Summary

Misurazione del recettore del complemento dell'eritrocite 1 utilizzando la citometria di flusso

Published: May 19, 2020
doi:

Summary

Lo scopo di questo metodo è quello di determinare la densità di CR1 negli eritrociti di qualsiasi soggetto confrontandosi con tre soggetti la cui densità di eritrocito CR1 è nota. Il metodo utilizza la citometria di flusso dopo l’immunostaining degli eritrociti dei soggetti da parte di un anticorpo monoclonale anti-CR1 accoppiato a un sistema amplificato utilizzando la ficoerythrina (PE).

Abstract

CR1 (CD35, Complement Receptor tipo 1 per C3b/C4b) è una glicoproteina a membrana ad alto peso molecolare di circa 200 kDa che controlla l’attivazione del complemento, trasporta i complessi immunitari e partecipa alle risposte immunitarie umorali e cellulari. CR1 è presente sulla superficie di molti tipi di cellule, tra cui eritrociti, ed esibisce polimorfismi in lunghezza, struttura (Knops, o KN, gruppo sanguigno), e densità. La densità media di CR1 per eritrocite (CR1/E) è di 500 molecole per eritrocito. Questa densità varia da un individuo all’altro (100-1.200 CR1/E) e da un eritrocito all’altro nello stesso individuo. Qui presentiamo un robusto metodo di citometria di flusso per misurare la densità di CR1/E, anche in soggetti che esprimono una bassa densità, con l’aiuto di un sistema di immunostaining amplificante. Questo metodo ci ha permesso di mostrare l’abbassamento dell’espressione di cr1 errociti in malattie come il morbo di Alzheimer (AD), il lupus erythematosus (SLE), l’AIDS o la malaria.

Introduction

CR1 (recettore di complemento di tipo 1, CD35) è una glicoproteina transmembrana da 200 kDa presente sulla superficie di molti tipi di cellule, come gli eritrociti1, B linfociti2, cellule monocitiche, alcune cellule T, cellule dendritiche follicolari3, astrociti fetali4e glomerari podociti5. CR1 che interferisce con i suoi ligandi C3b, C4b, C3bi6,7,8,9, una sottounità del primo componente complementare, C1q10 e MBL (mannan-leg lectin)11 inibisce l’attivazione del complemento ed è coinvolto nella risposta immunitaria umorale e cellulare.

Nei primati, compresi gli esseri umani, l’eritrocite CR1 è coinvolto nel trasporto di complessi immunitari al fegato e alla milza, per purificare il sangue e prevenirne l’accumulo nei tessuti vulnerabili come la pelle o i reni12,13,14. Questo fenomeno di adesione immunitaria tra complessi immunitari ed eritrociti dipende dal numero di molecole CR115. Nell’uomo, la densità media di CR1/E è solo 500 (cioè 500 molecole di CR1 per eritrocito). Questa densità varia da un individuo all’altro (100-1.200 CR1/E) e da un eritrocito all’altro nello stesso individuo. Alcuni individui di fenotipo “null” esprimono meno di 20 CR1/E16.

La densità di CR1/E è regolata da due alleli autosomici co-dominanti legati a una mutazione puntiforme nell’intron 27 della codifica genica per CR1-117,18. Questa mutazione produce un sito di restrizione aggiuntiva per l’enzima HindIII. I frammenti di restrizione ottenuti dopo la digestione con HindIII in questo caso sono 7,4 kb per l’allele legato a una forte espressione di CR1 (H: high allele) e 6,9 kb per l’allele legato alla bassa espressione CR1 (L: basso allele). Questo collegamento si trova in caucasici e asiatici, ma non in persone di origine africana19.

Il livello di espressione dell’eritrocite CR1 è anche correlato alla presenza di mutazioni di nucleotidi puntuali nella codifica exon 13 SCR 10 (I643T) e nella codifica exon 19 SCR16 (Q981H). È alto in omozigolo 643I/981Q e basso in omozygous 643T/981H individui20. Così, individui “bassi” esprimono circa 150 CR1/E, individui “medi” esprimono circa 500 CR1/E, e le persone “alte” esprimono circa 1.000 CR1/E.

