Invasão das células humanas por um agente patogénico

O protocolo a seguir irá descrever o estudo da invasão de células endoteliais por S. aureus, mas teoricamente pode ser usado para estudar invasão celular por qualquer bactéria cultivável. Estágios específicos para S. células endoteliais aureus e são indicados. 1. Preparação de bactérias Cultura S. cepas de Staphylococcus de 16/04 h (dependendo da fase de crescimento necessário) em 10 Cérebro-caldo Infusão ml (BHI) a 37 ° C no ar com agitação a 200 rpm. Estas condições de crescimento são específicos para S. aureus e pode precisar ser adaptado para outras bactérias. Lavar as bactérias três vezes em meio Modified Dulbecco Águia (DMEM; Invitrogen) por rodadas alternadas de centrifugação a temperatura ambiente (5.000 x g, 10 min), a remoção do sobrenadante da cultura e ressuspensão do pellet bacteriano em um volume equivalente de DMEM. Medir a densidade óptica da suspensão resultante de bactérias que podem ser ajustados conforme a necessidade. Para S. aureus, nós preparamos uma suspensão na OD = 1 600, o que corresponde a ~ 10 9 ufc ml -1. 2. Cultura de células endoteliais Cultura da linhagem de células endoteliais EA.hy926 1 em DMEM suplementado com soro fetal bovino (FBS, 10%) e L-glutamina (2 mM) a 37 ° C em 5% CO 2. Alternativamente, agrupados células primárias de veias umbilicais humanas endoteliais (HUVECs) pode ser comprado de Lonza (Basel, Suíça) e cultivadas em meio basal endotelial suplementado com 2% de SFB, extrato de cérebro de bovinos (incluindo a heparina), fator de crescimento endotelial humana e hidrocortisona a 37 ° C em 5% de CO 2 de acordo com as instruções do fabricante (Lonza). Estas condições de crescimento são específicos para estas células e pode precisar ser adaptado para outros tipos de células host. Cultivar células endoteliais em frascos de T75 para completar confluência, verificada por olho. Prepare as placas de 24 poços para a inserção das lamelas. Pinças finas (chama esterilizado) são necessários para mover as lamelas, que têm uma superfície opaca e um brilhante. Lamínulas lugar nos poços da placa de 24 poços com a superfície opaca virada para cima para permitir a ligação celular. Liberar as células do frasco T75 com 3 ml de tripsina-EDTA (0,25%) e adicionar a 10 ml do meio de cultura relevante. Adicionar 500 mL de células em suspensão para placas de 24 poços contendo lamínulas de vidro Thermanox. Um frasco T75 confluentes de células desde células suficientes para duas placas de 24 poços, resultando em cerca de 5 × 10 5 células por poço (em 500 mL de médio). Incubar as placas por 48 h, como descrito acima, e verificar 100% de células confluência por microscopia de luz invertida. Dip-lavagem lamínulas em PBS e adicionar novas placas de 24 poços contendo 490 l contendo DMEM 10% FBS em cada poço. Para examinar o papel de determinados processos metabólicos na invasão celular, os inibidores podem ser adicionados a culturas de células de 1 h antes da adição de bactérias e concentrações mantida durante o ensaio. Por exemplo, para determinar o papel do rearranjo de actina em S. aureus invasão das células endoteliais, 50 mM citocalasina D pode ser adicionada, ou para o papel de cavéolas, 5 mM metil-β-ciclodextrina pode ser adicionado. 3. Ensaio de invasão Adicionar 10 ml de bactérias lavada (resultando em cerca de 2 × 10 7 ufc ml -1 de S. aureus) a cada poço contendo uma lamela lavado com uma camada confluente de células endoteliais em 490 l contendo DMEM 10% FBS. Incubar durante 15-90 minutos a 37 ° C em 5% CO 2. Para medir o número total de bactérias associadas com as células (aderente e internalizadas), mergulhe-as lamelas lavar três vezes em PBS e adicione aos poços contendo 500 mL fresco Triton 0,5% X-100 em PBS. Para garantir as células totalmente lisar e liberar todas as bactérias internalizadas, pipetar o várias vezes, apontando a ponta da pipeta directamente na superfície da lamela. Enumerar as bactérias por plaqueamento a suspensão líquida (ou diluições deste, sempre que necessário) sobre a superfície de placas de TSA. Desde TX-100 vai lisar muitas bactérias Gram-negativas, saponina pode ser usado em vez 2. Para medir o número de bactérias internalizadas, remover o sobrenadante da cultura de cada bactéria unbound bem contendo e substituir com 500 mL DMEM/10% FBS suplementada com 200 mg ml -1 gentamicina. Rotineiramente usamos gentamicina, em vez de lysostaphin aqui como é mais barato e nos permite alternar entre experimentos usando diferentes tipos de bactérias (por exemplo, estafilococos e Lactococci) sem ter que mudar o protocolo experimental. Incubar as placas a 37 ° C em 5% de CO 2 por 60 minutos para matar todas as bactérias extracelulares. Lavar lamínulas 3 vezes em PBS,lisar e enumerar por plaqueamento em TSA, conforme descrito para o ensaio de adesão acima. Em alguns casos, pode ser preferível visualmente contar o número de bactérias por microscopia de luz. Neste caso, e específicos para S. invasão celular aureus, use lysostaphin (10 mg ml -1), em vez de gentamicina para destruir fisicamente as bactérias extracelulares. Incubar lamínulas por 20min a 37 ° C em CO 2 na solução lysostaphin, em seguida, lavar e consertar com Cytopath (Cellpath). Flood as lamelas com cristal violeta (0,5%, w / v) para 5min. Dip-enxágüe em água, ar seco e montagem em lâminas de vidro. O número de bactérias por mm 2 de células endoteliais confluentes podem ser quantificados utilizando microscopia de luz. 4. Resultados representativos: Expressão de proteínas de ligação a fibronectina (FnBPA e FnBPB) sobre a superfície da S. aureus confere a capacidade de invadir células endoteliais. Trabalho recente redefiniu o domínio de ligação de fibronectina FnBPA 3. Do tipo selvagem (WT) S. aureus 8.325,4 invade células endoteliais com alta eficiência, enquanto que uma cepa falta tanto FnBPA e B (Δ FNB) apresentaram níveis significativamente reduzida de internalização (Figura 1A). Complementação do mutante com um plasmídeo A FNB menos o domínio de ligação de fibronectina (pFnR0) não promover a invasão (Figura 1A). Por outro lado, a complementação do mutante com um plasmídeo FNB inteira Um gene (pFnBA4) restaurado invasão a níveis WT (Figura 1A). O papel do FnBPA na invasão de células endoteliais também pode ser demonstrada através dos expressão heteróloga Lactococcus lactis host. Expressão de plasmídeo codificado FnBPA em L. lactis (pRM9 9) não aumentar significativamente a adesão às células endoteliais em comparação com as bactérias não expressar FnBPA (CTL) (bares abertos, Figura 1B). Por outro lado, expressando-FnBPA L. lactis invadiram células endoteliais em níveis significativamente mais altos do que a cepa não expressar (bares fechados, Figura 1B). Experimentos foram realizados quatro vezes em duplicado e os média ± desvio padrão é apresentada. * Representam dados que são estatisticamente diferentes (p = <0,05) da WT ou valores CTL. Figura 1. Invasão de EA. Hy926 células endoteliais por S. aureus (A) ou L. lactis (B).