Nous présentons ici un protocole très accessible pour évaluer le mouvement cellulaire dans les cellules Trophoblastiques humaines à l’aide de trois essais in vitro : le test de gratter, le dosage d’invasion de transwell et le test de prolifération cellulaire.
Mouvement cellulaire est une propriété essentielle de trophoblastes durant le développement placentaire et début de grossesse. Les troubles de la grossesse tels que la restriction de croissance intra-utérine et de la prééclampsie, qui sont associés à l’invasion du trophoblaste inadéquate du système vasculaire maternelle attestent l’importance de la migration correcte de trophoblaste et invasion. Malheureusement, notre compréhension des mécanismes par lequel le placenta se développe de migrer trophoblaste est limitée. Analyse in vitro de la migration cellulaire via le dosage zéro est un outil utile pour identifier les facteurs qui régissent la capacité migratoire de trophoblaste. Toutefois, ce test seul ne définit pas les modifications cellulaires qui peuvent se traduire par la migration des cellules altérées. Ce protocole décrit trois différents essais in vitro utilisés collectivement pour évaluer le mouvement des cellules Trophoblastiques : le test de gratter, le dosage de l’invasion et le test de prolifération. Protocoles décrits ici peuvent également être modifiées pour utilisation dans les autres lignées de cellules afin de quantifier le mouvement cellulaire en réponse à des stimuli. Ces méthodes permettent d’identifier les facteurs individuels qui contribuent à la circulation de cellules et d’effectuer un examen approfondi des mécanismes éventuels changements apparents dans la migration cellulaire, les enquêteurs.
Développement placentaire est une étape cruciale dans la mise en place de la grossesse, un impact sur la santé maternelle et fœtale. Toutefois, les bases mécanistiques par lesquels ce processus se produit ne sont pas entièrement comprise. La migration cellulaire est un processus biologique important qui contribue à la mise en place et les fonctions du placenta pendant la grossesse. Après l’implantation du blastocyste, le trophectoderme se différencie en villositaire trophoblastes, qui recouvrent la surface des villosités choriales et sont impliqués dans l’échange de nutriments et de gaz, et de trophoblaste extravilleux (tte), qui migrent à partir des villosités et envahissent la caduque et le système vasculaire maternelle1. Migration de la tte est essentielle pour remodelage des artères spirale maternelle et établissant la circulation utéro pour soutenir la croissance foetale2. Invasion du trophoblaste insuffisants pendant la grossesse se traduit par un développement anormal placentaire et peut-être contribuer à des complications de la grossesse comme la pré-éclampsie, hypertension gravidique, restriction de croissance intra-utérine et prématurité3, 4. Comprendre les facteurs qui affectent la motilité trophoblaste est donc essentiel de déterminer les voies nécessaires à placentation normale.
Migration de trophoblaste est contrôlée par un réseau complexe de molécules, y compris les facteurs de croissance, les cytokines, les hormones et de facteurs angiogéniques5de signalisation. En raison des limitations de l’étude du placenta in vivo, essais in vitro utilisant immortalisé les cellules Trophoblastiques humaines lignes ont été essentielles pour identifier les facteurs qui contribuent à la motilité de trophoblaste. Essais sur zéro et invasion ont été utilisés intensivement pour évaluer quantitativement le rôle des molécules individuelles sur trophoblaste cell migration6,7,8. Cependant, bien qu’utiles en tandem pour étudier comment des changements dans la migration peuvent être causés par des changements dans envahissant de la cellule, ces deux tests ne tiennent pas compte des mécanismes supplémentaires qui peuvent contribuer à des taux altérés de la migration cellulaire. Par exemple, des réductions du taux de prolifération cellulaire peuvent entraîner moins de cellules disponibles à migrer.
