Fonte: Perchet Thibaut^1,2,3, Meunier Sylvain^1,2,3, Sophie Novault⁴, Rachel Golub^1,2,3
1 Unità di Linfopoiesi, Dipartimento di Immunologia, Istituto Pasteur, Parigi, Francia
² INSERM U1223, Parigi, Francia
³ Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Cellule Pasteur, Parigi, Francia
⁴ Platfrom, Citometria a flusso e biomarcatori UtechS, Center for Translational Science, Pasteur Institute, Parigi, Francia

Il ciclo cellulare è un processo universale di vita. Durante il ciclo cellulare, una cellula subisce diverse modifiche per dividersi in due cellule figlie. Questo meccanismo si verifica per tutta la vita di un organismo in risposta ai suoi bisogni. Le divisioni cellulari e lo sviluppo embrionale producono un organismo completo da uno zigote unicellulare. Durante l'età adulta, il ciclo cellulare è centrale in molti processi biologici critici, come le riparazioni dei tessuti.

I meccanismi di divisione cellulare sono eventi strettamente controllati in cui la cellula subisce modifiche graduali prima della divisione finale. Le cellule che non sono ancora nel ciclo sono descritte come nella fase Gap 0 (G₀). Durante questa fase la cellula è considerata quiescente. Quando la cellula inizia a pedalare, vengono riconosciute quattro fasi distinte: Gap 1 (G_1),Sintesi (S), Gap 2 (G₂) e Mitosi (M). La fase G₁ è un punto di controllo per le risorse necessarie alla cellula per la sintesi del DNA. Quindi, si verifica la fase S e inizia la replicazione del DNA, seguita dall'interfase G_2, un altro checkpoint che controlla tutti gli elementi necessari per la divisione della cellula. Infine, la cellula entra nella mitosi e si divide in due cellule figlie.

La divisione cellulare è un parametro altamente informativo in molti sistemi biologici diversi. Nel campo dell'immunologia, l'analisi della proliferazione leucocitaria può indicare il meccanismo della risposta immunitaria. Altri domini di indagine si basano anche sull'analisi del ciclo cellulare. Ad esempio, l'analisi del ciclo cellulare durante lo sviluppo del tumore ha migliorato la nostra comprensione del cancro.

Molti coloranti fluorescenti sono ora disponibili per il monitoraggio della proliferazione cellulare. Questi coloranti differiscono nelle loro proprietà chimiche e spettrali. Esistono due diverse classi di coloranti: i coloranti proteici si combinano permanentemente con le proteine formando un legame covalente e i coloranti di membrana si intercalano stabilmente all'interno delle membrane cellulari attraverso forti associazioni idrofobiche. Studi in vitro e in vivo sulla proliferazione delle cellule immunitarie mediante citometria a flusso sono tra le applicazioni più comuni di entrambe le classi di coloranti a tracciamento cellulare (1, 2).

CFSE (Carboxyfluorescein succinimidyl ester) è un colorante fluorescente che segna le cellule in divisione. Inizialmente, tutte le cellule ricevono la stessa quantità di colorante; le cellule che si dividono uniformemente dividono il colorante che hanno ricevuto tra le loro due cellule figlie. Di conseguenza, il ciclo cellulare può essere seguito dalla progressiva diminuzione dell'intensità del colorante nelle cellule. La colorazione CFSE è seguita dalla citometria a flusso multiparametrica convenzionale, una tecnologia ad alto rendimento basata sulla fluorescenza che consente la caratterizzazione fenotipica e funzionale delle cellule in base al loro grado di colorazione CFSE (3).

Nel seguente esperimento, valutiamo la proliferazione delle cellule T CD4⁺ e CD8⁺ in vitro, dopo stimolazione CD3, utilizzando la colorazione CFSE e la citometria a flusso.