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Method Article
Nous présentons des protocoles améliorés pour la transduction rétrovirale des récepteurs de trafic et le guidage compétitif afin d’étudier le positionnement des lymphocytes spécifiques aux organes et au microenvironnement médiés par les récepteurs. Cette méthode offre des informations précieuses sur les mécanismes de trafic des cellules immunitaires et a des applications potentielles dans la recherche fondamentale et thérapeutique future.
Comprendre comment l’expression du récepteur couplé aux protéines G (RCPG) affecte le positionnement cellulaire dans divers microenvironnements tissulaires est essentiel pour élucider les mécanismes de trafic des cellules immunitaires. Nous présentons un test de guidage compétitif conçu pour étudier la localisation des lymphocytes T médiés par les RCPG dans les organes exprimant leurs ligands chimioattractants apparentés, applicable à la fois aux études à court et à long terme. L’approche implique un protocole amélioré pour la transduction des lymphocytes T par le virus des cellules souches murines recombinantes (MSCV) afin d’exprimer le RCPG d’intérêt ou une construction de contrôle, suivie d’un retour compétitif chez les souris receveuses. La distribution cellulaire entre les différents organes est analysée à l’aide de la cytométrie en flux et/ou de la microscopie confocale. Dans des expériences à court terme (10-12 h), la microscopie confocale a révélé des schémas de localisation cellulaire distincts, y compris vers les alvéoles, les bronches sous-muqueuses, les sites veineux et l’interstitium dans le poumon, ainsi que l’épithélium tapissant la trachée, l’estomac et la corne utérine. Dans des études à long terme (1 à 7 semaines), la cytométrie en flux a fourni des informations sur l’accumulation cellulaire préférentielle, révélant des changements dynamiques et une maturation ou un repositionnement potentiel dans les tissus au fil du temps. Ce test de guidage compétitif est un outil robuste pour étudier le positionnement cellulaire médié par les RCPG, offrant des informations précieuses sur la distribution spécifique des tissus et les applications potentielles en immunologie et en recherche thérapeutique.
Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont fondamentaux dans la régulation d’une variété de processus cellulaires, notamment la transduction du signal, la neurotransmission, la régulation hormonale et la migration des cellules immunitaires1. Ils jouent un rôle crucial dans le contrôle spatio-temporel de la migration et de la localisation des lymphocytes2. Au cours de la phase d’amorçage des réponses immunitaires, le microenvironnement local et les interactions cellulaires incitent les lymphocytes T à exprimer un ensemble unique de molécules d’adhésion et de récepteurs de chimiokines connus sous le nom de récepteurs homing. Cette adaptation permet aux lymphocytes T expérimentés par l’antigène de s’engager avec des cellules endothéliales (CE) spécifiques à un organe et de migrer vers des tissus cibles distincts. La capacité des lymphocytes T à acquérir un tropisme tissulaire est essentielle pour des réponses de rappel efficaces, en particulier dans le contexte d’infections récurrentes affectant le même organe 3,4.
Les RCPG guident les cellules immunitaires vers des tissus et des organes spécifiques où elles remplissent des fonctions essentielles, comme diriger les lymphocytes T et NK CD8+ vers les sites tumoraux pour une action cytotoxique ou aider les lymphocytes T CD4+ à orchestrer les réponses immunitaires en soutenant l’activation d’autres cellules immunitaires. Comprendre comment les RCPG dirigent les lymphocytes T vers leurs emplacements précis est essentiel pour faire progresser les immunothérapies ciblées 5,6. Le défi, cependant, réside dans la modélisation de ces interactions complexes in vitro, car il est difficile de reproduire simultanément des signaux spatialement restreints et des signaux chimiotactiques directionnels.
Il est également souvent difficile d’élucider les rôles de récepteurs leucocytaires spécifiques en raison de leur fréquence d’expression limitée dans les populations endogènes et du fait que ces récepteurs décorent généralement des types de cellules distincts. Cette complexité rend difficile l’isolement du rôle d’un récepteur spécifique à partir d’autres mécanismes spécifiques à un sous-ensemble cellulaire. Idéalement, les méthodes devraient comparer des populations similaires, ne différant que par le récepteur d’intérêt pour fournir des informations claires.
