Identificación, clasificación y perfilado de células asesinas funcionales mediante la captura de un objetivo fluorescente.

Blog

HogarHogar / Blog / Identificación, clasificación y perfilado de células asesinas funcionales mediante la captura de un objetivo fluorescente.

Jun 22, 2023

Identificación, clasificación y perfilado de células asesinas funcionales mediante la captura de un objetivo fluorescente.

Nature Biomedical Engineering (2023) Cite este artículo 9 Detalles de Altmetric Metrics Los ensayos para evaluar la citotoxicidad mediada por células se centran en gran medida en las células diana y no pueden identificar ni aislar

Ingeniería Biomédica de la Naturaleza (2023)Citar este artículo

9 altmétrica

Detalles de métricas

Los ensayos para evaluar la citotoxicidad mediada por células se centran en gran medida en las células diana y no pueden identificar ni aislar subpoblaciones de células efectoras citotóxicas. Aquí describimos un ensayo compatible con la citometría de flujo para la identificación y clasificación precisas de subpoblaciones de células asesinas funcionales en cocultivos. El ensayo, que denominamos PAINTKiller (por 'identificación por transferencia intracelular de proximidad y afinidad de células asesinas'), se basa en la detección de una proteína fluorescente intracelular 'pintada' por una célula lisada en la superficie de la célula citotóxica lisante (específicamente, en la superficie celular). lisis, el éster succinimidílico de carboxifluoresceína derivado de fluoresceína intracelular es capturado en la superficie de la célula asesina natural por un anticuerpo para el isotiocianato anti-fluoresceína unido a un anticuerpo para el receptor de superficie panleucocitario CD45). El ensayo puede integrarse con la secuenciación de ARN unicelular para el análisis de vías moleculares asociadas con la citotoxicidad celular y puede usarse para descubrir correlatos de respuestas inmunes funcionales.

Esta es una vista previa del contenido de la suscripción, acceda a través de su institución

Acceda a Nature y a otras 54 revistas de Nature Portfolio

Obtenga Nature+, nuestra suscripción de acceso en línea con la mejor relación calidad-precio

$29.99 / 30 días

cancelar en cualquier momento

Suscríbete a esta revista

Reciba 12 números digitales y acceso en línea a artículos

$99.00 por año

sólo $8.25 por número

Alquila o compra este artículo

Los precios varían según el tipo de artículo.

desde $ 1,95

a$39.95

Los precios pueden estar sujetos a impuestos locales que se calculan durante el pago.

Los conjuntos de genes distintivos seleccionados están disponibles públicamente en Molecular Signatures Database (MSigDB, v.7.4). Los datos de secuenciación de PAINTKiller-seq están disponibles en la base de datos GEO, con número de acceso GSE207508. Todos los datos necesarios para evaluar las conclusiones descritas en este artículo se incluyen en el documento y su información complementaria. Los conjuntos de datos sin procesar y analizados generados durante el estudio están disponibles para fines de investigación a través de los autores correspondientes previa solicitud razonable. Los datos originales se proporcionan con este documento.

El código R para reproducir los análisis mostrados en las figuras está disponible en Zenodo en https://doi.org/10.5281/zenodo.8004120.

Kagi, D., Ledermann, B., Burki, K., Zinkernagel, RM y Hengartner, H. Mecanismos moleculares de citotoxicidad mediada por linfocitos y su papel en la protección inmunológica y patogénesis in vivo. Año. Rev. Immunol. 14, 207–232 (1996).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Prager, I. y Watzl, C. Mecanismos de citotoxicidad celular mediada por células asesinas naturales. J. Leukoc. Biol. 105, 1319-1329 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Brunner, KT, Mauel, J., Cerottini, JC y Chapuis, B. Ensayo cuantitativo de la acción lítica de células linfoides inmunes en células diana alogénicas marcadas con 51Cr in vitro; inhibición por isoanticuerpos y por fármacos. Inmunología 14, 181–196 (1968).

CAS PubMed PubMed Central Google Académico

Sepp, A., Binns, RM y Lechler, RI Protocolo mejorado para la detección colorimétrica de citotoxicidad mediada por complemento basado en la medición de la actividad de lactato deshidrogenasa citoplasmática. J. Inmunol. Métodos 196, 175–180 (1996).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Wong, P., Wagner, JA, Berrien-Elliott, MM, Schappe, T. y Fehniger, TA Ensayo de citotoxicidad de células NK murinas ex vivo basado en citometría de flujo. Protocolo STAR. 2, 100262 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kandarian, F., Sunga, GM, Arango-Saenz, D. & Rossetti, M. Un ensayo de citotoxicidad basado en citometría de flujo para la evaluación de la actividad de las células NK humanas. J. Vis. Exp. (126), e56191 (2017).

