Summary

Activación de los macrófagos alveolares murinos recolección y evaluación de celular inducida por nanopartículas polianhidrido

Published: June 08, 2012
doi:

Summary

Aquí se describen los protocolos para la recogida de los macrófagos alveolares murinos, que residan las células inmunes en el pulmón, y el examen de su activación en respuesta a la co-cultivo con nanopartículas polianhídrido.

Abstract

Nanopartículas biodegradables se han convertido en una plataforma versátil para el diseño e implementación de nuevas vacunas intranasales contra enfermedades infecciosas respiratorias. Específicamente, polianhídrido nanopartículas compuesto del ácido alifático sebácico (SA), la aromático 1,6-bis (p-carboxifenoxi) hexano (LPA), o la anfifílico 1,8-bis (p-carboxifenoxi) -3,6-dioxaoctano (CPTEG) muestran granel único y cinética de la superficie de erosión 1,2 y puede ser explotado para liberar lentamente biomoléculas funcionales (por ejemplo, antígenos proteicos, inmunoglobulinas, etc) de vivo 3,4,5. Estas nanopartículas tienen también actividad adyuvante intrínseca, por lo que una excelente elección para una plataforma de administración de la vacuna 6,7,8.

Con el fin de dilucidar los mecanismos que regulan la activación de la inmunidad innata la mucosa nasal después de la vacunación, se debe evaluar las respuestas moleculares y celulares del antígeno pcélulas resentidos (APC), responsables de iniciar la respuesta inmune. Las células dendríticas son las CPA principales que se encuentran en la realización de las vías respiratorias, mientras que los macrófagos alveolares (AMɸ) predominan en el parénquima pulmonar 9,10,11. AMɸ son altamente eficientes en la limpieza de los pulmones de los microbios patógenos y los residuos celulares 12,13. Además, este tipo de células juega un papel importante en el transporte de antígenos microbianos a los ganglios linfáticos de drenaje, que es un primer paso importante en la iniciación de una respuesta inmune adaptativa 9. AMɸ también expresan niveles elevados de reconocimiento de patrones innatos y los receptores scavenger, los mediadores pro-inflamatorios secretan, y las células T vírgenes 12,14. Una población relativamente pura de AMɸ (por ejemplo, superior al 80%) se puede obtener fácilmente a través de lavado pulmonar para su estudio en el laboratorio. Residente AMɸ recogerá a partir de animales inmunes competentes faciliten un fenotipo representante de los macrófagos que encounter la vacuna basada en partículas in vivo. Aquí se describen los protocolos utilizados para la cosecha y la cultura AMɸ de ratones y examinar el fenotipo de la activación de los macrófagos después del tratamiento con nanopartículas polianhídrido in vitro.

Protocol

1. La recolección macrófagos alveolares (AMɸ) del ratón usando lavado pulmonar Use equipos de protección personal (EPP), como una bata de laboratorio, guantes desechables y protección ocular adecuada. Preparar completa AMɸ (cAMɸ) medio antes del inicio de la cosecha. Añadir 2,5 ml de penicilina / estreptomicina (penicilina / estreptomicina) solución, 250 l de β-mercaptoetanol (2-mercaptoetanol), y 25 ml de inactivado por calor suero fetal bovino (SFB) a 222,25 ml de medio modificado Dulbe…

Discussion

Polianhidrido plataformas de la vacuna de nanopartículas han demostrado su eficacia cuando se administra por vía intranasal en los regímenes de dosis única 5. Medición de la activación de las poblaciones de células fagocíticas residentes en los pulmones inducidas por esta plataforma de administración de vacunas permite la evaluación de su capacidad potencial para promover en última instancia la respuesta inmune adaptativa.

En concreto, la cosecha macrófagos alveolares …

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores desean agradecer a Ejército de los EE.UU. de Investigación Médica y Material de comandos (números de concesión W81XWH-09-1-0386 y W81XWH-10-1-0806) para el apoyo financiero y el Dr. Shawn Rigby del Fondo Estatal de Iowa Citometría de flujo para la Universidad su experto en asistencia técnica.

