Antikor fonksiyonu Ölçme Plasmodium falciparum sıtma dokunulmazlık anlamanın anahtarıdır. Bu yöntem, uygun bir merozoit saflaştırılmasını ve akış sitometresi ile opsonizasyon bağımlı fagositoz ölçümünü açıklamaktadır.
Plasmodium falciparum merozoit antijenler potansiyel sıtma aşıları gibi geliştirilme aşamasındadır. Sıtmaya karşı bağışıklık bir özelliği, fagositik hücreler tarafından kandan serbest merozoit kaldırılmasıdır. Bununla birlikte, belirli merozoit opsonizing antikorlarının fonksiyonel etkinliğini değerlendirmek nedeniyle merozoit kısa yarılanma ömrü ve primer fagositik hücrelerin değişkenliği nedeniyle zordur. Ayrıntılı olarak açıklanmıştır, burada E64 proteaz inhibitörü kullanılarak uygulanabilir merozoitler üretilmesi için bir yöntem ve pro-monositik hücre hattı THP-1 kullanılarak merozoit bir deney opsonin bağımlı olduğunu fagositoz. Tedavi schizontsun süzülerek yayımlanan merozoit gelişimini sağlarken E64 şizont rüptürü önler. Etidyum bromür etiketli merozoites insan plazma numuneleri ile opsonize ve THP-1 hücrelerine ilave edildi. Fagositoz standart bir yüksek verimli protokolü ile değerlendirilir. Canlı merozoites numer değerlendirmek için değerli bir kaynaktırP. lı yönleri Bağışıklık fonksiyonunun değerlendirilmesi dahil falciparum biyoloji,. Bu deneyi ile ölçülen antikor seviyeleri doğal maruz kalmış bireylerdeki sıtma klinik bağışıklık ile ilişkilidir. Tahlil, aynı zamanda aşının neden olduğu antikorları değerlendirmek için yararlı olabilir.
Plasmodium falciparum sıtma karşı bağışıklık için antikorların önemi 40 yıl önce, hiper-yetişkinlerden immünoglobulin zaman pasif hafifletilen hastalık 1 'de elde edilen ciddi sıtma hastası çocukların aktarılmıştır gösterildi. Sonuç olarak, önemli çaba çoğunlukla ELISA ile peptitler veya bakteriyel proteinlere antikor titreleri ölçme yoluyla, koruyucu sıtma bağışıklığın hedefler belirlemeye çalışmıştır. ELISA tabanlı seroloji de çalışmalar arasında oldukça değişken olduğunu kanıtlamıştır, ve antikor işlevselliği 2 gidermez. Birçok sıtma antijenleri, cytophilic IgG1 ve IgG3 antikor profili, özellikle de merozoit yüzey antijenlerini 3 neden olur. Bu alt sınıf, bias fagositlerle antikor-Fc-reseptörü (FcR) etkileşimleri antimerozoite antikorların 4 opsonizing efektör fonksiyonlar için önemli olduğunu göstermektedir. Geliştirilmekte olan çeşitli merozoit antijen aşıları için tasarlanmıştırfagosit efektör fonksiyonları 5, 6 ve ortaya kemirgen sıtma modellerinde antikor FcR etkileşimlerinin önemi için önemli kanıtlar mevcut 7-9 ve birkaç son çalışmalar insanlarda sıtmaya karşı bağışıklık için, fonksiyonel antikor ve fagosit efektör fonksiyonlarının önemini destek rağmen 10, 11, bu alanda kötü okudu kalır. Merozoit özel opsonizing antikorların içine Çalışması iki faktör ile sınırlı kalmıştır; kaliteli merozoites tecrit içinde zorluk; primer hücrelerden ve değişken fagositoz yanıtları.