Nous décrivons ici les méthodes in vitro quantitatives pour l’évaluation de migration de trophoblaste à l’aide de scratch, prolifération cellulaire et analyses d’invasion cellulaire. Dans l’essai de gratter, une plaie uniforme est créée dans une monocouche de cellules, et la migration des cellules pour combler le vide est mesurée par imagerie automatisée, time-lapse de la taille de la plaie et la densité des cellules au sein de la plaie. Le test de prolifération cellulaire est basé sur le calcul du ratio de cellules à chaque point dans le temps par rapport à une quantité connue de départ des cellules. Dans l’essai d’invasion cellulaire, les cellules sont ensemencées au sommet d’une chambre d’insertion culture cellulaire d’enduit de matrice extracellulaire (p. ex. Transwell), et le nombre de cellules qui envahissent par le biais de la matrice extracellulaire en réponse à la chimio-attractant est compté.
L’essai de scratch est un outil simple et efficace qui peut être utilisé pour déterminer comment les différentes conditions environnementales affectent la migration cellulaire. Les prolifération et invasion épreuves peuvent par la suite être utilisées pour déterminer la contribution de la prolifération cellulaire et son caractère invasif à l’évolution globale de la migration cellulaire. Collectivement, ces tests fournissent des mesures robustes des processus biologiques qui peuvent contribuer à la motilité cellulaire. Deux lignées de cellules immortalisées trophoblaste au premier trimestre ont été utilisées dans les essais décrits, la Swan.71 (Sw.71) et la HTR-8/SVneo9,10. Toutefois, ces tests peuvent également être optimisés pour dans d’autres types de cellules pour identifier les principaux modulateurs de la migration cellulaire et l’invasion.
1. préparation de la cellule
2. si vous grattez Assay
3. invasion Assay
4. essai de prolifération
Les lignées de cellules immortalisées humaine au premier trimestre trophoblaste HTR-8/SVneo et Sw.71 ont été utilisées lors de ces expériences pour déterminer le rôle des glucocorticoïdes dans le trophoblaste cell migration12. Les glucocorticoïdes ont été utilisés dans ces expériences qu’elles ont été récemment montrées d’altérer les fonctions de trophoblaste, même si les traitements alternatifs peuvent être utilisé12. Les deux lignées cellulaires ont été traitées avec le véhicule (solution de 1 PBS x) ou 100 nM de la dexaméthasone de glucocorticoïdes synthétiques (Dex) pour toutes les expériences. Taille et enroulé de densité ont été mesurées toutes les 2 h pendant 72 h à l’aide d’un système d’imagerie automatisé, time-lapse. La figure 1 montre un exemple des images et des résultats obtenus par le dosage zéro à différents intervalles. Exemples d’images de points 0, 8 et 18 h pour les deux traitements ont été fournies (Figure 1 a). La densité de la plaie et la taille de la plaie sont représentées graphiquement dans le temps pour les échantillons traités par la maîtrise du véhicule (Veh) ou 100 nM Dex (Figure 1 b). Traitement de Dex réduit le taux de fermeture de la plaie comme déterminé par la densité de plaie et taille de la blessure, ce qui indique que les glucocorticoïdes inhibent la migration cellulaire dans les cellules Trophoblastiques au premier trimestre.
La figure 2 montre un exemple d’images prises de l’insert de culture cellulaire suite à l’analyse de l’invasion. Les cellules ont été traitées pendant 24 h avec Veh ou 100 nM Dex. Cellules envahies étaient comptés à partir de quatre répétitions indépendantes par traitement à l’aide de quatre champs de vue unique par réplicat. Traitement aux glucocorticoïdes réduit envahissant de la cellule, comme le montre une réduction de 15 % du nombre de cellules envahies.
La figure 3 montre un exemple de l’analyse de prolifération cellulaire. Les cellules ont été dénombrés à 24, 48 et 72 h après le traitement avec Veh ou 100 nM Dex. Traitement aux glucocorticoïdes réduit la prolifération des cellules, comme indiqué par moins de cellules à chaque instant. Globalement, ces tests démontrent que l’exposition aux glucocorticoïdes réduit la motilité cellulaire en inhibant la prolifération cellulaire et l’invasion.
