麦迪逊-T细胞是与试图引起疾病的浸润病原体处于战斗一线的免疫士兵。发表在《自然生物医学工程》上的一项新研究描述了一种新颖的无标记成像技术，该技术可以将活跃的T细胞与下班的T细胞区分开。

该方法可以帮助评估T细胞在癌症或自身免疫性疾病免疫疗法中的参与程度。

Morgridge研究所首席研究员，UW-Madison生物医学工程副教授Melissa Skala说：“ T细胞具有调节其活性的代谢开关。”在一个健康的个体中，大多数T细胞处于静止状态-它们处于非活动状态，但已准备就绪并等待信号参与对付入侵病毒或细菌的积极战斗。

“我们想测试我们的成像技术是否能够分辨出静止的T细胞和活化的T细胞之间的区别，”亚历山德拉·沃尔什(Alexandra Walsh)说，他曾经是莫格里奇研究所(Morgridge Institute)的助理科学家，现在是德克萨斯农工大学生物医学工程的助理教授。

表征T细胞的大多数方法都是基于抗体的，例如流式细胞仪或免疫组织化学。这些需要用抗体或造影剂染色，该过程对细胞具有破坏性。

另外，Walsh和Skala的方法可以检测细胞内分子的自发荧光，这些分子在显微镜和红外激光配对后成像时会自然发光。这种无标签的过程是无损的，并且不会改变单元的行为。该技术可适用于对板或皿中的细胞，组织样品进行成像，甚至对完整生物体进行体内成像。

“这是超级小说，”斯卡拉说。“大多数人没有使用这些技术，在免疫学中没有很多自发荧光研究。”

为了验证他们的方法，研究人员从健康的供体那里采集了血液样本，分离了T细胞，并测量了NAD(P)H和FAD(参与细胞代谢的两个分子)的自发荧光。

沃尔什说：“我们将一些T细胞保持在静止状态，然后向一组抗体中添加抗体以激活它们。”

静止细胞与活化细胞的图像显示了代谢功能的差异，最明显的是活化T细胞群体中NAD(P)H自发荧光的变化。他们还观察到活性T细胞的大小比静态细胞大。

Skala说，激活协议和成像功能将对制造用于免疫疗法的CAR-T细胞有用。这些重新设计的T细胞通常与其他细胞(例如癌细胞)共培养，以测试其反应性。

但是，使用其他刺激性试剂或抗体标签进一步表征T细胞是CAR-T细胞制造商的瓶颈。自发荧光方法提供了一种有吸引力的方法，可以通过对多个时间点上的相同细胞进行成像而以一种无损的方式进行这些实验。

沃尔什说：“我们证明了您可以使用我们的成像技术解决时间变化。”“我们能够在添加激活抗体后的几分钟内看到成像终点的变化。”

Walsh补充说，使用流式细胞仪很难看到这些动态变化，因为染色和孵育所需的时间使得难以捕获多个时间点。

Skala实验室计划继续进行这一研究，以更好地理解癌症患者的T细胞在肿瘤生长或接受免疫疗法治疗后可能会如何反应。

Skala补充说：“这些技术可以告诉我们一些我们不知道的有关肿瘤或T细胞制造的信息，因为以前我们没有随时间监测T细胞行为的方法。

尽管这项新技术相对于传统方法具有许多优势，但是仍然存在局限性。首先，自发荧光成像不是很灵敏。

Skala说：“我们并不是依靠真正的特异性标记，而是依靠细胞的新陈代谢。”“这只会使您在区分细胞类型方面走得更远。”

此外，沃尔什说，该技术需要经验丰富的人员来进行显微成像和分析数据。