Yakın zamana kadar, yüksek hızlı santrifüjleme ya da Percoll yoğunluk gradyanları şizont kültürleri yırtılma kültür süpernatanlarından merozoitler izole etmek için kullanılmıştır. Bu merozoites nadiren uygun olan ve genellikle daha fazla yoğunluk santrifüj ile manipüle ve birden çok yıkama tahlillerinde kullanımdan önce 12 veya kriyo-korunmasının 11 adımları tekrarlayın. Bu processes potansiyel merozoit yüzeyinden birçok periferik ilişkili proteinleri, sıtma dokunulmazlık 13 antijenik hedefler olarak bilinen proteinleri ayırmak. Son zamanlarda, sistein proteaz inhibitörü trans-epoksisukini-L-ösi (4-guanidino) bütan (E64) uygun bir merozoitler oluşturmak için kullanılmıştır. E64 uygun merozoitler 15, 16 serbest bırakmak için süzme ile bozulabilmektedir zar kapalı merozoitler 14, üreten, şizont kopma önler. Bu teknik eritrosit işgali 15, 17-19 sırasında çok sayıda proteinlerin mekansal çözünürlükte yol açtı ve birkaç antimalarialların 16, 20 sahne özgü etkisini netleştirdi. Ancak, canlı merozoit nesil teknik açıdan zorlayıcı kalır. Bağışıklık ile ilgili işlevsel deneyler, bir viyabl merozoit saflaştırma ve bunların kullanımı için ayrıntılı bir protokol için bu tekniğin ve uygulamanın yayılması yardımcı olmak içinantikor standart fonksiyonel deneyi: opsonitasyonunu ve fagositozu hücresel işbirliği burada tarif edilmektedir.
Bu teknik, nötrofil solunum patlamasının, antikor bağımlı hücresel İnhibisyonu (ADCI) ve alternatif merozoit fagositoz tahlilleri gibi merozoit opsonitasyonunu önceki in vitro deneylerde, üzerinde önemli bir gelişmeyi gösterir. Bu analizler parazit girişler varyasyonun ve primer fagositik hücreler 11, 21 aktivitesine kötü tekrarlanabilir. Kirlenmesine hemozoin da derinden phagocyte fonksiyonunu 22. etkileyebilir. Bir son bildirilen sağlam ve tekrarlanabilir merozoit fagositoz deney 23 promonositik hücre hattı THP-1 24 kullanır. Bu yapışkan olmayan ve spesifik olarak Fc-reseptörü aracılığıyla olan fagositozla 25, 26 yerine olarak bu yüksek işleme kapasiteli bir akış sitometri analizleri için ideal bir hücre türüdür. Ek bir karmaşıklık araş ikenfagositoz tigating fagositoz derecesi THP-1 hücreleri ve plazma konsantrasyonu göre merozoit sayısına bağlı olmasıdır. Deneyler arasında yeniden üretilebilirlik sağlamak için, merozoites numaralandırılmış olmalıdır ve belli bir konsantrasyonu kullanılır. Nedeniyle küçük boyutu, sıtometrık ölçümü gereklidir akış.
Burada tarif edilen prosedür hemozoin kaldırır ve uygulanabilir merozoitler oluşturur ve opsonitasyonunu ve fagositozu ve ardından merozoit akış sitometrik sayımı için, bu merozoit bir uygulamasını tarif etmektedir. Teknik olarak zor olmasına rağmen, açıklanan teknikler doğal olarak elde edilen ve aşı bağışıklık kaynaklı için merozoit yüzey özgü antikor yanıtlarının katkı açıklık de yararlı olabilir.
Merozoit fagositoz ölçmek için, iki teknik uzmanlık gereklidir: merozoit ve THP-1 deneyinde fagositoz saflaştırılması. Bu iki tekniklerini birleştirerek için en kritik adımlar şunlardır: 1) Yüksek senkronize parazitler; 2) zar içine merozoitler vermek üzere, doğru zamanda E64 eklenmesi; 3) agrega önlemek için hemozoin Çıkarma; Akım sitometri 4) Doğru merozoit sayma; 5) kullanılan plazma seyreltme; ve 6) düşük hücre yoğunluğu ve THP-1 hücrelerinin geçiş sayısı elde. Bu önemli yönlerinden dikkatli dikkate sağlam fagositoz tepkileri gözlenir sağlayacaktır.
