Novedosa técnica de imagen sin etiquetas que revela la luz interna de las células T
Una nueva técnica de imagen sin etiquetas diferencia las células T de la sangre cuando están en estado de reposo (ilustrado en azul) y cuando se activan mediante estimulación con anticuerpos (ilustrado en rojo ). Las imágenes se capturan utilizando un microscopio emparejado con un láser infrarrojo para capturar la autofluorescencia de las proteínas involucradas en el metabolismo celular. Crédito: Alexandra Walsh.
Las células T son los soldados inmunitarios en la primera línea de la batalla contra los patógenos infiltrados que buscan causar enfermedades. Un nuevo estudio publicado en Nature Biomedical Engineering describe una nueva técnica de imagen sin etiquetas que puede diferenciar las células T activas de las que están fuera de servicio.
El método podría ayudar a evaluar la participación de las células T en inmunoterapias para el tratamiento del cáncer o enfermedades autoinmunes.
«Las células T tienen un interruptor metabólico que regula su actividad», dice Melissa Skala, investigadora principal del Instituto Morgridge. y profesor asociado de ingeniería biomédica en UW-Madison. En un individuo sano, la mayoría de las células T están en un estado de reposo: están inactivas, pero listas y esperando la señal para unirse al combate activo contra un virus o una bacteria invasora.
«Queríamos probar si nuestra la tecnología de imágenes podría diferenciar entre las células T inactivas y las células T activadas», dice Alexandra Walsh, excientífica asistente en el Instituto Morgridge y ahora profesora asistente de ingeniería biomédica en la Universidad Texas A&M.
La mayoría de los métodos para caracterizar las células T se basan en anticuerpos, como la citometría de flujo o la inmunohistoquímica. Estos requieren tinción con anticuerpos o agentes de contraste, un proceso que es destructivo para las células.
Alternativamente, el método de Walsh y Skala detecta la autofluorescencia de moléculas dentro de la célula que naturalmente emiten luz cuando se toman imágenes de un microscopio junto con un láser infrarrojo Este proceso sin etiquetas no daña y no altera el comportamiento de la célula. La técnica podría adaptarse para obtener imágenes de células en un plato o plato, muestras de tejido o incluso imágenes in vivo de un organismo completo.
«Es una supernovedad», dice Skala. «La mayoría de las personas no usa estas técnicas; no se ven muchos estudios de autofluorescencia en inmunología».
Para validar su enfoque, los investigadores obtuvieron muestras de sangre de donantes sanos, aislaron las células T y midieron autofluorescencia de NAD(P)H y FAD, dos moléculas que están involucradas en el metabolismo celular.
«Mantuvimos algunas de las células T en su estado de reposo y luego agregamos anticuerpos a un grupo para activarlas «, dice Walsh.
Las imágenes de las células inactivas frente a las células activadas revelaron diferencias en la función metabólica, sobre todo a través de un cambio en la autofluorescencia de NAD(P)H en las poblaciones de células T activadas. También observaron que las células T activas tenían un tamaño ligeramente mayor que las células inactivas.
El protocolo de activación y las capacidades de obtención de imágenes serán útiles para fabricar las células CAR-T utilizadas en las inmunoterapias, dice Skala. Estas células T rediseñadas a menudo se cocultivan con otras células, como células cancerosas, para probar su reactividad.
Sin embargo, el uso de reactivos duros adicionales o etiquetas de anticuerpos para caracterizar aún más la célula T es un cuello de botella. para los fabricantes de células CAR-T. El enfoque autofluorescente proporciona una forma atractiva de realizar esos experimentos al generar imágenes de las mismas células en múltiples puntos de tiempo de una manera que no daña.
«Demostramos que puede resolver los cambios temporales con nuestra técnica de imágenes», dice Walsh. «Pudimos ver cambios en los criterios de valoración de imágenes minutos después de agregar los anticuerpos activadores».
Walsh agrega que sería difícil ver estos cambios dinámicos usando citometría de flujo, ya que el tiempo requerido para la tinción y la incubación dificulta la captura de múltiples puntos de tiempo.
El laboratorio de Skala planea continuar con esta línea de investigación para comprender mejor cómo las células T de un paciente con cáncer podrían responder a medida que el tumor crece o cuando son tratadas con inmunoterapias.
«Estas tecnologías podrían decirnos algo sobre los tumores o sobre la fabricación de células T que no sabíamos», agrega Skala, «porque anteriormente no teníamos los métodos para monitorear el comportamiento de las células T a lo largo del tiempo».
Si bien esta nueva técnica ofrece muchas ventajas sobre los métodos tradicionales, todavía existen limitaciones. Por un lado, las imágenes de autofluorescencia no son muy sensibles.
«No confiamos en métodos realmente específicos etiquetas, confiamos en el metabolismo de las células», dice Skala. «Eso es solo lo ayudará hasta cierto punto a diferenciar los tipos de células».
Además, la técnica requiere que personas con experiencia realicen las imágenes microscópicas y analicen los datos, dice Walsh.
La El laboratorio Skala está trabajando en el desarrollo de un prototipo para tomar la capacidad de imagen de su microscopio a gran escala y traducirla en un sistema «del tamaño de una caja».
«No tendrá que ser un ingeniero óptico especializado usarlo», dice Skala. “Esa es la dirección que estamos tratando de tomar. Estamos tratando de hacerlo más accesible”.
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Puntajes del proyecto de cáncer de páncreas en la investigación ‘relámpago’ Más información: Clasificación de la activación de células T a través de imágenes de por vida de autofluorescencia, Nature Biomedical Engineering (2020). DOI: 10.1038/s41551-020-0592-z , www.nature.com/articles/s41551-020-0592-z Información de la revista: Nature Biomedical Engineering
Proporcionado por el Instituto de Investigación Morgridge Cita: La nueva técnica de imágenes sin etiquetas saca a la luz la luz interna dentro de las células T (27 de julio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2020-07-label- free-imaging-technique-cells.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.