This protocol describes the quick enrichment of leukocytes from small blood samples for a subsequent specific determination of the halogenating peroxidase activity within the cells. The method can be applied to human and non-human material and may contribute to the evaluation of new inflammatory markers.
Neste trabalho é descrito um protocolo para o enriquecimento rápido e padronizado de leucócitos a partir de amostras de sangue total pequenos. Este procedimento baseia-se na lise hipotónica de eritrócitos e pode ser aplicado a amostras humanas, bem como com o sangue de origem não-humana. O pequeno volume da amostra inicial de cerca de 50 a 100 ul torna este método aplicável para a amostragem de sangue de repetição a partir de pequenos animais de laboratório. Além disso, o enriquecimento de leucócitos é alcançado em poucos minutos e com os esforços de baixo materiais entre os produtos químicos e de instrumentação, tornando este método aplicável em vários ambientes de laboratório.
Purificação de leucócitos Padronizada é combinado com um método altamente selectivo coloração para avaliar a actividade da peroxidase de halogenação das peroxidases heme, mieloperoxidase (MPO) e peroxidase de eosinófilo (EPO), ou seja, a formação de ácido hipocloroso e hipobromoso (HOCl e HOBr). Enquanto MPO é fortemente expressa em neutrophils, o tipo de célula mais abundante imunitário no sangue humano, assim como em monócitos, a enzima relacionada com a EPO é expresso exclusivamente em eosinófilos. A atividade de halogenação destas enzimas são os destinatários usando a fluoresceína específica HOBr-quase HOCl- e corante aminofenil (APF) e da peroxidase primário de peróxido de hidrogênio substrato. Após a análise de citometria de fluxo subsequente todas as células peroxidase-positivo (neutrófilos, monócitos, eosinófilos) são distinguíveis e a sua actividade de peroxidase de halogenação pode ser quantificada. Uma vez que a coloração APF pode ser combinado com a aplicação de marcadores de superfície celular, este protocolo pode ser estendido para abordar especificamente sub-fracções de leucócitos. O método é aplicável para a detecção de HOCl e HOBr produção tanto em humano e em leucócitos de roedores.
Dado o papel imunológico amplamente discutido e diversamente destes produtos enzimáticos em doenças inflamatórias crónicas, este protocolo pode contribuir para uma melhor compreensão dorelevância imunológica de peroxidases heme derivados de leucócitos.
Leucócitos polimorfonucleares (PMN, também denominados granulócitos e monócitos) representam importantes componentes celulares do sistema imune inato no sangue 1,2. Eles contribuem para a defesa principal contra patogénios, assim como para a activação do sistema imune adaptativo e o início de uma resposta inflamatória sistémica 2-4. No entanto, especialmente dos neutrófilos, o tipo mais abundante de granulócitos e monócitos também contribuem significativamente para a regulação e rescisão de eventos inflamatórios agudos 5. Por conseguinte, estas células podem também desempenhar um papel importante em doenças inflamatórias crónicas como a artrite reumatóide 6,7. Na verdade, a asma, uma doença inflamatória crónica das vias aéreas, é caracterizada por uma apoptose dos eosinófilos auditivos, o segundo tipo mais de granulócitos no sangue 8. No entanto, a apoptose de granulócitos e sua rápida remoção por macrófagos são dois passos essenciais durante a terminação celularde inflamação 9-11.
Nas células imunes chamados duas enzimas intimamente relacionados, nomeadamente mieloperoxidase (MPO, neutrófilos e monócitos) e peroxidase de eosinófilo (EPO, eosinófilos) pode ser encontrado 12,13. Estas peroxidases heme são classicamente relacionada com a resposta imune humoral como eles de duas electronicamente oxidar halogenetos de (pseudo) para o hipo correspondente (pseudo) halous ácidos que são conhecidos pelas suas propriedades bactericidas 14-16. Sob condições fisiológicas MPO se forma principalmente o ácido hipocloroso (HOCl) e hypothiocyanite (- OSCN) enquanto que o ácido hipobromoso e último (HOBr) são formados por EPO 17-19. Novos resultados sugerem que esta atividade da enzima de halogenação (pseudo-) também podem contribuir para a regulação de respostas inflamatórias e ao encerramento de reações imunes 20,21. De facto, a produção de HOCl por MPO e produtos derivados foram mostrados para suprimir respostas adaptativas baseados em células imunitárias T 22-24.