Oltre a questo polimorfismo a densità di eritrociti, CR1 è caratterizzato da un polimorfismo di lunghezza corrispondente a quattro allotipi di diverse dimensioni: CR1,1 (190 kDa), CR1-2 (220 kDa), CR1-3 (160 kDa) e CR1-4 (250 kDa)21 e un antimorfismo corrispondente al gruppo sanguigno KN22.

Presentiamo il nostro metodo basato sulla citometria di flusso per determinare la densità di CR1/E. Utilizzando tre soggetti la cui densità CR1/E è nota, esprimendo un basso livello di densità (180 CR1/E), un livello di densità media (646 CR1/E) e un alto livello di densità (966 CR1/E), è facile misurare l’intensità media di fluorescenza (MFI) dei loro eritrociti o globuli rossi (RBC) o RBC MFI, dopo l’anti-CR1ining utilizzando un citometro a flusso. Si può quindi tracciare una linea standard che rappresenta la MFI in funzione della densità CR1/E. Misurando le MFI di soggetti la cui densità CR1/E non è nota e confrontandola con questa linea standard, è possibile determinare la densità CR1/E degli individui. Questa tecnica è stata utilizzata per molti anni in laboratorio, e ci ha permesso di rilevare una riduzione dell’espressione di eritrocite CR1 in molte patologie come il lupus erythematosos sistemico (SLE)23, Sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS)24,malaria25e recentemente malattia di Alzheimer (AD)26,27. Lo sviluppo di farmaci destinati a CR1 ad accoppiarsi con eritrociti, come nel caso dei farmaci antitroculo28 richiede la valutazione della densità CR1/E e la disponibilità di una tecnica robusta per quantificare CR1.

Il protocollo presentato viene eseguito nel singliatore. È adattabile per determinare la densità di CR1/E su molti individui utilizzando specifiche lastre disponibili in commercio 96 pozze (vedi Tabella dei materiali). A tal fine, è facile adattare il nostro metodo a qualsiasi piastra da 96 pozzi. Per ogni campione, una sospensione cellulare di eritrociti (0,5 x 106–1 x 106 eretrociti) viene distribuita per ogni pozzo. Per ogni pozzo, prima viene aggiunto l’anticorpo anti-CR1 primario, poi streptavidin PE, l’anticorpo anti-streptavidin secondario, e di nuovo streptavidin PE, utilizzando le stesse diluizioni del nostro metodo, ma adattando i volumi e rispettando la proporzionalità.

I campioni di sangue provenienti da soggetti della gamma e da soggetti da quantificare per CR1 devono essere prelevati contemporaneamente, conservati in frigorifero a 4 gradi centigradi e trattati a 4 gradi centigradi (sul ghiaccio e/o in frigorifero).

Protocol

Il protocollo per la raccolta e la manipolazione del sangue umano è stato rivisto e approvato dal comitato etico regionale (CPP Est II), e il numero di protocollo è 2011-A00594-37. Poiché il seguente protocollo descrive la manipolazione del sangue umano, devono essere seguite linee guida istituzionali per lo smaltimento di materiale biopericoloso. Devono essere indossate attrezzature di sicurezza di laboratorio, come cappotti da laboratorio e guanti. 1. Lavaggio eretritrita <p class="jove…

Representative Results

Gli eritrociti di tre soggetti la cui densità di CR1 è nota (“bassa” [180 CR1/E], soggetto “medio” [646 CR1/E], e soggetto “alto” [966 CR1/E]), e di due soggetti la cui densità di CR1 doveva essere determinata sono stati immunostained da un anti-organismo anti-CR1 accoppiato ad un sistema di amplificazione utilizzando il fisiologia. All’inizio, la densità CR1 dei soggetti della fascia bassa-alta è stata determinata dal metodo Scatchard29 utilizzando anticorpi radioetichettati. Gli standard (b…

