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Method Article
Presentamos protocolos mejorados para la transducción retroviral de receptores de tráfico y el homing competitivo para estudiar el posicionamiento de linfocitos específicos de órganos y microambientes mediados por receptores. Este método ofrece información valiosa sobre los mecanismos de tráfico de células inmunitarias y tiene aplicaciones potenciales en futuras investigaciones básicas y terapéuticas.
Comprender cómo la expresión del receptor acoplado a la proteína G (GPCR) afecta el posicionamiento celular dentro de diversos microentornos tisulares es esencial para dilucidar los mecanismos de tráfico de células inmunitarias. Presentamos un ensayo de localización competitivo diseñado para estudiar la localización de células T mediada por GPCR en órganos que expresan sus ligandos quimioatrayentes afines, aplicable tanto para estudios a corto como a largo plazo. El enfoque implica un protocolo mejorado para la transducción del virus de células madre murinas recombinantes (MSCV) de las células T para expresar el GPCR de interés o un constructo de control, seguido de un homing competitivo en ratones receptores. La distribución celular a través de los diferentes órganos se analiza mediante citometría de flujo y/o microscopía confocal. En experimentos a corto plazo (10-12 h), la microscopía confocal reveló distintos patrones de localización celular, incluidos los alvéolos, la submucosa de los bronquios, los sitios venosos y el intersticio en el pulmón, así como el epitelio que recubre la tráquea, el estómago y el asta uterina. En estudios a largo plazo (1-7 semanas), la citometría de flujo proporcionó información sobre la acumulación celular preferencial, revelando cambios dinámicos y una posible maduración o reposicionamiento dentro de los tejidos a lo largo del tiempo. Este competitivo ensayo de localización es una herramienta sólida para estudiar el posicionamiento celular mediado por GPCR, ya que ofrece información valiosa sobre la distribución específica del tejido y las posibles aplicaciones en inmunología e investigación terapéutica.
Los receptores acoplados a proteínas G (GPCR) son fundamentales en la regulación de una variedad de procesos celulares, incluida la transducción de señales, la neurotransmisión, la regulación hormonaly la migración de células inmunitarias. Desempeñan un papel crucial en el control espacio-temporal de la migración y localización de linfocitos2. Durante la fase de preparación de las respuestas inmunitarias, el microambiente local y las interacciones celulares hacen que los linfocitos T expresen un conjunto único de moléculas de adhesión y receptores de quimiocinas conocidos como receptores homing. Esta adaptación permite que las células T con experiencia en antígenos se involucren con las células endoteliales (CE) específicas de órganos y migren a distintos tejidos diana. La capacidad de las células T para adquirir tropismo tisular es vital para las respuestas efectivas de recuerdo, particularmente en el contexto de infecciones recurrentes que afectan al mismo órgano 3,4.
Los GPCR guían a las células inmunitarias a tejidos y órganos específicos donde realizan funciones críticas, como dirigir las células T y NK CD8+ a los sitios tumorales para una acción citotóxica o ayudar a las células T CD4+ a orquestar las respuestas inmunitarias al apoyar la activación de otras células inmunitarias. Comprender cómo los GPCR dirigen las células T a sus ubicaciones precisas es esencial para avanzar en las inmunoterapias dirigidas 5,6. El desafío, sin embargo, radica en modelar estas interacciones complejas in vitro, ya que es difícil replicar simultáneamente tanto las señales espacialmente restringidas como las señales quimiotácticas direccionales.
Dilucidar las funciones de receptores específicos de leucocitos también suele ser un desafío debido a su limitada frecuencia de expresión en poblaciones endógenas y al hecho de que estos receptores suelen decorar distintos tipos de células. Esta complejidad hace que sea difícil aislar el papel de un receptor específico de otros mecanismos específicos de subconjuntos celulares. Idealmente, los métodos deberían comparar poblaciones similares, diferenciándose solo en el receptor de interés para proporcionar información clara.
Para superar estos desafíos, hemos adoptado un ensayo de referencia competitivo que emplea la transducción retroviral recombinante de MSCV para una expresión eficiente de GPCR en células T. Los vectores retrovirales MSCV, que combinan elementos de los vectores MESV basados en el virus del sarcoma mieloproliferativo (PCMV) y los vectores LN basados en el virus de la leucemia murina de Moloney (MMLV), incorporan una señal de empaquetamiento híbrido extendida derivada de los vectores LN7. Esta modificación mejora la eficiencia de la entrega de genes, lo que permite estudios a corto y largo plazo de la localización de células T in vivo. Mediante el uso de partículas retrovirales de alto título y microscopía confocal, el enfoque permite una visualización precisa del posicionamiento y las interacciones de las células T dentro de entornos de tejidos complejos. Presentamos protocolos detallados para la transducción retroviral de receptores de tráfico y la realización de ensayos de localización controlados internamente (los llamados competitivos) para estudiar el posicionamiento de linfocitos específicos de órganos y microambientes mediados por receptores. El objetivo general de este método es proporcionar información valiosa sobre los mecanismos de tráfico de células inmunitarias y permitir futuras aplicaciones tanto en la investigación básica como en el desarrollo terapéutico.
