Immunohistochemia di fluorescenza a quattro colori delle sottopopolazioni delle cellule T in campioni di carcinoma a cellule squamose orofaringe umane incorporate in paraffina
Summary
L'immunohistochemistry di fluorescenza multiparametrica può essere utilizzato per valutare il numero, la distribuzione relativa e la localizzazione delle popolazioni di cellule immunitarie nel microambiente del tumore. Questo manoscritto descrive l'uso di questa tecnica per analizzare le sottopopolazioni delle cellule T nel cancro orofaringeo.
Abstract
La tecnica di immunoistochimica a fluorescenza a quattro colori (IHC) è un metodo per quantificare le popolazioni di cellule interessate tenendo conto della loro distribuzione relativa e della loro localizzazione nel tessuto. Questa tecnica è stata ampiamente applicata allo studio dell'infiltrazione immunitaria in vari tipi di tumore. Il microambiente tumorale è infiltrato da cellule immunitarie che sono attratte dal sito tumorale. Diverse popolazioni di cellule immunitarie sono state trovate a svolgere diversi ruoli nel microambiente tumorale e avere un impatto diverso sull'esito della malattia. Questo manoscritto descrive come esempio l'uso di fluorescenza multiparametrica IHC sul carcinoma a cellule squamose orofaringe (OPSCC). Questa tecnica può essere estesa ad altri campioni di tessuto e tipi di cellule di interesse. Nello studio presentato, abbiamo analizzato il compartimento intraepiteliale e stromale di una grande coorte OPSCC (n = 162). Ci siamo concentrati sui linfociti T totali (CD3 + ), regolazione immunosoppressivaLe cellule T ory (Tregs, cioè FoxP3 + ) e le cellule T helper 17 (Th17) ( cioè, IL-17 + CD3 + ) usando un contatore nucleare per distinguere l'epitelio tumorale dal stroma. Un elevato numero di cellule T è risultato correlato con una sopravvivenza migliorata senza malattia in pazienti con un numero minore di cellule intratumorali IL-17 + non-T. Ciò suggerisce che le cellule non-T di IL-17 + possono essere correlate con una scarsa risposta immunitaria in OPSCC, che è d'accordo con la correlazione descritta tra IL-17 e una scarsa sopravvivenza nei pazienti affetti da tumore. Attualmente, sono state sviluppate nuove tecniche di fluorescenza IHC con parametri multiparametrici utilizzando fino a 7 fluorochromi diversi e consentiranno la caratterizzazione più precisa e la localizzazione delle cellule immunitarie nel microambiente del tumore.
Introduction
I carcinomi a cellule squamose orofaringe (OPSCC) sono un gruppo eterogeneo di tumori delle cellule squamose originari dell'orofaringe. I fattori di rischio per OPSCC includono l'infezione del papillomavirus umano (HPV) e l'uso di alcool e tabacco 1 , 2 . Il ruolo della risposta immunitaria e come usarlo in un ambiente clinico sta cominciando ad essere esplorato. Il microambiente del tumore è infiltrato da cellule immunitarie che sono attratte dal cancro. Sebbene un citotossico frequenza delle cellule T CD8 + alto è stata correlata con un miglioramento della sopravvivenza in pazienti OPSCC 3, il ruolo degli altri sottoinsiemi T-cellulari, comprese le cellule Tregs e Th17, è ancora chiaro 4. Mentre le cellule Th1 e Th17 sono supposte per aiutare nella risposta immunitaria targeting cellule tumorali, Tregs sono ben noti per le loro capacità di sopprimere l'attività di altre cellule T 5 . Tuttavia, la presenza di TRegs è stato trovato correlato con entrambe le reazioni favorevoli e sfavorevoli nei diversi tipi di tumore 6 . Poiché non tutte le cellule immunitarie presenti nel sangue infiltrano il tumore nella stessa misura, studiare il microambiente tumorale locale fornisce la misura più affidabile della risposta immunitaria diretta contro il tumore. Lo scopo di questo studio è quello di determinare la correlazione tra i numeri e le tipologie di cellule immunitarie e il risultato clinico. Abbiamo utilizzato l'imaging IHC a fluorescenza a quattro colori per analizzare il numero e la localizzazione di diverse sottopopolazioni delle cellule T nell'uomo OPSCC.
Ci siamo concentrati sui linfociti totali T (CD3 + ), sulle cellule Th17 e sugli immunosoppressivi FoxP3 + Tregs, il cui percorso di differenziazione è strettamente correlato alle cellule Th17. Le cellule Th17 sono caratterizzate dalla combinazione di CD3 e IL-17. La citochina IL-17 può essere prodotta anche da cellule non-T 7 . Abbiamo determinato la distribuzione dell'in-epitCellule T elicoide e stromali, Tregs, Th17 e IL-17 + cellule non T in una grande serie di casi OPSCC e analizzavano le correlazioni con la sopravvivenza del paziente. La fluorescenza multicolore IHC è stata usata per identificare l'espressione di CD3, Foxp3 e IL-17 in combinazione con un contatore di DAPI. Questo test ha consentito l'identificazione facile e chiara di entrambe le cellule tumorali (utilizzando la colorazione nucleare DAPI) e delle infiltrazioni delle cellule T (utilizzando una combinazione di marcatori differenti). Dopo la preparazione del campione e la colorazione, sono stati utilizzati un microscopio fluorescente e un software di imaging per separare i diversi colori fluorescenti utilizzati e per determinare il numero e il tipo di cellule presenti sia nell'epitelio tumorale che nello stroma associato al tumore.