Wu, X., Zhang, Y., Li, Y. y Schmidt-Wolf, IGH Mejoras en el ensayo de citotoxicidad basado en citometría de flujo. Citometría A 99, 680–688 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Peper, JK y cols. Un ensayo de citotoxicidad basado en impedancia para la evaluación en tiempo real y sin etiquetas de la destrucción de células adherentes mediada por células T. J. Inmunol. Métodos 405, 192-198 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Vembadi, A., Menachery, A. & Qasaimeh, MA Citometría celular: revisión y perspectiva de los avances biotecnológicos. Frente. Bioeng. Biotecnología. 7, 147 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Slota, M., Lim, JB, Dang, Y. & Disis, ML ELISpot para medir las respuestas inmunitarias humanas a las vacunas. Expert Rev. Vacunas 10, 299–306 (2011).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Alter, G., Malenfant, JM & Altfeld, M. CD107a como marcador funcional para la identificación de la actividad de las células asesinas naturales. J. Inmunol. Métodos 294, 15-22 (2004).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Bryceson, YT, March, ME, Barber, DF, Ljunggren, HG & Long, EO Polarización y desgranulación de gránulos citolíticos controladas por diferentes receptores en células NK en reposo. J. Exp. Medicina. 202, 1001–1012 (2005).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wolint, P., Betts, MR, Koup, RA y Oxenius, A. La citotoxicidad inmediata pero no la desgranulación distingue los subconjuntos efectores y de memoria de las células T CD8+. J. Exp. Medicina. 199, 925–936 (2004).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Skelley, AM, Kirak, O., Suh, H., Jaenisch, R. y Voldman, J. Control microfluídico del emparejamiento y la fusión celular. Nat. Métodos 6, 147-152 (2009).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dura, B. y col. Perfilado de interacciones de linfocitos a nivel unicelular mediante emparejamiento de células microfluídicas. Nat. Comunitario. 6, 5940 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Dura, B. y col. Ensayo multiparamétrico longitudinal de las interacciones de los linfocitos desde el inicio mediante cultivo y emparejamiento de células microfluídicas. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 113, E3599–E3608 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Assenmacher, M., Lohning, M. & Radbruch, A. Detección y aislamiento de células secretoras de citocinas mediante el ensayo citométrico de secreción de citocinas. actual. Protocolo. Inmunol. https://doi.org/10.1002/0471142735.im0627s46 (2002).

McKinnon, KM Citometría de flujo: una descripción general. actual. Protocolo. Inmunol. https://doi.org/10.1002/cpim.40 (2018).

Deng, N. & Mosmann, TR Optimización del ensayo de secreción de citoquinas para IL-2 humana en ensayos únicos y combinados. Citometría A 87, 777–783 (2015).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Trinklein, ND y cols. Eliminación eficiente de tumores y liberación mínima de citoquinas con nuevos anticuerpos biespecíficos agonistas de células T. MAbs 11, 639–652 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bueno, Z. et al. El rastreo de proliferación con citometría de masas unicelulares optimiza la generación de células T similares a las células madre. Nat. Biotecnología. 37, 259–266 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Matera, G., Lupi, M. y Ubezio, P. Respuesta celular heterogénea al topotecán en una prueba de proliferación basada en CFSE. Citometría A 62, 118-128 (2004).