Burada açıklanan rağmen, fagositoz değerlendirmek için merozoit hazırlanmasıdır, bu teknik geniş bir uygulama yelpazesi için kullanılabilir. Bağımsız olarak alt akış metodoloji, uygun merozoit preparasyonlar doğru merozoitler üretmek amacıyla E64 ilave zamanlama bağlıdır. Burada açıklanan yöntem E64 y gösterilmiştirişgali olayları ve ilaç duyarlılık deneyleri 15-20 yüksek çözünürlüklü mikroskopi kullanım için invaziv merozoites ield. Merozoit canlılığı fagositoz için gerekli olmasa da, merozoit yüzey kaplamanın bütünlüğü gereklidir. Bu nedenle, burada açıklanan yöntem E64, yüksek kaliteli merozoites yüzey kaplamak için antikor tepkileri değerlendirilmesi için üretilecek sağlar. E64 çok erken ilave edilir ya da çok geç zar içine merozoites oluşmadığı takdirde, Şekil 1 'de belirtildiği gibi. Bu nedenle, yüksek derecede uyumlu parazit kültürlerinin gerekmektedir. Burada, sıkı için sorbitol ve heparin tedavilerin kullanımı 2 saatlik bir pencerede D10-GFP parazit senkronize kültürleri tarif edilmektedir. Heparin diğer laboratuvar izolatının gametocytogenesis teşvik edebilir ve bu nedenle dikkatle kullanılmalıdır. Örneğin alanin gibi alternatif yöntemler de sıkı bir senkronizasyon senkronize parazitler 29 üretilir kaydıyla, kullanılabilir. E64 uyumsuz parazit ilave edilirse, bir alt pervanezar-kapalı merozoit bir ortion üretilen ve kalan RBC normal kopma veya anormal morfoloji gelişecektir ya parazit bulaşmış olacaktır. Membran kapalı merozoit haline olmayan parazitlerin varlığı filtrenin tıkanması ile sonuçlanabilir ve önemli ölçüde elde merozoit randımanını azaltacaktır.
Zara-kapalı merozoit filtrasyonu sırasında, hemozoin sindirim vakuoller gelen serbest kalır ve çözelti içinde serbest kristaller olarak bulunur. Hemozoin yüksek proenflamatuar ve monosit ve makrofaj fagositoz yanıtları 30, 31, modüle etmek için rapor edilmiştir. Şekil 2'de gösterildiği gibi, fagositoz modüle ek olarak, çözelti içinde hemozoin merozoit ile agregalar oluşturabilirler. THP-1 hücreleri, bu agrega fagosite gibi, bu antikor aracılı fagositoz çözünürlüğü için önemli bir karıştırıcı faktör olabilir. Bu nedenle, hemozoin çıkarılması av için bu tahlilde gereklidirphagocyte biyoloji hemozoin arasında oid ek karmaşıklık. Merozoit miktar gerekli olduğu durumda, diğer uygulamalar için serbest merozoitler oluşturmak için bu tekniği kullanarak Buna ek olarak, hemozoin kaldırmak yetmezliği de zararlı olabilir.