A fim de obter mais insights sobre o papel imunológico de leucócitos a partir do sistema imune inato em doenças inflamatórias crónicas e para determinar a contribuição de MPO e EPO a esta função fisiológica foi desenvolvido um método para enriquecer rapidamente leucócitos a partir de pequenas amostras de sangue para uma específica subsequente determinação da atividade da peroxidase de halogenação nestas células. Para a depleção de eritrócitos nós escolhemos um método padronizado incluindo as etapas de lise hipotônica de dois subsequentes com água destilada, o que leva a um enriquecimento de leucócitos rápido em custos de material baixos. Para a determinação subsequente da MPO halogenação e da actividade EPO a HOCl- e específicos de HOBr corante aminofenil fluoresceína (APF) foi usado 25-27. Em contraste com a aplicação de métodos de coloração de peroxidase inespecífica 28,29, esta abordagem permite a detecção selectiva da actividade de peroxidase de halogenação, o qual é muitas vezes prejudicada pelo infl graveamação 30,31.
Como os neutrófilos são os leucócitos mais abundantes no sangue humano, o isolamento de células de peroxidase-positivos muitas vezes só incide sobre estas células e inclui uma separação dos neutrófilos a partir de outros leucócitos por centrifugação em gradiente de densidade de 38. No entanto, como os neutrófilos são muito menos abundante em amostras de sangue de murino 39 para os últimos métodos mais complicadas tem que ser utilizado 40. Além disso ambos os métodos tam…
The authors have nothing to disclose.
This work was made possible by funding from the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF, 1315883) as well as by the Sächsische Aufbaubank (SAB) project 100116526 from a funding of the European Regional Development Fund (ERDF).
materials/equipment | |||
15 ml centrifugation tubes | VWR/Corning | 734-0451 | – |
1.5 ml sample tubes | VWR/Eppendorf | 211-2130DE | – |
Pipettes for volumes up to 5 ml | Eppendorf | e.g. 3120000070 | We are using Eppendorf Resarch plus pipettes with adjustable volumes in the range 1-10 µl, 10-100µl, 100-1000 µl an 500-5000µl |
laminar flow bench | Thermo Electron Corperation | HeraSafe | – |
Vortex mixer | Bender & Hobein AG | Vortex Genie 2 | – |
Tabletop centrifuge | Kendro Laboratory Products | Laborfuge 400R | The centrifuge should be able to be used at 450x g |
Small centrifuge | eppendorf | 5415D | The centrifuge should be able to be used at 400x g |
Incubator | Heraeus | cytoperm 2 | Settings: 37 °C, 95% humidity, 5 % CO2 content |
UV-Vis spectrophotometer | Varian | Cary 50 bio | A spectrum between 200 and 300 nm has to be recorded. Thus quartz cuvettes have to be applied |
Flow cytometer | Becton, Dickinson | BD Facs Calibur | Any flow cytometer can be used which is equiped with a laser suitable for the excitation of fluorescein (e.g 488 nm argon laser) |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Chemicals | |||
Phosphate buffered saline (PBS) | amresco | K812 | sterile solution, ready to use |
Sigma-Aldrich | P4417 | tablets for solving in 200 ml millipore water | |
Hanks balanced salt solution (HBSS) with Ca(2+) | Sigma-Aldrich | H1387 | 970 mg/100 ml, carefully check and adjust the pH value to 7.4 |
Hydrochloric acid | Merck Millipore | 1.09057.1000 | 1M solution |
Sodium hydroxide | Riedel-deHaën | 30620 | Solid pellets. For a 1M solution solve 4 g/100 ml Millipore water |
Aminophenyl fluorescein | Cayman | 10157 | 5 mg/ml solution (11.81 mM) in methyl acetate, aliquotes of e.g. 100 µl should be prepared and stored at -20 °C |
Hydrogen peroxide | Sigma-Aldrich | H1009 | This 30% stock solution corresponds to a concentration of about 8.8 M. Further dilutions have to be freshly prepared in distilled water immediately prior to use and quantified by absorbance measurements |
4-aminobenzoic acid hydrazide (4-ABAH) | Sigma-Aldrich | A41909 | A first stock solution of 1 M should be prepared in DMSO a second one of 100 mM by 1:10 dilution in HBSS |
DMSO | VWR chemicals | 23500.26 | – |