Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы описываем выделение, усиление и дифференцировку первичных эпителиальных клеток носа человека (HNE) на границе раздела воздух-жидкость и протокол биобанкинга, позволяющий успешно замораживать, а затем размораживать усиленный HNE. Протокол анализирует электрофизиологические свойства дифференцированных клеток HNE и связанную с CFTR коррекцию секреции хлорида при различных модуляторных обработках.
Клетки эпителия носа человека (HNE) легко собрать с помощью простой, неинвазивной чистки носа. Полученные от пациента первичные клетки HNE могут быть усилены и дифференцированы в псевдостратифицированный эпителий в условиях взаимодействия воздух-жидкость для количественной оценки циклического переноса хлорида (Cl-), опосредованного AMP, в качестве индекса функции регулятора трансмембранной проводимости муковисцидоза (CFTR). Если критические шаги, такие как качество чистки носа и плотность клеток при криоконсервации, выполняются эффективно, клетки HNE могут быть успешно биобанкированы. Кроме того, исследования тока короткого замыкания показывают, что замораживание-оттаивание существенно не изменяет электрофизиологические свойства HNE-клеток и реакцию на модуляторы CFTR. В условиях культивирования, используемых в этом исследовании, когда замораживаются менее 2 х 106 клеток на криовиал, частота отказов очень высока. Мы рекомендуем замораживать не менее 3 х 106 клеток на криовиал. Показано, что двойные методы лечения, сочетающие корректор CFTR с потенциатором CFTR, имеют сопоставимую эффективность коррекции активности CFTR в F508del-гомозиготных клетках HNE. Тройная терапия VX-445 + VX-661 + VX-770 значительно увеличила коррекцию активности CFTR по сравнению с двойной терапией VX-809 + VX-770. Измерение активности CFTR в клетках HNE является многообещающим доклиническим биомаркером, полезным для руководства модуляторной терапией CFTR.
Муковисцидоз (CF) является аутосомно-рецессивным расстройством, возникающим в результате мутаций в гене регулятора трансмембранной проводимости муковисцидоза (CFTR), приводящих к отсутствию или дисфункции белка CFTR, анионного канала, расположенного на апикальной поверхности эпителия 1,2. Последние достижения в терапии CFTR улучшили прогноз заболевания, а последние одобренные препараты, сочетающие корректоры CFTR и потенциаторы CFTR, привели к значительному улучшению функции легких и качества жизни пациентов с муковисцидозом, несущих наиболее частую мутацию p.Phe508del (F508del)3,4. Несмотря на этот многообещающий терапевтический прогресс, около 10% пациентов с муковисцидозом не имеют права на участие, поскольку они несут мутации, которые не могут быть спасены этими модуляторами CFTR. Для этих пациентов необходимо протестировать другие лекарства или комбинации лекарств, чтобы найти наиболее эффективную комбинацию для конкретных мутаций, подчеркивая важность персонализированной терапии.
Клетки эпителия носа человека (HNE) легко собираются с помощью простой, неинвазивной чистки носа и позволяют количественно оценивать циклический транспорт хлорида (Cl−), опосредованный AMP, как индекс функции CFTR. Клетки HNE дают точную модель дыхательных путей человека, но их продолжительность жизни ограничена в культуре. Благодаря оптимизации методов культивирования полученные от пациента первичные клетки HNE могут быть условно перепрограммированы ингибитором Rho-ассоциированной киназы (ROCKi), усилены и дифференцированы в псевдостратифицированный эпителий в условиях воздушно-жидкостного интерфейса (ALI) на микропористых фильтрах 5,6. Существуют многочисленные протоколы культивирования для культуры HNE (коммерчески доступные, без сыворотки, «домашние», совместные культуры с фидерными клетками и т. Д.), И был описан выбор среды и условий культивирования, влияющих на рост, дифференцировку клеточной популяции и функцию эпителия 7,8. Протокол здесь представляет упрощенный, не содержащий фидера метод амплификации ROCKi, который позволяет успешно получить большое количество HNE-клеток, которые затем дифференцируются в ALI для анализа функции CFTR.
Мы продемонстрировали, что в дифференцированных клетках HNE 48-часовое лечение модуляторами CFTR является достаточным для индуцирования электрофизиологической коррекции CL-тока , зависящего от CFTR, и что коррекция, наблюдаемая in vitro , может коррелировать с клиническим улучшением пациента9. Таким образом, клетки HNE представляют собой подходящую модель не только для фундаментальных исследований муковисцидоза, но и для доклинических исследований с тестированием модулятора CFTR для конкретного пациента. В этом контексте персонализированной терапии цель протокола состояла в том, чтобы подтвердить, что криоконсервированные клетки HNE у пациентов с муковисцидозом, выращенные в наших условиях, были подходящей моделью для исследований коррекции CFTR, и аналогичные результаты можно было ожидать при сравнении CFTR-зависимого Cl-транспорта из свежих и замороженных размороженных клеток. В исследовании также оценивалась эффективность различных модуляторов CFTR при использовании двойной и тройной терапии.
Все эксперименты проводились в соответствии с руководящими принципами и правилами, описанными в Хельсинкской декларации и законе Хуриета-Серуслата об этике исследований человека.
