarização10,12.
Este manuscrito e estudos associados têm como objetivo demonstrar que os macrófagos M2 exibem maior sensibilidade à fagocitose em comparação com os macrófagos e monócitos M1. Investigar a atividade fagocítica de macrófagos M1/M2 versus monócitos no contexto de aloanticorpos de hemácias e medicina transfusional é uma área que ainda não foi explorada. Aqui, descrevemos o trabalho atual em andamento para a geração de macrófagos M1 / M2 e comparamos o ensaio clássico de monocamada de monócitos (MMA) com o novo ensaio de monócitos-macrófagos, usando a sigla M-MA para distinguir este ensaio de macrófagos do ensaio de monócitos, para melhorar o valor preditivo dos ensaios de fagocitose in vitro .
Esta pesquisa foi realizada em conformidade com as diretrizes institucionais para a realização de pesquisas éticas envolvendo seres humanos. A aprovação ética foi concedida pelo Conselho Canadense de Ética em Pesquisa de Serviços de Sangue (REB), aprovação CBSREB#2023.008. Todas as etapas deste protocolo devem ser realizadas em um gabinete de biossegurança em condições estéreis.
1. Isolamento de PBMCs
2. Cultura de macrófagos M1/M2
3. MMA usando macrófagos M1/M2
Os resultados da Figura 1 são consistentes com a literatura e indicam uma polarização bem-sucedida dos macrófagos de seu estado M0 para seu estado M1/M2 subsequente. Macrófagos M1 e M2 foram cultivados por 8 dias (6 dias com fatores de crescimento e 2 dias de polarização), e hemácias opsonizadas anti-D ou anti-k foram testadas (Figura 2). Os macrófagos M2 demonstram um alto índice fagocítico em compar...
Para garantir o sucesso do método, deve-se seguir as seguintes etapas críticas: 1) polarização M1/M2 bem-sucedida, 2) geração da camada de macrófagos e controle RhD+ 3) quantificação do índice fagocítico. Embora nossos métodos afirmem o uso de monócitos isolados para a cultura de células, PBMCs podem ser usados, mas recomendamos o uso de monócitos purificados. Sabe-se que as PBMCs contêm vários tipos de células, com essas células secretando várias citocinas e fatores ...
Os autores não têm nada a divulgar.
Este trabalho é apoiado e financiado pelo Centro Canadense de Serviços de Sangue para Inovação em Toronto, ON. A pesquisa é realizada no Keenan Research Center for Biomedical Sciences no St. Michaels Hospital em Toronto, ON.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1X PBS, pH 7.4, without Ca2+/Mg2+ | Wisent Bioproducts | 311-425-CL | Store at 4 degrees or room temperauture |
AccutaseTM | STEMCELL Technologies | 7920 | Cell detachment solution |
ACK Lysis Buffer | STEMCELL Technologies | 07850, 07800 | Store at 4 degrees |
Anti-Human Globulin | NOVACLONE, Immunocor. | N/A | NOVACLONE Anti-igG for IAT testing |
Anti-Rh(D) (WinRho. SDF CDN) | Saol Therapeutics | 1003092 | Any commerical source of Rh immune globin will suffice |
Cell Scraper | UofT Medstore | 83.395 | cell detachement |
Cell Strainer 70uM nylon | Falcon | 352350 | filter of cells |
Chamber slide Nunc. Lab-TekTM II with Cover, RS Glass Slide Sterile | Thermo Fisher Scientific | 154534 | chamber slides for MMA |
Coverslips | VWR | 48393-081 | 24 x 50 mm |
Cytiva Ficoll Paque Plus, density 1.077 g/L | Thermo Fisher Scientific | 17-1440-03 | sepeation of PBMCS from whole blood; density gradient medium |
Elvanol Mounting Medium | N/A | N/A | Dulbecco’s PBS (D-PBS) without Ca2+/Mg2+, 15% (w/v) polyvinyl resin, and 30% (v/v) glycerine. |
Fresh whole blood (ACD tube) or Buffy coat | Canadian Blood Services | May rest at room tempruatre for up to 36 hours | |
Human Recombinant GM-CSF | STEMCELL Technologies | 78015.1 | Cytokine for polarization of M1 macrophages |
Human Recombinant IFN-gamma | STEMCELL Technologies | 78020 | Cytokine for polarization of M1 macrophages |
Human Recombinant IL-4 | STEMCELL Technologies | 78045.1 | Cytokine for polarization of M2 macrophages |
Human Recombinant M-CSF | STEMCELL Technologies | 78057.1 | Cytokine for polarization of M2 macrophages |
ID-CellStab | Bio-Rad | 005650 05740 | RBC cell storage/stabilization solution |
Isolation Medium | N/A | N/A | PBS Ca2+ and Mg2+ free + FBS 2% + 1mM EDTA |
Lipopolysaaracide (LPS) | Sigma Aldrich | L3024-5MG | Cytokine for polarization of M1 macrophages |
Methanol (100%) | N/A | N/A | Fixing of slides |
Monocyte Isolation Kit STEM-cells EasySep Human Monocyte Enrichment Kit without CD16 Depletion | STEMCELL Technologies | 19058 | Isolation of monocytes from PBMCs |
Poly-D-ysine | UofT Medstore | P6407 | Cell attachment solution |
Rh(D) positive R2R2 RBCs | Canadian Blood Services | N/A | Also commerically avaiable |
RPMI-1640 | Wisent Bioproducts | 350-000-CL | supplemented with 10% heat-inactivated FBS,1 mM GlutaMAX supplement, 1 mM HEPES, and 1%penicillin/streptomycin. Store at 4 degrees. |
Trypan Blue solution | Thermo Fisher Scientific | 15250061 | Cell counting solution |
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