Todos los ratones de este estudio se mantuvieron en instalaciones específicas libres de patógenos (SPF) en el Sistema de Atención Médica de Asuntos de Veteranos de Palo Alto (VAPAHCS). Los ratones B6/SJL Prprc Pep3BoyJ (CD45.1), C57B6/J (CD45.2) y Rag1-/- se compraron a Jackson Laboratories. Si bien usamos PepBoy para obtener células CD45.1, recomendamos usar JAXBoy (C57BL/6J-Ptprcem6Lutzy/J). JAXBoy es una cepa totalmente coisogénica generada a través de CRISPR en lugar del retrocruzamiento tradicional, lo que mejora la consistencia genética. Históricamente, los estudios marcados con alotipos CD45 con ratones PepBoy (CD45.1), que no son totalmente congénitos, han incluido ensayos de recirculación y localización de controles con comparaciones de tipo salvaje (WT/WT) para abordar la posible variabilidad. Con los ratones JAXBoy ahora disponibles como una alternativa totalmente isogénica, es posible que estos controles adicionales ya no sean necesarios. Los investigadores aún deben considerar que las diferencias entre las variantes CD45.1 y CD45.2, como sus roles como proteínas tirosina fosfatasas, pueden influir en el comportamiento celular y los patrones de búsqueda. Todos los protocolos discutidos en el texto y a continuación han sido aprobados o cumplen con las pautas del Departamento de Medicina de Animales de Laboratorio acreditado y el Panel Administrativo sobre el Cuidado de Animales de Laboratorio en el Sistema de Atención Médica de VA Palo Alto (VAPAHCS). Los animales fueron sacrificados utilizando procedimientos aprobados. Se incluyeron ratones de ambos sexos, de 8 a 12 semanas de edad, en los experimentos.
1. Preparación del vector MSCV
2. Establecimiento del cultivo de líneas celulares de envasado
NOTA: Utilizamos células de platino E (Plat-E) de Cell Biolabs. Las células Plat-E son una línea celular basada en 293T con un promotor EF1α, que proporciona una expresión estable y de alto rendimiento de proteínas estructurales retrovirales (genes gag, pol y env), lo que permite el empaquetamiento retroviral con una sola transfección de plásmido8. Aunque se podrían utilizar otras líneas celulares, como NIH-3T3 o 293T, no hemos probado estas alternativas.
3. Producción de células transducidas
En este estudio, presentamos un protocolo detallado para investigar la capacidad de receptores específicos para dirigir la localización de células T in vivo. Como demostración de este protocolo, utilizamos GPR2513. Somos capaces de lograr una eficiencia de transducción del 30%-40% utilizando este protocolo, según lo evaluado por la tinción de Thy1.1 por citometría de flujo. Realizamos ensayos de quimiotaxis in vitro basados en transpocillos utiliz...
El ensayo de localización controlado internamente descrito en este estudio es un método integral para examinar el tráfico y el posicionamiento de células T mediado por GPCR dentro de diversos órganos y microambientes tisulares. Este enfoque integra varias optimizaciones críticas para mejorar la reproducibilidad, la precisión y la eficiencia.
Un aspecto crítico de este protocolo es la transducción eficiente de células T utilizando vectores retrovirale...
Los autores no tienen nada que revelar.
Con el apoyo de las subvenciones R01 AI178113 y R01 AI047822 de los NIH, la subvención 1903-03787 de The Leona M. & Harry B. Helmsley Charitable Trust y las subvenciones del Programa de Investigación de Enfermedades Relacionadas con el Tabaco (TRDRP) T31IP1880 y T33IR6609 a E.C.B.; Y.B. recibió el apoyo de un premio Research Fellows Award de la Fundación Americana de Crohn y Colitis (835171). B.O. ha contado con el apoyo de una beca postdoctoral de la Fundación Ramón Areces (Madrid, España) y un Research Fellows Award de la Fundación Americana de Crohn y Colitis (574148). A.A. contó con el apoyo del Instituto de Medicina Regenerativa de California (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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