Un protocollo di criopulverizzazione per l'elaborazione delle zampe del topo per valutare i percorsi molecolari di infiammazione dei tessuti in un modello di artrite indotta dal collagene

Summary

È stato sviluppato un metodo criogenico di polverizzazione per la trattamento delle zampe murine utilizzando un congelatore liquido congelatore di azoto per migliorare la resa e la qualità dell’RNA o delle proteine estratte dai tessuti e consentire l’analisi dei profili molecolari associati agli infiammatori Risposte.

Abstract

Profilare i cambiamenti molecolari nei tessuti locali è fondamentale per comprendere i meccanismi di azione dei candidati terapeutici in vivo. Nel campo della ricerca sull’artrite, molti studi si concentrano sulle articolazioni infiammate che sono composte da una complessa miscela di ossa, cartilagine, muscoli, cellule stromali e cellule immunitarie. Qui, abbiamo stabilito un metodo meccanico affidabile e robusto per interrompere le zampe di topo infiammate in campioni polverizzati omogenei in un ambiente controllato criogenicamente. Le proteine e i lysati di RNA sono stati elaborati per consentire gli endpoint proteomici e trascrittivi e la caratterizzazione molecolare delle vie di malattia rilevanti nel tessuto locale.

Introduction

L’artrite reumatoide (RA) è una malattia infiammatoria sistemica cronica con sinovite simmetriche persistenti nelle articolazioni e coinvolgimento extra articolare di organi come la pelle, il cuore, i polmoni e gli occhi¹. Anche se le manifestazioni sistemiche della risposta immunitaria sono evidenti nei pazienti umani, uno dei segni distintivi della patologia RA è l’infiltrazione delle cellule immunitarie nel tessuto sinoviale e la proliferazione delle cellule fibroblaste sinoviali².

Simile all’AR umana, il modello di artrite indotta dal collagene di topo (CIA) suscita una forte infiammazione tissutale con risposte immunitarie attive nei tessuti sinoviali e nei compartimenti sistemici. La suscettibilità di diversi ceppi di mouse al modello CIA si collega all’aplotipo del complesso di istocompatibilità maggiore (MHC) e alle interazioni specifiche delle cellule T e delle cellule B^3,4. Inoltre, molte vie patogene nell’AR umana, tra cui la produzione di autoanticorpi, deposizione del complesso immunitario, attivazione delle cellule mieloidi, manifestazioni poliuacolari e formazione di pannus con infiltrazione immunitaria sinoviale, sono anche evidenti in questo modello ^5,6. Gli investigatori hanno impiegato questo modello ben consolidato CIA per studiare gli effetti dei trattamenti citochini antinfiammatori⁷. Molti biologici omologati per le malattie autoimmuni o infiammatorie, come anti-TNF e anti-IL-6, sono trovati per essere efficace nel modello CIA^8,9.

Profilare le interazioni del sistema immunitario nel tessuto sinoviale è fondamentale per chiarire i meccanismi molecolari associati alla patogenesi dell’AR. Nell’ambiente clinico umano, una pratica comune è quella di eseguire biopsie sinoviali dell’ago sotto la guida dell’imaging a ultrasuoni. Negli ambienti preclinici, l’architettura più piccola delle articolazioni murine rende le procedure di biopsia molto più difficili se non impossibili. Recentemente, abbiamo dimostrato l’utilizzo del modello murine CIA per valutare combinazioni di farmaci per influenzare diversi endpoint e risolvere la malattia in un approccio combinatorio¹⁰. È stato utilizzato un metodo di polverizzazione criogenico basato sul mulino a congelatore per elaborare le zampe murine infiammate in polveri fini omogenee e stabilire processi a valle per estrarre RNA e proteine. Questo metodo protegge l’RNA e le proteine dai processi degrativi enzimatici e chimici e ci consente di applicare più metodi analitici a una singola fonte di campione omogenea.

Protocol

Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati condotti secondo le politiche del Comitato istituzionale per la cura e l’uso degli animali (IACUC) della R&S di Janssen. 1. Metodo di pulverizzazione criogenico basato sul mulino congelatore Al termine dello studio della CIA, sacrificare i topi con 1.5% isoflurane seguiti da lussazione cervicale. Il giorno della lavorazione dei tessuti, preraffreddare tutti gli strumenti (spatole, fiale di macinazione, ecc.) sul ghiaccio secco …

Representative Results

Qui, mostriamo una visualizzazione dell’immagine gel rappresentativa dell’RNA estratta dalle zampe anteriori dei topi della CIA in Figura 2A. Il rRNA 28S e la banda 18S di rRNA indicano che tutti i campioni hanno una quantità sufficiente di RNA intatto. Successivamente, mostriamo un grafico a dispersione rappresentativa delle concentrazioni totali di proteine sulla base dell’analisi della proteina BCA nella figura 2</str…

Discussion

Anche se c’è una forte logica scientifica per valutare le vie molecolari nei tessuti sinoviali, molte segnalazioni sulla profilazione immunitaria del modello della CIA murina erano focalizzate sul sangue periferico, mentre i dati di analisi delle proteine e dell’RNA delle zampe infiammate sono piuttosto limitati. Ci sono diverse possibili ragioni per questo pregiudizio: le articolazioni della caviglia murina non sono più grandi di 2 cm; le aree colpite sono costituite da tessuti cutanei, ossei e connettivi che sono spe…

Materials

5 mm stainless steel bead	Qiagen	69989
beta-mercaptoethanol	Sigma	M6250	Sample reducing agent that inhibits RNASE enzymes
Bioanalyzer Kit	Agilent	5067-1511	RNA qualification kit
b-mercaptoethanol	Sigma	M6250
Cell Culture Grade Water	Corning	25-055-CI	Water
Cell lysis stock solution	Cell Signaling	9803
Eppendorf Tube	Eppendorf	22363204	Microfuge tubes
Eppendorf tube centrifuge box	Nalgene	5055	Box for holding eppendorf tubes in horizontal tube arrangement
Everlast 247 Variable Speed Rocker	Benchmark Scientific	BR5000
Freezer Mill	Spex Sample Prep	6875	Freezer/Mill for processing paws into pulverized powder
Grinding Vial	Spex Sample Prep	6801	Polycarbonate vial for processing paws into pulverized powder
Pierce BCA kit	Pierce	23225	Kit for Total Protein Quantification
Protease Inhibitor Cocktail set 1	Calbiochem	539131	Protease Inhibitors
Protein BCA Kit	Pierce	23225
Quantigene Kit	Thermofisher	QP1013	bDNA analysis Kit
Refrigerated microcentrifuge	Eppendorf	5417R	Centrifugation
RLT Buffer	Qiagen	79216	RNA extraction buffer
RNeasy mini kit	Qiagen	74104	including RNeasy column, RLT Buffer and RW1 Buffer
Shaker	Benchmark Scientific	BR5000	Rocker/Shaker
Spatula	VWR	10806-412	Spatula for powder transfer
Stainless Steel Bead	Qiagen	69989	Bead for mixing during protein extraction
Tube Extractor	Spex Sample Prep	6884	Extractor for removing the top of grinding vial
Vortexer	VWR	10153-838	Sample mixing