Şekil 4 'de belirtildiği gibi, merozoit sayısı, THP-1 hücreleri tarafından fagositoz derecesini etkileyebilir tahlile eklenir. Akım sitometri merozoit konsantrasyon, dikkatli pipetleme ve merozoit sayımlarını çoğaltmak sayımı için izin verse doğruluğunu geliştirmek için gereklidir. Birden çok parazit satır yan yana test edilecek olan, bu özellikle önemlidir. Daha önce yanıtları 23 çevirmeden önce PNG yarı bağışıklık çocuklardan plazma önemli ölçüde seyreltilebilir olduğu gösterilmiştir. Phagocyt en geniş bir ürün yelpazesi üretilir 12 yaşındaki çocuklar PNG – 5 in bir grup için plazmanın optimum seyreltme (1/120, plazmanın 000 nihai seyreltme) burada tarif. (-% 19, 20 -% 39, 40-59 ve% 60 – 0% 79 fagositoz) Şekil 5'te açıklanan osis tepkiler Bu dizi dört gruba tepkilerin tabakalaşma için izin ve regresyon modelleme opsonizing tepkiler ile ilişkili olduğunu ortaya koymuştur Farklı kohort için klinik hastalığı ve yüksek yoğunluklu bir parazitemya 10 korunma veya saptama seviyesinin altında doymuş değildir bu THP-1 hücreleri ile fagositozu sağlamak için plazma dilüsyonu ayarlamak gerekli olabilir çalışmaları.
Akım sitometri mikroskobu üzerinde geliştirilmiş doğrulukta hızlı ve ölçülebilir fagositozisi sağlar. Bu protokol, yüksek verimlilik, plaka temelli ve doğal olarak elde edilen humoral bağışıklığı incelemek için, 96 gözlü levhalar yakalanmasını otomatiktir. Yöntem, SYBR @ Green, DAPI ve propidyum iyodin, zar ya da protein lekeleri gibi lekeler bununla birlikte alternatif bir DNA lekeleri yararlanılabilir, etidyum bromür ile merozoit boyanmasını gerektirir. Bu tahlil PRIMAR mükellef olacaktırphagocyte veya FcR biyoloji ilgi ise y monositler ya da nötrofiller ve adapte edilebilir. PMA ile in vitro farklılaşan Birincil hücreler ya da THP-1 hücreleri, sıtma ve diğer patojenlerin 12, 32-34 fagositoz incelemek için kullanılabilir. Bu hücrelerin yapışık ve aynı zamanda non-antikor aracılı fagositoz 35 ekran gibi ancak primer hücreler kullanılarak zor olabilir. Buna ek olarak, saflık, canlılığı ve fonksiyonelliği değişkenlik primer fagositik hücrelerin kullanımı için bazı temel sınırlamalar vardır. Merozoit fagositoz dahil Fc reseptörleri uncharacterized kalır ve bu nedenle belirli bir Fc reseptörleri bloke edici antikor fagositoz merozoit için her bir Fc reseptörünün katkısını aydınlatmak olabilir kullanılmıştır. THP-1 fagositoz FcR bağlı olduğu için, bu gözlenen fagositoz basit yorumu sağlar. Bu deney aynı zamanda util ile elde edilebilir opsonizing antikorların antijen özgüllüğü ele için oldukça rahatmerozoit yüzey antijenleri için knock-out parazitleri izing veya yüzey proteinleri merozoit için afinite saflaştırılmış insan antikorları kullanılmıştır. Ayrıca, derinlik merozoit fagositoz aşağıdaki sitokin tepkilerinin çalışmalar yoktur ve bu deneyi kullanılarak elde edilebilir.