Artículo PubMed Google Scholar

Ponchio, L. et al. Mitomicina C como alternativa a la irradiación para inhibir el crecimiento de la capa alimentaria en ensayos de cultivo a largo plazo. Citoterapia 2, 281–286 (2000).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Llames, S., García-Pérez, E., Meana, A., Larcher, F. & del Rio, M. Acciones y aplicaciones de las células de la capa alimentadora. Ing. de Tejidos. B Rev. P. 21, 345–353 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Krzewski, K., Gil-Krzewska, A., Nguyen, V., Peruzzi, G. & Coligan, JE LAMP1/CD107a es necesaria para la administración eficiente de perforina a los gránulos líticos y la citotoxicidad de las células NK. Sangre 121, 4672–4683 (2013).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, D. y col. Organización dependiente de integrina y tráfico vesicular bidireccional en sinapsis inmunes citotóxicas. Inmunidad 31, 99-109 (2009).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Suen, WC, Lee, WY, Leung, KT, Pan, XH y Li, G. Inmunoterapia contra el cáncer basada en células asesinas naturales: una revisión de 10 años de ensayos clínicos completados. Inversión en cáncer. 36, 431–457 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Surman, DR, Dudley, ME, Overwijk, WW y Restifo, NP Vanguardia: control de células T CD4+ de la reactividad de las células T CD8+ a un antígeno tumoral modelo. J. Inmunol. 164, 562–565 (2000).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Rosenberg, SA & Dudley, ME Regresión del cáncer en pacientes con melanoma metastásico después de la transferencia de linfocitos antitumorales autólogos. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 101, 14639–14645 (2004).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Caligiuri, MA Células asesinas naturales humanas. Sangre 112, 461–469.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Spiegel, JY y cols. Células CAR T con doble orientación de CD19 y CD22 en pacientes adultos con neoplasias malignas de células B recurrentes o refractarias: un ensayo de fase 1. Nat. Medicina. 27, 1419-1431 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Prager, I. et al. Las células NK cambian de la granzima B a la citotoxicidad mediada por receptores de muerte durante la muerte en serie. J. Exp. Medicina. 216, 2113–2127 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Park, J. y col. Micropartículas multifuncionales con capacidades de estimulación y detección para un ensayo sencillo de la actividad de las células NK. ACS Sens.6, 693–697 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Dybkaer, K. y col. Análisis transcripcional de todo el genoma de células asesinas naturales humanas en reposo y activadas por IL2: firmas de expresión génica indicativas de nuevas vías de señalización molecular. BMC Genomics 8, 230 (2007).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, J. y col. Las acciones secuenciales de EOMES y T-BET promueven la maduración gradual de las células asesinas naturales. Nat. Comunitario. 12, 5446 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

van Helden, MJ y cols. La maduración de las células NK terminales está controlada por acciones concertadas de T-bet y Zeb2 y es esencial para el rechazo del melanoma. J. Exp. Medicina. 212, 2015-2025 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Chester, C., Fritsch, K. y Kohrt, HE Inmunomodulación de células asesinas naturales: dirigida a la señalización de receptores activadores, inhibidores y coestimulados para la inmunoterapia contra el cáncer. Frente. Inmunol. 6, 601 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Connor, JH, Weiser, DC, Li, S., Hallenbeck, JM y Shenolikar, S. La proteína GADD34 inducible por daño al ADN y detención del crecimiento ensambla un nuevo complejo de señalización que contiene la proteína fosfatasa 1 y el inhibidor 1. Mol. Celúla. Biol. 21, 6841–6850 (2001).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang, XW y cols. Inducción GADD45 de un punto de control del ciclo celular G2/M. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 96, 3706–3711 (1999).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li, Y., Yu, M., Yin, J., Yan, H. y Wang, X. La señal de calcio mejorada induce la desgranulación de las células NK pero inhibe su actividad citotóxica. J. Inmunol. 208, 347–357 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Jacobi, C. y col. La exposición de las células NK a inmunoglobulina intravenosa induce la liberación y desgranulación de IFN gamma, pero inhibe su actividad citotóxica. Clínico. Inmunol. 133, 393–401 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Stoeckius, M. y col. Medición simultánea de epítopos y transcriptomas en células individuales. Nat. Métodos 14, 865–868 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Parish, CR Tintes fluorescentes para estudios de migración y proliferación de linfocitos. Inmunol. Biol celular. 77, 499–508 (1999).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zheng, Y., Tang, L., Mabardi, L., Kumari, S. & Irvine, DJ Mejora de la terapia celular adoptiva del cáncer mediante la administración dirigida de inmunomoduladores de moléculas pequeñas a receptores internalizados o no internalizados. ACS Nano 11, 3089–3100 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wu, T., Womersley, HJ, Wang, JR, Scolnick, J. & Cheow, LF Evaluación resuelta en el tiempo de la secreción de proteínas unicelulares mediante secuenciación. Nat. Métodos 20, 723–734 (2023).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Roelli, P., bbimber, Flynn, B., James Revale y Gui, G. Hoohm/CITE-seq-Count: 1.4.2 (1.4.2). Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.2585469 (2019).