1. Приготовление колб и различных сред
2. Расчесывание носа
ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что расчесывание носа выполняется, пока у участника нет острой инфекции. Если у пациентов с муковисцидозом присутствует легочная инфекция, обратитесь к антибиотикограмме пациента и добавьте дополнительные антибиотики в амплификационную среду. Эпителиальные клетки носа человека были собраны путем чистки носа у пациентов F508del/F508del, как описано ранее9.
3. Изоляция HNE
ПРИМЕЧАНИЕ: HNE выделяли из цитологической щетки, промывали Mg2+ и Ca2+ dpBS, диссоциировали с 0,25% трипсина и высевали на пластиковую колбу размером 25см2 , как описано ранее10.
4. Усиление и прохождение эпителиальных клеток носа человека
5. Криоконсервация первичных эпителиальных клеток носа
ПРИМЕЧАНИЕ: Выращивайте клетки HNE до прохождения 1 перед биобанкингом, чтобы получить достаточное количество клеток для облегчения роста клеток при оттаивании. Биобанкинг, однако, возможен при начальном прохождении 0 или прохождении 2. Следующие этапы криоконсервации адаптированы ко всем проходам.
6. Оттаивание замороженных амплифицированных HNE клеток
7. Дифференцировка эпителиальных клеток носа человека на границе воздух-жидкость
ПРИМЕЧАНИЕ: HNE были дифференцированы на границе раздела воздух-жидкость, как описано ранее10.
8. МОДУЛЯТОРЫ CFTR
9. Использование камерных исследований
10. Иммуноцитохимия
11. Статистический анализ
Свежие клетки HNE, культивируемые на границе раздела воздух-жидкость, демонстрируют типичные особенности поляризованного и дифференцированного респираторного эпителия, оцениваемые иммуноокрашиванием (рисунок 1). Клетки HNE повторно дифференцируются в гетерогенный слой...
Было предложено использование носовых эпителиальных клеток, полученных от пациента, в качестве суррогатов эпителиальных клеток бронхов человека (HBE) для измерения активности CFTR в контексте персонализированной медицины, поскольку свойства клеток HNE воспроизводят в культуре
Авторы сообщают об отсутствии конкурирующих финансовых интересов, связанных с этой публикацией или производством научного видео.
Мы тепло благодарим всех пациентов и их семьи за участие в исследовании. Эта работа была поддержана грантами Французской ассоциации Vaincre la Mucoviscidose; Французская ассоциация ABCF 2 и Vertex Pharmaceuticals Innovation Awards.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
ABBV-2222 | Selleckchem | S8535 | |
ABBV-974 | Selleckchem | S8698 | |
Advanced DMEM/F-12 | Life Technologies | 12634010 | |
Alexa 488 goat secondary antibody | Invitrogen | A11001 | |
Alexa 594 goat secondary antibody | Invitrogen | A11012 | |
Amphotericin B | Life Technologies | 15290026 | |
Anti-alpha-tubulin antibody | Abcam | ab80779 | |
Anti-CFTR monoclonal antibody (24-1) | R&D Systems | MAB25031 | |
Anti-cytokeratin 8 antibody | Progen | 61038 | |
Anti-Muc5AC antibody | Santa Cruz Biotech | sc-20118 | |
Anti-ZO-1 antibody | Santa Cruz Biotech | sc-10804 | |
Ciprofloxacin | provided by Necker Hospital Pharmacy | ||
Colimycin | Sanofi | provided by Necker Hospital Pharmacy | |
Collagen type IV | Sigma-Aldrich Merck | C-7521 | |
cytology brush | Laboratory GYNEAS | 02.104 | |
DMSO | Sigma-Aldrich Merck | D2650 | |
EGF | Life Technologies | PHG0311 | |
Epinephrin | Sigma-Aldrich Merck | E4375 | |
F12-Nutrient Mixture | Life Technologies | 11765054 | |
FBS | Life Technologies | 10270106 | |
Ferticult | Fertipro NV | FLUSH020 | |
Flasks 25 | Thermo Scientific | 156.367 | |
Flasks 75 | Thermo Scientific | 156.499 | |
Glacial acetic acid | VWR | 20104.298 | |
HEPES | Sigma-Aldrich Merck | H3375 | |
Hydrocortisone | Sigma-Aldrich Merck | SLCJ0893 | |
Insulin | Sigma-Aldrich Merck | I0516 | |
Mg2+ and Ca2+-free DPBS | Life Technologies | 14190094 | |
Penicillin/Streptomycin | Life Technologies | 15140130 | |
Tazocillin | Mylan | provided by Necker Hospital Pharmacy | |
Transwell Filters | Sigma-Aldrich Merck | CLS3470-48EA | |
Triton-X100 | Sigma-Aldrich Merck | T8787 | |
Trypsin 0,25% | Life Technologies | 25200056 | |
Vectashield mounting medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | |
VX-445 | Selleckchem | S8851 | |
VX-661 | Selleckchem | S7059 | |
VX-770 | Selleckchem | S1144 | |
VX-809 | Selleckchem | S1565 | |
Xylocaine naphazoline 5% | Aspen France | provided by Necker Hospital Pharmacy | |
Y-27632 | Selleckchem | S1049 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены