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Escuela de Ciencias de la Salud Práctica No. 4: Separación de células mononucleares. Becerril García Diana María, Contreras Reynoso Maricielo, Juárez Espinosa Fernanda Elizabeth, López Vilchis Ximena, Polo Contreras Sabrina, Ramírez Romero Karime. Asignatura: Técnicas de inmunología. Licenciatura: Químico Farmacéutico Biotecnólogo. Periodo: 2021-01 Fecha de entrega: 29 de marzo de 2021 Docente: M en C. Araceli Álvarez Cruz. RESUMEN Se visualizó un video relacionado con la separación de las células mononucleares; además, se investigó sobre los tipos, la importancia y las características de dichas células; donde se encontró una técnica para la separación de las células mononucleares, la cual consiste en la mezcla de ficoll-diatrizoato y la utilización de la centrifugadora; lo que provoca dicha separación debido a las diferencias de densidad. Finalmente, se comparó el conteo de leucocitos de 96 pacientes, donde se obtuvo que en la muestra de sólo 2 de ellos no pudo realizar el conteo de leucocitos requeridos ya que pueden llegar a movilizarse de manera insuficiente. De acuerdo con Chemistbit (2016), los leucocitos manejan valores de 6,000-10,000 por mm3/sangre, en valores anormales. Palabras clave: Células mononucleares, centrifugadora, ficoll-diatrizoato, separación, densidad. INTRODUCCIÓN Las células mononucleares de la sangre periférica (también abreviadas como PBMCs), son todas las células en sangre periférica que contienen un núcleo único y redondeado. (Surat, s.f) Los linfocitos y los monocitos son células mononucleares que forman parte del sistema inmunológico, las cuales se pueden encontrar en la sangre y en la linfa. (AmBientech, s.f) Características - Linfocitos: El núcleo de un linfocito se tiñe de oscuro y es redondo o levemente identado. El citoplasma se tiñe de azul cielo y forma un anillo alrededor del núcleo. Mientras más grande sea la célula, más 1 Escuela de Ciencias de la Salud visible será el citoplasma. Dependiendo del diámetro de sus células se pueden clasificar como linfocitos grandes (10-14 μm) o linfocitos pequeños (6-9 μm); a pesar de que el significado funcional de la diferencia de tamaño entre los linfocitos no es claro, la distinción es clínicamente útil porque un incremento en la cantidad de linfocitos grandes tiene significado diagnóstico en las infecciones virales agudas y en algunas enfermedades inmunodeficientes. (Tortora, 2018) Así mismo, dentro de los linfocitos podemos encontrar los linfocitos T y los linfocitos B. - Linfocitos T: Son el componente clave de las respuestas inmunitarias celulares del sistema inmunológico adaptativo. Estos maduran en el timo, circulan por la sangre, pueblas los tejidos linfáticos secundarios y se reclutan en las zonas periféricas de exposición al antígeno. Así mismo, expresan receptores para el antígeno, que reconocen fragmentos peptídicos de proteínas extrañas unidos a moléculas propias del MHC. Dentro de los linfocitos T podemos encontrar los subgrupos funcionales, los cuales son los Linfocitos T helpers o cooperadores (CD4+) y los Linfocitos T citotóxicos (CD8+). (Abbas., et. al; 2020). - Linfocitos B: Son células especializadas del sistema inmune que juegan un papel importante en la respuesta humoral, siendo el principal mecanismo de defensa contra patógenos extracelulares. Su principal función es el reconocimiento de moléculas extrañas al organismo, es decir, el reconocimiento de antígenos y así producen anticuerpos específicos para neutralizarlos. (Labo’Life, 2014) Figura 1. Linfocito observado al microscopio (Tortora, 2018). - Monocitos: El núcleo de un monocito usualmente tiene forma de herradura y el 2 Escuela de Ciencias de la Salud citoplasma es gris azulado y tiene apariencia espumosa. La sangre es un conducto para los monocitos que migran desde esta hacia los tejidos, donde se agrandan y se transforman en macrófagos. Algunos se vuelven macrófagos fijos (tisulares), esto quiere decir que se encuentran en tejidos particulares, un ejemplo son los macrófagos alveolares o los del bazo. Por otro lado, también se pueden convertir en macrófagos circulantes, que rondan los tejidos y se juntan cuando se encuentra un problema como una infección o una inflamación. (Tórtora, 2018) Figura 2. Monocito observado al microscopio. (Tortora, 2018). Por otro lado, para muchas pruebas inmunológicas in vitro se requieren preparaciones purificadas o enriquecidas de linfocitos de la sangre periférica. En los inicios, las primeras técnicas utilizadas para aislar los linfocitos consisten en mezclar la muestra con un agente aglutinante de eritrocitos, con el fin de que se separaran debido a la sedimentación de los grumos; sin embargo, estas técnicas eran lentas y se obtenían resultados con bajo rendimiento y pureza. De esta forma, en 1958, Boyum ideó un método basado en la centrifugación de la muestra sobre un gradiente de densidad discontinuo, cuyo medio original consistía en una mezcla de ficoll y metrizoato de sodio. Este método es rápido y simple, por lo que se utiliza comúnmente para obtener preparaciones enriquecidas de linfocitos sanguíneos; a pesar de que esta técnica resulta en la separación de los leucocitos mononucleares, los linfocitos son más abundantes que los monocitos cuando se trabaja con muestras de sangre periférica. El medio de separación para purificar linfocitos consiste en una mezcla de dos componentes. El ficoll 400 es un polímero sintético de sacarosa y epiclorhidrina, soluble en agua. Por otro lado, el diatrizoato de sodio, es un compuesto que al ser mezclado con el ficoll, forma soluciones de baja viscosidad y alta densidad. La función del diatrizoato es proveer la densidad óptima para la separación y a la vez la osmolaridad adecuada para mantener la viabilidad de las células; mientras que el ficoll, causa la aglutinación de los eritrocitos, lo que facilita más la sedimentación de los mismos. La mezcla de ficoll-diatrizoato se debe mantener protegida de la luz, debido a la fotosensibilidad del diatrizoato; además, se puede encontrar disponible comercialmente, estéril y 3 Escuela de Ciencias de la Salud lista para su uso como Ficoll-Paque®, Lymphoprep®, etc. De esta forma, al estratificar una muestra de sangre sobre el ficoll-diatrizoato y centrifugar, las células mononucleares se separan de las demás debido a diferencias de densidad, entonces: - Los eritrocitos son aglutinados por el ficoll, pasando a través del medio y sedimentando al fondo. - Los granulocitos también sedimentan por su tamaño y densidad, y por su tendencia a formar agregados. - Las células mononucleares, por su menor densidad se quedan en la interfase, entre el plasma y el medio (con una contaminación relativamente baja de plaquetas y otros tipos celulares). Figura 3. Distribución de los componentes sanguíneos de acuerdo a su gradiente de densidad. (Lomonte, 2009) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Se llevará a cabo una investigación que abordará las características, tipos, importancia, y; además, el fundamento y la metodología para llevar a cabo la separación de las células mononucleares; y así,comprender la importancia de las mismas. JUSTIFICACIÓN Conocer las características y los métodos de separación de células mononucleares es de gran importancia para poder llevar a cabo una correcta interpretación de análisis de laboratorio. OBJETIVOS General Comprender el fundamento para la separación de células mononucleares. Específicos ● Conocer las características y tipos de células mononucleares. ● Conocer las funciones de los reactivos utilizados en la separación de células mononucleares. ● Comprender la importancia de las técnicas de separación de células mononucleares. HIPÓTESIS En el proceso de separación de células, éstas se separarán en fases según su densidad. 4 Escuela de Ciencias de la Salud METODOLOGÍA La primer parte consistió en preparar las soluciones amortiguadoras PBS, para lo cual, se preparó el material para pesar en la báscula analítica las sustancias por separado, luego se añadieron pocoa poco 400 mL de agua destilada en el vaso con las sales, se introdujo el agitador magnético y se colocó el vaso sobre la plancha de agitación (solo utilizando la agitación) hasta diluir las sales. Posteriormente, se ajustó el pH a 7.4 con HCl o NaOH y se aforó la solución a 500 mL en el matraz. Ya que se tuvieron los 500 mL de la solución de fosfatos, se pesó la cantidad de NaCl a utilizar y se repitieron los pasos del 3 al 6 (aforando a 250 mL). Luego se rotuló la solución con el nombre de la solución, fecha de preparación, grupo y profesor responsable. Finalmente se decidió conservar la solución a temperatura ambiente (esterilizándola previamente), para usarla posteriormente en la práctica de fraccionamiento celular. En la segunda parte de la práctica se realizó la separación de células mononucleares, para ello; primero se realizó una toma de muestra de sangre suficiente en tubos de tapón lila y se realizó una dilución 2:1 con PBS. Posteriormente, con el propósito de darle tratamiento a la muestra; se centrifugaron 10 mL de la muestra de sangre-PBS con 3 mL de Lymphoprep a 400 g por 30 minutos a temperatura ambiente en tubos cónicos de 15 mL, luego se recolectó el anillo de células mononucleares de la interfase y se transfirió a otro tubo cónico, donde se ajustó a 13 mL con PBS, acto seguido se centrifugó nuevamente por 10 min a 577 g, se descartó el sobrenadante y se repitieron los pasos 7, 8 y 9, después se agregó 1 mL de PBS y se reconstituyó. Luego en un tubo Eppendorf, se tomaron 10 μL de la mezcla con 990 μL de PBS y se reconstituyeron nuevamente. Finalmente se colocó una gota en la cámara de Neubauer y se observó al microscopio