Bu iki teknik fonksiyon antimerozoite antikorların çalışma önemli gelişmeler oluşturmaktadır. Yüksek kaliteli merozoit saflaştırılması dondurularak saklanmış merozoitler veya merozoit antijeni ile kaplanmıştır flüoresan mikro küreleri kullanarak avantajlıdır. Bu deney, doğal olarak kazanılmış bağışıklık değerlendirmek için bir araç olarak kullanılmış olmasına rağmen, bu aşılamaya yanıt olarak bağışıklık kazanılmasını adresleme için önemli bir araç olduğu kanıtlanabilir. Son zamanlarda fagositoz veya opsonised merozoites klinik sıtmadan korunma ile ilişkili olduğu gösterilmiş olsa da, in vivo phagocyto için in vitro THP-1 fagositoz doğrudan bir sonuç çıkarmak mümkün değildirBu analizde fagositoz gibi merozoit arasında sis statik koşullar altında ve kırmızı kan hücrelerinin rekabet yokluğunda meydana gelir. Bu tahlilin potansiyel uyarlamalar, böylece sıtma ve merozoit fagositoz daha iyi anlaşılması için bir çok yönlü bir araç sağlayabilir.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar çocuk ve yetişkin plazma donörler ve Tıbbi Araştırma Papua Yeni Gine Enstitüsü personel teşekkür etmek istiyoruz. Yazarlar, bu tekniğin gelişmesine katkılarından dolayı Amandine B Carmagnac, Catherine Q Nie'nin, Danny W Wilson, Ivo Mueller ve Diana S Hansen teşekkür, kan ve serum paketleri için Avustralya Kızıl haç teşekkür ederim. Bu çalışma Victoria Eyalet Hükümeti Operasyonel Altyapı Desteği ve Avustralya Hükümeti NHMRC IRIISS sayesinde mümkün olmuştur. Bu çalışma, Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi tarafından desteklenmiştir # 1031212 ve # 637406 verir ve Ulusal Sağlık Enstitüleri hibe # AI089686.
THP-1 cell line | American Type Culture Collection | TIB-202 | |
RPMI-1640 | Gibco | 31800-089 | |
Fetal Calf Serum (FCS) | Invitrogen | 10099-141 | |
2-mercapthoethanol | Sigma-Aldrich | M6250-100ML | Use in Fume Hood |
Pen/Strep Solution (100x) | Sigma | P0781 | |
HEPES | SAFC | 90909C | Cell culture grade |
hypoxanthine | Calbiochem | 4010 | |
Human Serum | Donation from Autralian Red Cross | Available commercially (i.e. Invitrogen) | |
sodium bicarbonate (NaHCO3) | Merck | 1.06329.0500 | |
gentamycin | Pfizer | 61022027 | Injection Quality |
heparin Sodium BP (5000IU/mL) | Pfizer | procine origin | |
Blasticidin S-hydrochloride | Sigma-Aldrich | 15205 | |
D-sorbitol | Sigma-Aldrich | 50-70-4 | |
E64 Protease Inhibitor | Sigma-Aldrich | E3132-10MG | |
KH2PO4 | Sigma-Aldrich | 98281-100G | Use for phosphate buffer |
Na2HPO4.2H20 | Merck | 10383.4G | Use for phosphate buffer |
Giemsa's azur eosin methylene blue solution | Merck | 1.09204.0500 | 1:10 dilution in 6.7mN Phosphate buffer (make fresh each stain) |
EDTA disodium salt | Merck | 10093.5V | 0.1M, pH 7.2 |
Acrodisc Syringe Filters 1.2-μm/32-mm | Pall Life Sciences | 4656 | |
QuadroMACS Separator (for small column) | MACS Miltenyi BioTec | 130-091-051 | Interchangeable with MidiMACS |
VarioMACS Separator (for large columns) | MACS Miltenyi BioTec | 130-090-282 | |
MACS MultiStand | MACS Miltenyi BioTec | 130-042-303 | |
LS Column (small magnetic column) | MACS Miltenyi BioTec | 130-042-401 | |
large magnetic column | MACS Miltenyi BioTec | 130-041-305 | |
Ethidium Bromide | Bio-Rad | 1510433 | Cytotoxic |
CountBright Absolute Counting Beads | Invitogen | C36950 | |
BD FACSCalibur Flow Cytometer with HTS plate reader | BD Biopsciences | ||
EDTA disodium salt | Merck | 10093.5V | 0.1M, pH 7.2 |
FlowJo cytometry analysis software | Tree Star |