Materials

Name of the reagent Company Catalog number Comments
      cAM Media
DMEM Cellgro 15-013-CV  
50 mM 2-mercaptoethanol Sigma M3148-25ML  
Penicillin/Streptomycin 10,000 μg/ mL Solution Cellgro 30-002-CI  
Fetal Bovine Serum Atlanta Biologicals S11150  
      FACS Buffer
Sodium chloride Fisher Scientific S671-500  
Sodium phosphate Fisher Scientific MK7868500  
Potassium chloride Fisher Scientific P217500  
Potassium phosphate Fisher Scientific P288-200  
BSA (Bovine Serum Albumin) Sigma A7888  
Sodium Azide Sigma S2002  
      Antibodies
Rat IgG Sigma I4341  
Anti-Ms CD16/32 eBioscience 16-0161  
Anti-Ms MHC II haplotype I-A/I-E, clone M5/114.15.2, conjugated to fluorescein isothiocyanate (FITC) eBioscience 11-5321  
Anti-mouse CD86, clone GL-1, conjugated to allophycocyanin (APC)-Cy7 Biolegend 105030  
Anti-mouse CD40, clone 1C10, conjugated to APC eBioscience 17-0401  
Anti-mouse CD209, clone 5H10, conjugated to Biotin eBioscience 13-2091  
Anti-mouse CD11b, clone M1/70, conjugated to Alexa Fluor 700 eBioscience 56-0112  
Anti-mouse F4/80, clone BM8, conjugated to phycoerythrin (PE)-Cy7 eBioscience 25-4801  
PE-Texas red conjugated Streptavidin BD Biosciences 551487  
      Other Supplies and Reagents
Ethanol Fisher Scientific A405-20 Used as 70% (v/v)
Compressed CO2 Linweld 16000060  
1 mL Syringe BD Biosciences 309659  
Sovereign 3 ½” Fr Tom Catcatheter Kendall 703021  
Biosafety Cabinet NUAIRE Series 22  
Dissection Scissors Fisher 138082  
Forceps Roboz RS-8254  
PBS, 1X without calcium and magnesium Cellgro 21-040-CM  
15 mL Centrifuge Tubes with Screw Cap VWR International 21008-216  
Six-well Tissue Culture Treated Plates Costar 3516  
Plastic Tube Racks Nalgene 5970  
Cell Scraper 24 cm TPP 99002  
5 mL Polystyrene Round-Bottom Tube Falcon 352008  
Pipet-aid XL Drummond 4-000-105  
10, 5, and 2 mL Pipettes Fisher 13-675  
200 and 10 μL micropipettors Gilson Pipetman F123601  
200 and 10 μL pipette tips Fisher 02-707  
BD Stabilizing Fixative BD Biosciences 338036  
Isoton II Diluent Beckman-Coulter 8546719  
Zap-oglobin II Lytic Reagent Beckman-Coulter 7546138  
Coulter Counter Polystyrene Vials Beckman-Coulter 14310-684  
Test Tubes BD Biosciences 352008  
      Equipment
Refrigerated Centrifuge Labnet 50075040  
Humidified Incubator CO2 Nuaire Model Autoflow 8500  
FACSCanto Flow Cytometer BD Biosciences 338960  
Coulter Particle Counter Z1 Beckman-Coulter WS-Z1DUALPC  
Sonicator Liquid Processing Equipment with Microtip Misonix Model No. S-4000  

References

  1. Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. Immunomodulatory biomaterials. Int. J. Pharm. 364, 265-271 (2008).
  2. Torres, M. P., Vogel, B. M., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. Synthesis and characterization of novel polyanhydrides with tailored erosion mechanisms. J. Biomed. Mater. Res. A. 76, 102-110 (2006).
  3. Lopac, S. K., Torres, M. P., Wilson-Welder, J. H., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Effect of polymer chemistry and fabrication method on protein release and stability from polyanhydride microspheres. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 91, 938-947 (2009).
  4. Torres, M. P., Determan, A. S., Anderson, G. L., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. Amphiphilic polyanhydrides for protein stabilization and release. Biomaterials. 28, 108-116 (2007).
  5. Ulery, B. D. Design of a Protective Single-Dose Intranasal Nanoparticle-Based Vaccine Platform for Respiratory Infectious Diseases. PLoS ONE. 6, e17642 (2011).
  6. Petersen, L. K., Xue, L., Wannemuehler, M. J., Rajan, K., Narasimhan, B. The simultaneous effect of polymer chemistry and device geometry on the in vitro activation of murine dendritic cells. Biomaterials. 30, 5131-5142 (2009).
  7. Petersen, L. K. Activation of innate immune responses in a pathogen-mimicking manner by amphiphilic polyanhydride nanoparticle adjuvants. Biomaterials. 32, 6815-6822 (2011).
  8. Torres, M. P. Polyanhydride microparticles enhance dendritic cell antigen presentation and activation. Acta. Biomater. 7, 2857-2864 (2011).
  9. Kirby, A. C., Coles, M. C., Kaye, P. M. Alveolar macrophages transport pathogens to lung draining lymph nodes. J. Immunol. 183, 1983-1989 (2009).
  10. Barletta, K. E. Leukocyte compartments in the mouse lung: Distinguishing between marginated, interstitial, and alveolar cells in response to injury. J. Immunol. Methods. , (2011).
  11. Rubins, J. B. Alveolar macrophages: wielding the double-edged sword of inflammation. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 167, 103-104 (2003).
  12. Sun, K., Gan, Y., Metzger, D. W. Analysis of Murine Genetic Predisposition to Pneumococcal Infection Reveals a Critical Role of Alveolar Macrophages in Maintaining the Sterility of the Lower Respiratory Tract. Infect. Immun. 79, 1842-1847 (2011).
  13. Morimoto, K. Alveolar Macrophages that Phagocytose Apoptotic Neutrophils Produce Hepatocyte Growth Factor during Bacterial Pneumonia in Mice. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 24, 608-615 (2001).
  14. Gordon, S., Taylor, P. R. Monocyte and macrophage heterogeneity. Nat. Rev. Immunol. 5, 953-964 (2005).
  15. Ulery, B. D. Polymer chemistry influences monocytic uptake of polyanhydride nanospheres. Pharm. Res. 26, 683-690 (2009).
  16. Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. High-throughput analysis of protein stability in polyanhydride nanoparticles. Acta Biomater. 6, 3873-3881 (2010).
  17. Irvin, C. G., Bates, J. H. Measuring the lung function in the mouse: the challenge of size. Respir. Res. 4, 4 (2003).

Play Video

Citer Cet Article
Chavez-Santoscoy, A. V., Huntimer, L. M., Ramer-Tait, A. E., Wannemuehler, M., Narasimhan, B. Harvesting Murine Alveolar Macrophages and Evaluating Cellular Activation Induced by Polyanhydride Nanoparticles. J. Vis. Exp. (64), e3883, doi:10.3791/3883 (2012).

View Video