Un test alternativo per quantificare e fenotipizzare le popolazioni di cellule immunitarie è l'analisi della citometria di flusso, o la citometria per il tempo di volo (CyTOF), dei tumori o dei campioni periferici ( cioè il sangue o le ascite). Utilizzando questoTecnica, tutte le informazioni relative alla localizzazione e alla relativa distribuzione dei diversi tipi di cellule vengono persi. L'utilizzo e l'analisi dei campioni periferici non fornisce anche informazioni sulle cellule in grado di infiltrarsi nel microambiente tumorale. Le analisi di cellule immunitarie di sangue e ascite sono state dimostrate per non riflettere il fenotipo e la frequenza di infiltrazione delle cellule immunitarie del tessuto tumorale 8 , 9 .
Un'altra alternativa è l'uso di microscopia a campo luminoso. Un vantaggio di questa tecnica sulla formazione di immagini a fluorescenza è l'assenza di autofluorescenza dei tessuti. Anche se alcuni campioni contengono più autofluorescenza, in particolare gli eritrociti, ma anche altri tipi di cellule, inclusi i granulociti neutrofili, queste aree possono essere facilmente rimosse nell'analisi di quasi tutti i campioni. L'immunofluorescenza offre il vantaggio di analizzare marcatori multipli in un campione utilizzando un pannello di fluorescenza mirataNt lunghezze d'onda. Questo è attualmente impossibile nella stessa misura per la microscopia a campo luminoso a causa della mancanza di un numero sufficiente di etichette e di isotipi anticorpali commercialmente disponibili per un determinato antigene.
La tecnica IHC a fluorescenza multicolore descritta qui è stata utilizzata in diversi tipi di cancro e combinazioni anticorpali per studiare diverse popolazioni di cellule immunitarie, così come molecole espresse dalle cellule tumorali, quali antigeni di leucociti umani (HLA) e PD-L1 10 , 11 , 12 . Il protocollo è stato stabilito e convalidato utilizzando molti diversi tipi di campioni e anticorpi.
Protocol
Representative Results
Discussion
Per il protocollo descritto, uno dei passaggi più critici è quello di determinare la corretta diluizione degli anticorpi primari utilizzati. La diluizione degli anticorpi secondari etichettati era di 1: 200, come raccomandato dal produttore di questi anticorpi specifici Alexa-etichettati. La diluizione degli anticorpi primari dovrebbe quindi essere determinata da una diluizione seriale, preferibilmente utilizzando due diversi campioni del tipo di tessuto previsto (in questo caso OPSCC). La diluizione ottimale è la di…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Simone Punt è stato sostenuto dalla borsa UL2010-4801 della Dutch Cancer Society. Vogliamo ringraziare tutti i coautori del documento originale che questo protocollo JoVE è basato su: Emilie A. Dronkers, Marij JP Welters, Renske Goedemans, Senada Koljenović, Elisabeth Bloemena, Peter JF Snijders, Arko Gorter e Sjoerd van Der Burg.
Materials
| Pathos Delta Ultra Rapid Tissue Processor | Milestone and Histostar | Automated tissue processor | |
| Histostar | Thermo Scientific | Tissue block embedding machine | |
| Formaldehyde | Baker | ||
| Xylol | Merck | ||
| Ethanol | Merck | ||
| milliQ water | Elaga Purelab Chorus | ||
| Paraffin wax/Paraclean | Klinipath | 5079A | |
| Microtome tissue holder | Leica | RM225 | |
| Flex IHC side | Dako | Tissue slide | |
| Tris | Merk-Milipore | 1,083,821,000 | |
| EDTA | Baker | 1073 | |
| PBS | Bio-Rad | BUF036A | |
| BSA | Sigma | A9647 | |
| Rabbit anti-CD3 | Abcam | ab828 | Titrate required antibody dilution |
| Mouse IgG1 anti-FoxP3 | Abcam | ab20034 | Titrate required antibody dilution |
| Goat IgG anti-IL-17 | R&D Systems | AF-317-NA | Titrate required antibody dilution |
| Rabbit Ig isotype control antibody | Abcam | ab27472 | Use at same final concentration as anti-CD3 |
| Mouse IgG1 isotype control antibody | Abcam | ab91353 | Use at same final concentration as anti-FoxP3 |
| Goat IgG isotype control antibody | ThermoFisher Scientific | 02-6202 | Use at same final concentration as anti-IL-17 |
| Donkey anti-rabbit IgG A546 | ThermoFisher Scientific | A10040 | Dilute 1:200 in 1% BSA/PBS |
| Donkey anti-mouse-A647 | ThermoFisher Scientific | A31571 | Dilute 1:200 in 1% BSA/PBS |
| Donkey anti-goat IgG A488 | ThermoFisher Scientific | A11055 | Dilute 1:200 in 1% BSA/PBS |
| VectaShield containing DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | |
| LSM700 confocal laser scanning microscope | Zeiss | ||
| LCI Plan-Neofluar 25x/0.8 Imm Korr DIC M27 objective | Zeiss | 420852-9972-720 | |
| LSM Zen Software | Zeiss | version 2009 | |
| LSM Image Browser | Zeiss | version 4.2.0.121 | Available to download at www.zeiss.com/microscopy/int/website/downloads/lsm-image-browser.html. |
| SPSS | IBM Corp. | version 20.0 | |
| ImageJ | version 1.50i | Available to download at http://rsb.info.nih.gov/ij. |
Referências
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