Pour surmonter ces défis, nous avons adopté un test de guidage compétitif qui utilise la transduction rétrovirale recombinante du MSCV pour une expression efficace des RCPG dans les lymphocytes T. Les vecteurs rétroviraux MSCV, qui combinent des éléments des vecteurs MESV basés sur le virus du sarcome myéloprolifératif (PCMV) et des vecteurs LN basés sur le virus de la leucémie murine Moloney (MMLV), intègrent un signal d’emballage hybride étendu dérivé des vecteurs LN7. Cette modification améliore l’efficacité de l’administration des gènes, permettant des études à court et à long terme de la localisation des lymphocytes T in vivo. En utilisant des particules rétrovirales à titre élevé et la microscopie confocale, l’approche permet une visualisation précise du positionnement et des interactions des lymphocytes T dans des environnements tissulaires complexes. Nous présentons des protocoles détaillés pour la transduction rétrovirale des récepteurs de trafic et la réalisation de tests de guidage contrôlés en interne (dits compétitifs) pour étudier le positionnement des lymphocytes spécifiques aux organes et au microenvironnement médiés par les récepteurs. L’objectif global de cette méthode est de fournir des informations précieuses sur les mécanismes de trafic des cellules immunitaires et de permettre des applications futures dans la recherche fondamentale et le développement thérapeutique.
Toutes les souris de cette étude ont été maintenues dans des installations exemptes d’agents pathogènes spécifiques (SPF) du système de soins de santé des anciens combattants de Palo Alto (VAPAHCS). Les souris B6/SJL Prprc Pep3BoyJ (CD45.1), C57B6/J (CD45.2) et Rag1-/- ont été achetées à Jackson Laboratories. Bien que nous ayons utilisé PepBoy pour obtenir des cellules CD45.1, nous recommandons d’utiliser JAXBoy (C57BL/6J-Ptprcem6Lutzy/J). JAXBoy est une souche entièrement coisogénique générée par CRISPR au lieu du rétrocroisement traditionnel, ce qui améliore la cohérence génétique. Historiquement, les études marquées par l’allotype CD45 utilisant des souris PepBoy (CD45.1), qui ne sont pas entièrement congéniques, ont inclus des tests de contrôle par guidage et de recirculation avec des comparaisons de type sauvage (WT/WT) pour tenir compte de la variabilité potentielle. Les souris JAXBoy étant désormais disponibles en tant qu’alternative entièrement isogénique, ces contrôles supplémentaires pourraient ne plus être nécessaires. Les chercheurs devraient toujours tenir compte du fait que les différences entre les variants CD45.1 et CD45.2, telles que leurs rôles en tant que protéines tyrosine phosphatases, peuvent influencer le comportement cellulaire et les modèles de ralliement. Tous les protocoles discutés dans le texte et ci-dessous ont été approuvés ou répondent aux directives du Département accrédité de médecine des animaux de laboratoire et du Groupe administratif sur les soins aux animaux de laboratoire du système de soins de santé VA Palo Alto (VAPAHCS). Les animaux ont été sacrifiés selon des procédures approuvées. Des souris des deux sexes, âgées de 8 à 12 semaines, ont été incluses dans les expériences.
1. Préparation du vecteur MSCV
2. Mise en place de la culture de lignées cellulaires d’emballage
REMARQUE : Nous avons utilisé des cellules Platinum E (Plat-E) de Cell Biolabs. Les cellules Plat-E sont une lignée cellulaire à base de 293T avec un promoteur EF1α, qui fournit une expression stable et à haut rendement de protéines structurelles rétrovirales (gènes gag, pol et env), permettant un empaquetage rétroviral avec une seule transfection plasmidique8. Bien que d’autres lignées cellulaires, telles que NIH-3T3 ou 293T, puissent être utilisées, nous n’avons pas testé ces alternatives.
3. Production de cellules transduites
Dans cette étude, nous présentons un protocole détaillé pour étudier la capacité de récepteurs spécifiques à diriger la localisation des lymphocytes T in vivo. Comme démonstration de ce protocole, nous avons utilisé le GPR2513. Nous sommes en mesure d’atteindre une efficacité de transduction de 30 à 40 % en utilisant ce protocole, comme l’évalue la coloration Thy1.1 par cytométrie en flux. Nous avons effectué des tests de chimiotaxie in vit...
Le test de guidage contrôlé en interne décrit dans cette étude est une méthode complète pour examiner le trafic et le positionnement des lymphocytes T médiés par les RCPG dans divers organes et microenvironnements tissulaires. Cette approche intègre plusieurs optimisations critiques pour améliorer la reproductibilité, la précision et l’efficacité.
Un aspect essentiel de ce protocole est la transduction efficace des lymphocytes T à l’aide de v...
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Soutenu par les subventions R01 AI178113 et R01 AI047822 des NIH, la subvention 1903-03787 du Leona M. & Harry B. Helmsley Charitable Trust, et les subventions du Tobacco-Related Disease Research Program (TRDRP) T31IP1880 et T33IR6609 à l’ECB ; Y.B. a été soutenu par une bourse de recherche de la Crohn’s and Colitis Foundation of America (835171). B.O. a été soutenu par une bourse postdoctorale de la Fondation Ramon Areces (Madrid, Espagne) et une bourse de recherche de la Fondation américaine pour la maladie de Crohn et la colite (574148). Les AA ont reçu l’appui du California Institute for Regenerative Medicine (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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