Figure 1 : cellule Scratch test. (A) les images représentatives des plaies pour Veh et Dex-traités figurent les cellules Sw.71 à 0, 8 et 18 h. Lignes rouges indiquent la taille de la plaie. Plaie (B) la densité et la plaie de taille ont été mesurés chez Sw.71 et DB-8/SVneo les cellules traitées avec le véhicule (Veh) ou 100 nM Dex. Les photos ont été prises toutes les 2 h pendant 72 h à l’aide d’un microscope automatisé, time-lapse. Données représentent la moyenne des quatre réplicats indépendant ± SEM. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : dosage de l’Invasion des cellules. Analyses d’invasion ont été réalisées avec des cellules Sw.71 et DB-8/SVneo traités pendant 24 h avec véhicule (Veh) ou 100 nM Dex. (A) des images représentatives de l’essai d’invasion pour les cellules traités Veh et Dex après 24 h d’incubation. Image en médaillon est témoin négatif avec aucune cellule ajouté à la chambre haute. Images prises à un grossissement de 200 x. Barreaux de l’échelle est 120 µm. (B) envahi les cellules étaient comptés et les graphiques à barres représentent la moyenne normalisée de quatre réplicats indépendant ± SEM. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : analyse de prolifération de cellules. SW.71 et DB-8/SVneo les cellules traitées avec le véhicule (Veh) ou 100 nM Dex ont été dénombrées toutes les 24 h à l’aide d’un compteur de cellules automatisées. Des numérations globulaires sont représentées graphiquement que la moyenne ± SEM d’au moins 11 indépendants réplique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Cette procédure s’appuie sur l’utilisation de la migration et l’invasion des essais afin d’inclure le taux de prolifération cellulaire comme un facteur potentiel de différences mesurées dans le mouvement de cellules Trophoblastiques. Utilisés ensemble, ces essais in vitro sont des méthodes simples et efficaces qui peuvent servir à identifier les voies cellulaires qui régulent la migration de trophoblaste. Comme décrit ci-dessus, cellules Trophoblastiques peuvent être traitées avec des hormones, cytokines, facteurs de croissance ou d’autres molécules pour déterminer leur impact sur la circulation de trophoblaste. Alternativement, protéines cibles peuvent être épuisés de cellules pour élucider leur rôle fonctionnel dans la motilité de trophoblaste. Identifier les principaux modulateurs de la migration de trophoblaste peut fournir une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux sous-jacents des complications de la grossesse liées à défauts placentaires, y compris la pré-éclampsie, restriction de croissance intra-utérine et la naissance prématurée.
Il y a plusieurs étapes cruciales dans le présent protocole qui sont nécessaires pour obtenir des résultats précis. Rouge de phénol ayant une activité oestrogénique aux concentrations utilisées en milieux de culture de cellules13, il est important que médias libres de rouge de phénol sont utilisé pour les paramètres expérimentaux contre les redémarrages intempestif du récepteur d’oestrogène dans les cellules. Au cours de l’essai d’invasion de transwell, il est important de veiller à ce que la matrice extracellulaire est plane et homogène, et que les fournitures froids servent à empêcher la polymérisation prématurée de la matrice. Lorsqu’il effectue les essais de prolifération et invasion des cellules, il est important de compter les échantillons immédiatement pour éviter des re-adhérence des cellules aux plaques de culture de tissus. Il devrait également être prise en consideration que la mort cellulaire en raison du traitement expérimental peut influencer les résultats de tous les trois épreuves. Par conséquent, des marqueurs de la mort cellulaire (p. ex., libération de lactate déshydrogénase, externalisation de la phosphatidylsérine ou dégradation de l’ADN) dans la réponse au traitement doivent être évaluées sur la ligne de la cellule expérimentale avant évaluation de migration, invasion, et 14de prolifération. Certaines limitations existent pour ces tests, par exemple, le processus de création d’une blessure à une monocouche de cellules induit une réponse de lésions cellulaires que peuvent entraîner le processus de migration des cellules. En outre, raclage manuel peut introduire la variabilité interexperiment, bien qu’utilisant un outil de plaie-maker qui crée des largeurs uniformes plaie peut atténuer partiellement cette limitation. L’inconvénient du test de l’invasion est que c’est un test de point de terminaison et la cinétique de mouvement ne sont pas facile à obtenir. Malgré ces limites, les tests décrits ici renferment des données reproductibles, quantitatives à relativement bon marché.
Les tests décrits ici peuvent également être modifiées pour mesurer la migration cellulaire dans d’autres types de cellules, bien que ces tests ne serait pas appropriés pour les types de cellules non adhérentes. Dans l’essai de gratter, les intervalles d’imagerie pour la microscopie time-lapse peuvent être ajustés afin de saisir les différences dans le taux de migration cellulaire. Systèmes automatisés pour l’imagerie de cellules vivantes peuvent capturer des images comme fréquemment comme chaque 15 min. Images prises au moins toutes les 30 minutes peuvent être cousues ensemble pour créer un film de la cicatrisation des plaies de taille de blessure. Dans l’essai de l’invasion, la concentration de la matrice extracellulaire, le nombre total de cellules ensemencées et la durée d’incubation avant la fixation et le comptage des cellules peut être ajustée pour tenir compte de la vitesse spécifique d’invasion dans différents types de cellules. Dans le test de prolifération cellulaire, le nombre de cellules ensemencées sur les plaques et les points dans le temps pour le comptage des cellules peut être ajusté pour tenir compte des différents taux de croissance des cellules. Dans l’ensemble, ces tests sont des outils flexibles et très accessibles qui peuvent être utilisés dans un large éventail de types de cellules pour identifier les mécanismes qui sous-tendent la migration cellulaire.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Les auteurs remercient Dr Gil Mor pour fournir les cellules Sw.71. Cette recherche a été financée par une bourse de chercheur de McKern Albert à S.W.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.4% Trypan blue stain | Thermo Fisher Scientific | 15250-061 | |
0.5% Trypsin-EDTA | Life Technologies | 15400-054 | |
1.0 M HEPES | AmericanBio | AB06021-00100 | |
10 mM MEM non-essential amino acids | Life Technologies | 11140-050 | |
100 mM sodium pyruvate | Life Technologies | 11360-070 | |
24-well plate transwell inserts | Corning | 3422 | Contain polycarbonate filters with an 8 μm pore size |
Charcoal dextran-stripped FBS | Gemini Bio-Products | 100-119 | |
Countess II Automated Cell Counter | Thermo Fisher Scientific | AMQAX1000 | |
Crystal Violet | Sigma Aldrich | C0775 | |
Cytoseal 60 | Thermo Fisher Scientific | 8310-4 | |
Dexamethasone (Dex; 1, 4-pregnadien-9α-fluoro-16α-methyl-11β, 17, 21-triol-3, 20-dione; ≥98% TLC) | Steraloids | P0500-000 | |
DMEM/Ham’s F12 | Life Technologies | 11330-032 | |
Fetal Bovine Serum | Sigma Aldrich | F2442 | |
IncuCyte 24-well ImageLock Plates | Essen BioScience | 4365 | If using the IncuCyte Zoom imaging system, seed cells onto IncuCyte ImageLock Plates. These plates have fiducial markers on the bottom of the plate that are used as a reference for repeat imaging in a constant field of view. |
IncuCyte software | Essen BioScience | 2010A Rev2 | |
IncuCyte ZOOM system | Essen BioScience | N/A | Scratch assay images were captured and analyzed using the preset “Scratch Wound” parameters on the IncuCyte ZOOM system. Other time-lapse microscopes may also be used. |
Matrigel Membrane Matrix | Becton Dickinson | 356231 | Growth factor reduced, phenol-red free |
Micro Slides | VWR International, LLC | 48311-7003 | |
Microscope cover glass | Fisher Scientific | 12-545-E | |
Olympus IX71 inverted microscope | Olympus | IX71 | |
Penicillin (10,000 units/mL)/streptomycin (10,000 µg/mL) | Life Technologies | 151-40-122 | |
Phenol-red free DMEM/Ham's F12 | Life Technologies | 11039-021 | |
Semi-automatic wound maker tool | Essen BioScience | N/A |
Demande d’autorisation pour utiliser le texte ou les figures de cet article JoVE
Demande d’autorisationThis article has been published
Video Coming Soon