para realizar el recuento de células mononucleares. ● Nota: El radio de rotor de la centrífuga utilizada fue de 159 mm. RESULTADOS Tabla 1. Características de los concentrados celulares Parámetro Media Mediana Rango Volumen (mL) 106 100 40-170 Cont. Total de leucocitos (x109/L) 18.3 16.8 4.7-49.5 Células mononuclea res (CMN) (%) 29 27 6-70 Cont. total de CMN x109 /L 5.35 4.2 0.66-21 ANÁLISIS DE RESULTADOS En la tabla 1, el conteo se realizó en 96 pacientes, así mismo este conteo de leucocitos fue superior a 20 x 109, 5 Escuela de Ciencias de la Salud El volumen promedio de los concentrados de células mononucleares (CMN) obtenidos fue de 106 mL con un contenido medio de leucocitos de 20.3x109. El contenido promedio de CMN del concentrado fue de 5.35x109. Y solo a 43 pacientes estudiados se le pudo determinar el número de células CD34+ en el concentrado celular. (Cortina R, 2008). Se apreció que en los 96 pacientes evaluados, se obtuvo un incremento del conteo de leucocitos superiores al mínimo requerido, es decir en el caso de conteo de leucocitos fue superior a 20x109. Así mismo en lo que es el contenido de las CMN y de las células CD34+ estuvo dentro de los parámetros establecidos. Para entrar un poco más en contexto, de acuerdo con Chemistbit (2016), los valores normales de las células mononucleares son los siguientes: en glóbulos rojos son de 4.5 millones a 5 millones/mL. Los leucocitos manejan valores de 6,000-10,000 por mm3/sangre, en valores anormales o superiores a este rango se puede presentar leucocitosis. Los neutrófilos presentan valores de entre 3,500 a 7000 mm3, lo cual a porcentaje equivale al 60-70% mientras que los monocitos están en rangos de entre 150 y 800 mm3, en porcentaje representa de 3 a 8%. Los linfocitos tienen valores de 1,500 a 4,000 mm3, lo cual representa el 30- 40%. Los eosinófilos están entre 0 y 500 mm, lo cual es el 1-5%, por lo que los basófilos tienen un valor de 0-100 mm3, lo cual equivale al 0-1%. Haciendo una comparación dentro del mismo artículo mencionado anteriormente, se pudo encontrar que en dos pacientes no se pudo realizar el conteo de leucocitos requeridos ya que pueden llegar a movilizarse de manera insuficiente, por lo tanto necesitaron de una estimulación adicional, lo que quiere decir que presentaron valores anormales, se puede considerar que el resultado es poco fidedigno dado que se está empleando un estímulo externo para poder cumplir con el recuento requerido. Sin embargo, según Lázaro Cortina (2008), los parámetros del hemograma de los demás pacientes estuvieron dentro de las cifras aceptadas para la autodonación. Es de suma importancia para los Q.F.B.T conocer sobre el conteo de células mononucleares ya que brinda un panorama sobre el estado general que puede llegar a tener el paciente debido a la patología. Así mismo es posible llevar un control sobre los parámetros normales que manejan cada células. CONCLUSIONES Se comprendió la importancia y características de las diferentes células mononucleares; así como también se conocieron las diferentes técnicas y se comprendieron sus fundamentos para la separación de estas células. REFERENCIAS Abbas, A., et. al. (2020). Inmunología Básica: Funciones y Trastornos del 6 Escuela de Ciencias de la Salud Sistema Inmunitario. 6ª Ed. Barcelona. Editorial: Elsevier. pág. 270. Consultado el 22 de marzo de 2021. AmBientech. (s.f). Célula mononuclear. Consultado el 22 de marzo de 2021. Recuperado de https://ambientech.org/celula-mononuc lear. Chemistbit. (2016). Biometría hemática. Consultado el 23 de marzo de 2021. Recuperado de https://chemistbit.wordpress.com/2016 /10/11/biometria-hematica/. Cortina, L., et al. (2008). Aislamiento de células mononucleares de sangre periférica para trasplante de células madre: Método simplificado. Revista Cubana de Hematología, Inmunología y Hemoterapia, Vol 24 (3). Consultado el 23 de marzo de 2021. Labo’Life. (2014). Linfocitos B: ¿Por qué son esenciales para nuestra inmunidad? Consultado el 22 de marzo de 2021. Recuperado de https://www.misistemainmune.es/inmu nologia/componentes/linfocitos-b-por-q ue-son-esenciales-para-nuestra-inmun idad#:~:text=Los%20linfocitos%20B% 20son%20c%C3%A9lulas,las%20bact erias%20Staphylococcus%20o%20Str eptococcus. Lomonte, B. (2009). Técnicas de Laboratorio en Inmunología Clínica. Consultado el 22 de marzo de 2021. Recuperado de http://www.kerwa.ucr.ac.cr/bitstream/h andle/10669/9243/Manual_de_Laborat orio_Inmunologia_Clinica.pdf?sequenc e=1&isAllowed=y. Surat. (s.f). PBMCs: Usos en la investigación. Consultado el 22 de marzo de 2021. Recuperado de https://www.news-medical.net/life-scie nces/PBMCs-Applications-in-Research -(Spanish).aspx. Tortora, G. (2018). Principios de anatomía y fisiología. 15ª Ed. Ciudad de México. Editorial Panamericana. Capítulo 19. pp. 678-679. 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