Hao, Y. et al. Análisis integrado de datos unicelulares multimodales. Celda 184, 3573–3587.e29 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pont, F., Tosolini, M. y Fournie, JJ Single-Cell Signature Explorer para una visualización integral de firmas de células individuales en conjuntos de datos scRNA-seq. Ácidos nucleicos res. 47, e133 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yu, G., Wang, LG, Han, Y. & He, QY clusterProfiler: un paquete R para comparar temas biológicos entre grupos de genes. ÓMICAS 16, 284–287 (2012).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Subramanian, A. y col. Análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes: un enfoque basado en el conocimiento para interpretar perfiles de expresión de todo el genoma. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 102, 15545–15550 (2005).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Descargar referencias

Agradecemos el apoyo técnico del Laboratorio de Citometría de Flujo (Clúster de Ciencias Médicas de NUS) para la clasificación de células. LFC recibió el apoyo para la investigación descrita en este estudio del Consejo Nacional de Investigación Médica (MOH-OFIRG18nov-003), el Ministerio de Educación de Singapur (MOE-T2EP30120-0008) y la Alianza Singapur-MIT para la Investigación y la Tecnología de Análisis Crítico para la Fabricación. Grupo de Investigación Interdisciplinar de Medicina Personalizada (SMART CAMP).

Estos autores contribuyeron igualmente: Yen Hoon Luah, Tongjin Wu.

Instituto de Innovación y Tecnología en Salud, Universidad Nacional de Singapur, Singapur, Singapur

Yen Hoon Luah, Tongjin Wu y Lih Feng Cheow

Grupo de Investigación Interdisciplinaria de Análisis Crítico para la Fabricación de Medicina Personalizada, Alianza Singapur-MIT en Investigación y Tecnología, Singapur, Singapur

Yen Hoon Luah y Lih Feng Cheow

Departamento de Ingeniería Biomédica, Facultad de Diseño e Ingeniería, Universidad Nacional de Singapur, Singapur, Singapur

Tongjin Wu y Lih Feng Cheow

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

LFC, YHL y TW concibieron y diseñaron el estudio. TW realizó los experimentos correspondientes a las Figs. 2, 4 y 7. YHL realizó los experimentos correspondientes a la Fig. 3. TW y LFC realizaron el análisis de datos PAINTKiller-seq. LFC, TW y YHL escribieron el manuscrito. Todos los autores comentaron el manuscrito y aprobaron el envío.

Correspondencia a Lih Feng Cheow.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Nature Biomedical Engineering agradece a los revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Los informes de los revisores pares están disponibles.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

a, Datos de expresión genética sin filtrar de dos carriles de secuenciación ('Exp. 1' y 'Exp. 2'). Las células con los siguientes criterios se filtraron para el análisis posterior: números de genes> 1200 y <8000, recuentos de expresión genética> 1000 y <40 000, genes mitocondriales <10% del total de genes detectados. b, Las muestras de células, incluido el grupo de cocultivo NK-K562 ('NK + K562'), el grupo solo NK ('solo NK') y el control de tinción de isotipo ('Isotipo ctrl'), se demultiplexaron según su intensidad de tinción de anti -β2M hashtags. Los números de celda de cada grupo se muestran entre paréntesis.

a, b, Las células se agruparon según sus perfiles transcripcionales (a) y las células no NK se excluyeron según la expresión de genes asociados al linaje, como CD3E para células T y HBA1/HBA2 para células K562 (b). c, las células NK se reagruparon según sus perfiles transcripcionales. Se identificaron un total de 13 conglomerados. Los grupos 6 y 7 se encontraron principalmente en muestras NK que se cultivaron conjuntamente con células K562.

Figuras y tablas complementarias.

Datos fuente.

Datos fuente.

Datos fuente.

Datos fuente.

Datos fuente.

Datos fuente.

Springer Nature o su licenciante (por ejemplo, una sociedad u otro socio) posee los derechos exclusivos de este artículo en virtud de un acuerdo de publicación con los autores u otros titulares de derechos; El autoarchivo por parte del autor de la versión manuscrita aceptada de este artículo se rige únicamente por los términos de dicho acuerdo de publicación y la ley aplicable.

Reimpresiones y permisos

Luah, YH, Wu, T. & Cheow, LF Identificación, clasificación y perfilado de células asesinas funcionales mediante la captura de lisado fluorescente de células diana. Nat. Biomédica. Ing (2023). https://doi.org/10.1038/s41551-023-01089-z

Descargar cita

Recibido: 15 de julio de 2022

Aceptado: 04 de agosto de 2023

Publicado: 31 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41551-023-01089-z

Cualquier persona con la que comparta el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt