Селективное обогащение популяции редких клеток костного мозга для электронной микроскопии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) – уникальный метод, в силу своего высокого разрешения позволяющий исследовать ультраструктуру клеток, а также изменения, происходящие в ней в норме и патологии. Одним из препятствий к более широкому использованию ПЭМ в диагностических целях является сложность получения образца, обогащенного исследуемыми клетками, пригодного для применения данного метода. Цель исследования – разработка способа выделения мегакариоцитов из пунктата костного мозга с помощью иммобилизованных на подложке антител к их поверхностным антигенам и протокола пробоподготовки выделенных таким образом клеток для исследования методом ПЭМ. Работа одобрена независимым этическим комитетом и утверждена решением ученого совета ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России. Для выделения мегакариоцитов использовался монафрам (F(ab')2 – фрагмент мышиного моноклонального антитела к гликопротеину IIb–IIIa), адсорбированный на предметном стекле, модифицированном диметилдихлорсиланом. Суспензия мононуклеаров, выделенных из пунктата костного мозга в градиенте Histopaque 1077, инкубировалась с иммобилизованными антителами в течение 2 ч при температуре 4°С с перемешиванием 1 раз в 20 мин. Затем образец промывали для удаления неспецифически связанных клеток, фиксировали 2,5% глутаровым альдегидом, постфиксировали 1% водным раствором тетраоксида осмия, дегидратировали в ацетоне с концентрацией 30, 50, 70, 90 и 100% и пропитывали смолой Epon 812 с ацетоном в соотношениях 1:2 и 2:1 слоем не толще 0,3–0,5 мм. После застывания первого слоя смолы над областью со связанными клетками приклеивали цилиндр из смолы диаметром 8 мм и высотой 10 мм и снова полимеризовали. После застывания полимеризованную смолу отделяли от стекла с помощью скальпеля, нарезали на ультрамикротоме и исследовали на трансмиссионном электронном микроскопе. С помощью описанного протокола были исследованы пунктаты костного мозга 3 пациентов с эссенциальной тромбоцитемией. Было получено согласие доноров и пациентов и/или их законных представителей на забор костного мозга и будущие биомедицинские исследования. Полученные электронные микрофотографии содержат характерные признаки мегакариоцитов: рыхлое ядро, гранулы и пузырьки демаркационной мембранной системы и соответствуют литературным данным. Описанный в работе протокол позволяет получить образцы для ПЭМ, обогащенные редкими клетками крови или костного мозга, существенно экономя временные и финансовые затраты на пробоподготовку и съемку образцов. Предложенный подход является универсальным и может быть использован не только для мегакариоцитов, но и для других клеток, в том числе при исследовании эритроидных предшественников.

Об авторах

С. И. Обыденный

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России; ФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: obydennyj@physics.msu.ru
ORCID iD: 0000-0002-2930-8768

Обыденный Сергей Иванович - научный сотрудник лаборатории клеточного гемостаза и тромбоза.

117997, Москва, ул. Саморы Машела, 1

Россия

С. А. Кузнецова

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России; ФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАН

ORCID iD: 0000-0001-5946-0026

Москва

Россия

О. С. Федянина

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России; ФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАН

ORCID iD: 0000-0001-7131-8006

Москва

Россия

М. А. Завьялов

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»

Москва

Россия

А. А. Кузнецова

ФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАН

ORCID iD: 0009-0003-7209-945X

Москва

Россия

М. А. Пантелеев

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России; ФГБУН «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии» РАН; ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»

ORCID iD: 0000-0002-8128-7757

Москва

Россия

И. И. Киреев

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»

ORCID iD: 0000-0001-9252-6808

Москва

Россия

А. В. Пшонкин

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России

ORCID iD: 0000-0002-2057-2036

Москва

Россия

Н. С. Сметанина

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России

ORCID iD: 0000-0003-2756-7325

Москва

Россия

Список литературы

  1. Scandola C., Erhardt M., Rinckel J.Y., Proamer F., Gachet C., Eckly A. Use of electron microscopy to study megakaryocytes. Platelets 2020; 31 (5): 589–98.
  2. Zucker-Franklin D., Stahl C., Hyde P. Megakaryocyte Ultrastructure: Its Relationship to Normal and Pathologic Thrombocytopoiesis a. Ann N Y Acad Sci 1987; 509 (1): 25–33.
  3. Ru Y.X., Zhao S.X., Dong S.X., Yang Y.Q., Eyden B. On the maturation of megakaryocytes: a review with original observations on human in vivo cells emphasizing morphology and ultrastructure. Ultrastruct Pathol 2015; 39 (2): 79–87.
  4. Patel S.R., Richardson J.L., Schulze H., Kahle E., Galjart N., Drabek K., еt al. Differential roles of microtubule assembly and sliding in proplatelet formation by megakaryocytes. Blood 2005; 106 (13): 4076-85.
  5. Falcieri E., Bassini A., Pierpaoli S., Luchetti F., Zamai L., Vitale M., et al. Ultrastructural characterization of maturation, platelet release, and senescence of human cultured megakaryocytes. Anat Rec 2000; 258 (1): 90–9.
  6. Haddad E., Cramer E., Rivière C., Rameau P., Louache F., Guichard J., et al. The thrombocytopenia of Wiskott Aldrich syndrome is not related to a defect in proplatelet formation. Blood 1999; 94 (2): 509–18.
  7. Cuenca-Zamora E.J., Ferrer-Marín F., Rivera J., Teruel-Montoya R. Tubulin in platelets: when the shape matters. Int J Mol Sci 2019; 20 (14): 3484.
  8. Butov K.R., Osipova E.Y., Mikhalkin N.B., Trubina N.M., Panteleev M.A., Machlus K.R. In vitro megakaryocyte culture from human bone marrow aspirates as a research and diagnostic tool. Platelets 2021; 32 (7): 928–35.
  9. Bornert A., Boscher J., Pertuy F., Eckly A., Stegner D., Strassel C., et al. Cytoskeletal-based mechanisms differently regulate in vivo and in vitro proplatelet formation. Haematologica 2021; 106 (5): 1368.
  10. Eckly A., Scandola C., Oprescu A., Michel D., Rinckel J.Y., Proamer F., et al. Megakaryocytes use in vivo podosome‐like structures working collectively to penetrate the endothelial barrier of bone marrow sinusoids. J Thromb Haemost 2020; 18 (11): 2987–3001.
  11. Levine R.F. Isolation and characterization of normal human megakaryocytes. Br J Haematol 1980; 45 (3): 487–97.
  12. Khvastunova A.N., Kuznetsova S.A., Al-Radi L.S., Vylegzhanina A.V., Zakirova A.O., Fedyanina O.S., et al. Anti-CD antibody microarray for human leukocyte morphology examination allows analyzing rare cell populations and suggesting preliminary diagnosis in leukemia. Sci Rep 2015; 5 (1): 12573.
  13. Obydennyi S.I., Fedyanina O.S., Khvastunova A.N., Zakirova A.O., Panteleev M.A., Kireev I.I., et al. Bone marrow cell morphology in congenital diserythropoietic anemia: selective enrichment of the studied cell population for light and electron microscopy using a microarray and centrifugation in a density gradient. Pediatric Hematology/Oncology and Immunopathology 2018; 17 (1): 104–7. (In Russ.) doi: 10.24287/1726-1708-2018-17-1-104-107
  14. Obydennyi S.I., Kuznetsova S.A., Fedyanina O.S., Khoreva A., Voronin K., Mazurov A.V., еt аl. Accelerated death of megakaryocytes from Wiskott–Aldrich syndrome patients. Br J Haematol 2023; 202 (3): 645–56.
  15. Trusal L.R., Baker C.J., Guzman A.W. Transmission and scanning electron microscopy of cell monolayers grown on polymethylpentene coverslips. Stain Technol 1979; 54 (2): 77–83.
  16. Hanson H.H., Reilly J.E., Lee R., Janssen W.G., Phillips G.R. Streamlined embedding of cell monolayers on gridded glass-bottom imaging dishes for correlative light and electron microscopy. Microsc Microanal 2010; 16 (6): 747–54.
  17. Ru Y.X. Diagnosis of Congenital Dyserythropoietic Anaemia Types I and II by Transmission Electron Microscopy. In: Diagnostic Electron Microscopy: A Practical Guide to Interpretation and Technique. Stirling J., Curry A., Eyden B. (eds.). Wiley; 2012. Pp. 293–308.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Обыденный С.И., Кузнецова С.А., Федянина О.С., Завьялов М.А., Кузнецова А.А., Пантелеев М.А., Киреев И.И., Пшонкин А.В., Сметанина Н.С., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.