Discussion

Sono disponibili diverse tecniche per determinare la densità dell’eritrocito CR1 (CR1/E). Le prime tecniche utilizzate sono state l’agglutinazione dei globuli rossi dagli anticorpi anti-CR131 e la formazione di rosette in presenza di eritrociti rivestiti con C3b32. Queste tecniche rudimentali sono state rapidamente sostituite da metodi di immunostainizzazione utilizzando anticorpi anti-CR1 radioetichettati1,33. È …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ringraziamo tutti i membri della piattaforma tecnica URCACyt, la piattaforma tecnica di citometria di flusso, lo staff del Dipartimento di Immunologia e lo staff del Dipartimento di Medicina Interna e Geriatria, che hanno contribuito a ottimizzare e convalidare il protocollo. Questo lavoro è stato finanziato dalla Reims University Hospitals (numero di sovvenzione AOL11UF9156).

Materials

1000E Barrier Tip Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France 2079E sample pipetting
1-100 µL Bevelled, filter tip Starlab GmbH, D-22926 Ahrenburg, Germany S1120-1840 sample pipetting
Biotinylated anti-CR1 monoclonal antibody (J3D3) Home production of non-commercial monoclonal antibody, courtesy of Dr J. Cook immunostaining
Blouse protection
Bovin serum albumin (7,5%) Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France 15260037 cytometry
Centrifuge Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France 11176917 centrifugation
Clean Solution BD, F-38801 Le Pont de Claix, France 340345 cytometry
Comorack-96 Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath 944060P rack
Cytometer Setup & Tracking Beads Kit BD, F-38801 Le Pont de Claix, France 655051 cytometry
Formaldehyde solution 36.5 % Sigma Aldrich, F-38070 Saint Quentin Fallavier, France F8775-25ML Fixation
10 µL Graduated, filter tip Starlab GmbH, D-22926 Ahrenburg, Germany S1121-3810 sample pipetting
LSRFORTESSA Flow Cytometer BD, F-38801 Le Pont de Claix, France 647788 cytometry
Microman Capillary Pistons Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath 067494 sample pipetting
Micronic 1.40 mL round bottom tubes Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath MP32051 mix
Micropipette Microman – type M25 – Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath 066379 sample pipetting
Phosphate buffered Saline (PBS) Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France 10010031 cytometry
Pipette PS 325 mm, 10 mL Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath 391952 sample pipetting
powder-free Nitrile Exam gloves Medline Industries, Inc, Mundelein, IL 60060, USA 486802 sample protection
Reference 2 pipette, 0,5-10 µL Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France 4920000024 sample pipetting
Reference 2 pipette, 20-100 µL Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France 4920000059 sample pipetting
Reference 2 pipette, 100-1000 µL Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France 4920000083 sample pipetting
Rinse Solution BD, F-38801 Le Pont de Claix, France 340346 cytometry
Round bottom tube Sarstedt, F-70150 Marnay, France 55.1579 cytometry
Safe-Lock Tubes, 1.5 mL Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France 0030120086 mix
streptavidin R-PE Tebu Bio, F-78612 Le Perray-en-Yvelines, France AS-60669 immunostaining
Tapered Centrifuge Tubes 50 mL Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France 10203001 mix
Vector anti streptavidin biotin Eurobio Ingen, F-91953 Les Ulis, France BA-0500 immunostaining
Vortex-Genie 2 Scientific Industries, Inc, Bohemia, NY 111716, USA SI-0236 mix

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Kisserli, A., Audonnet, S., Duret, V., Tabary, T., Cohen, J. H. M., Mahmoudi, R. Measuring Erythrocyte Complement Receptor 1 Using Flow Cytometry. J. Vis. Exp. (159), e60810, doi:10.3791/60810 (2020).

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