Spectroscopic analysis of eosinophils: isolated cells vs cell line

Eozynofile (EOS) po raz pierwszy zostały zaobserwowane w połowie XIX wieku przez Whartona Jonesa i nadal stanowią interesujący materiał badań. Są to komórki układu odpornościowego, charakteryzujące się dwusegmentowym jądrem komórkowym oraz kwasochłonnymi ziarnistościami cytoplazmatycznymi. Ciałka lipidowe (ang. lipid bodies, LBs), znajdujące się w cytoplazmie tych leukocytów, biorą udział w odpowiedzi zapalnej organizmu. Zachodzą w nich przemiany zestryfikowanego kwasu arachidonowego do eikozanoidów, synteza leukotrienów oraz prostaglandyn. Główną funkcją eozynofili jest zwalczanie pasożytów, co związane jest z aktywnością głównego białka zasadowego (MBP) oraz peroksydazy eozynofilowej (EPO). EOL-1 to linia komórkowa ludzkich białaczkowych eozynofili, którą wykorzystuje się jako model EOS do badań in vitro. W niniejszej pracy dokonano porównania eozynofili pierwotnych z linią komórkową EOL-1, dla prób kontrolnych oraz aktywowanych czynnikami zapalnymi – LPS (lipopolisacharydami) i PMA (phorbol-12-myristate-13-acetate). W tym celu posłużono się spektroskopią rozpraszania ramanowskiego oraz techniką obrazowania ramanowskiego. Komórki zostały poddane analizie skupień oraz analizie głównych składowych, które jednoznacznie wskazały, iż między EOS a EOL-1 istnieją różnice, z których najważniejszą jest nieobecność peroksydazy eozynofilowej w komórkach linii. Scharakteryzowano ciałka lipidowe w badanych komórkach, które wykazały pewną zmienność – populacje poddane działaniu LPS posiadały LBs bogate w lipidy nasycone, w przeciwieństwie do prób kontrolnych i aktywowanych PMA. Ponadto, krople lipidowe w EOL-1 różnią się od EOS pod względem biochemicznym.

Eosinophils (EOS) were first observed in mid-XIX century by Wharton Jones and ever since have been a compelling subject of study. Two-lobed nucleus and eosinophilic cytoplasmatic granules are characteristic for these immunoregulatory cells. Lipid bodies (LBs) located in cytoplasm region in eosinophils are involved in organism’s inflammatory response. In these structures, arachidonic acid is metabolised to eicosanoids, synthesis of leukotriens and prostaglandins follows. Eosinophils' main purpose is to fight down parasites, which is directly linked with activity of Major Basic Protein (MBP) and eosinophil peroxidase (EPO). EOL-1 cells are a human eosinophilic leukemia cell line, developed as an in vitro model for studying eosinophilic leukocytes. This work is a comparison of isolated eosinophils and EOL-1 cell line, including control groups and cells stimulated with pro-inflammatory agents, LPS (lipopolisaccharides) and PMA (phorbol-12-myristate-13-acetate). To achieve this, Raman scattering spectroscopy and Raman imaging were used. Cluster analysis and principal component analysis were carried out. The results unambiguously exposed certain differences between EOS and EOL-1 cells, of which the most notable one was the absence of eosinophil peroxidase in the latter. The characterization of lipid bodies presented some variability – cells activated with LPS contained LBs rich with unsaturated lipids, contrary to control cells and those stimulated with PMA. Moreover, lipid droplets in EOL-1 cell line differ biochemically from LBs in isolated eosinophils.