Eksperimentell infeksjon med<em> Listeria monocytogenes</em> Som en modell for å studere Host interferon-y Responses

IFN-γ er et cytokin som er viktig for formidling av immunitet mot intracellulære patogener og for å kontrollere tumorvekst ^5. Betydningen av dette cytokin i bakteriell resistens er tydelig i den observasjon at mennesker med mutasjoner i IFN-γ signalveien er svært utsatt for infeksjon med mykobakterier og salmonellae ^6. Tilsvarende mus mangler enten IFN-γ eller IFN-γ-reseptor utstillingen defekter i motstand mot mykobakterier ^7-9 og andre intracellulære patogener inkludert L. monocytogenes ^10,11, Leishmania store ^12, Salmonella typhimurium ^13, og enkelte virus ^11. I tillegg til å bekjempe patogener, spiller IFN-γ en avgjørende rolle i host-forsvar mot svulster ^14. Selv om høyere produksjon av IFN-γ er fordelaktig i sammenheng med infeksjon eller cancer, har langvarig produksjon av dette cytokinet vært knyttet to utvikling av systemisk autoimmunitet ^15-17 og akselerasjon av type I diabetes i ikke-overvektige diabetiske mus modell ^18.

De viktigste kilder til IFN-γ omfatter NK-celler, NKT-celler, γδ T-celler, T-hjelper 1 (Th1) -celler og cytotoksiske T-lymfocytter (CTL) ^5,19,20. IFN-γ forbedrer både medfødt og adaptiv immunitet ved: (1) opp-regulering av hovedhistokompatibilitetskompleks (MHC) klasse I og II ekspresjon, (2) å øke ekspresjon av kostimulerende molekyler på antigenpresenterende celler, (3) å øke makrofag fagocytose og produksjon av proinflammatoriske cytokiner og mikrobicide faktorer (for eksempel nitrogenoksid og reaktive oksygenforbindelser), (4) å fremme differensiering av naive CD4 ⁺ T-celler til Th1 effektorceller, (5) fremme antistoffklasse bytte til immunglobulin ( ig) 2a og IgG3 (i mus), (6) fremkalle produksjon av kjemokiner til å rekruttere immunceller til områder i infection, og (7) å øke NK-celle og CTL-responser ^5,19. Gitt den avgjørende betydning av IFN-γ i vertens respons på patogener og tumorer, har rekombinant IFN-γ blitt testet som en behandling for forskjellige infeksjoner og maligniteter (oversikt i ^19). Men på grunn systemisk administrasjon av IFN-γ eller Th1 fremme cytokinet interleukin-12 (IL-12) er forbundet med bivirkninger og doserelatert toksisitet ^19,21, er det interesse for å utvikle alternative strategier for å øke IFN-γ produksjon av immunceller. Utvikling av nye biologiske og små molekyler krever in vivo screening verktøy for å teste om slike midler øker IFN-γ produksjon i løpet av en immunrespons og om dette oversettes til meningsfulle biologiske effekter som økninger i dyr overlevelse.

Eksperimentell infeksjon av mus med gram-positive bakterien L. monocytogenes har vært en medvirkende modell fortyde rollen IFN-γ i host-immunitet mot intracellulære patogener ^1,22. Infeksjon av mus med patogenet intravenøst ​​eller intraperitonealt (ip) fører til rask spredning av bakterier til milt og lever, hvor de blir internalisert av resident makrofager og hepatocytter med topp bakterielle belastninger i milten som oppstår mellom tre og fire dager post- infeksjon ^1,3,22. Produksjon av IFN-γ ved hjelp av NK-celler er viktig for makrofagaktivering og tidlig motstand mot patogenet ^3; imidlertid ved høye smittsomme doser, kan produksjon av IFN-γ også være skadelig for patogen clearance ^23. NKT-celler er også en kilde til IFN-γ i milten og leveren i løpet av tidlig kontroll av patogener ^2,24, og denne produksjonen er blitt vist å forsterke IFN-γ produksjon av andre celletyper, inkludert NK-celler ^2. På den annen side senere virkende adaptive T-lymfocytter, CD8 ⁺ T-celler på partisielt, er viktig for formidling clearance av organismen og gir beskyttelse mot ny infeksjon ^1,4,22.

Denne infeksjonen modellen har vært attraktivt for forskere for en rekke årsaker (anmeldt i ^1). Først infeksjon med patogenet er meget reproduserbar og induserer en kraftig Th1 og cellulær immunrespons. For det andre, i løpet av subletal infeksjon, bakteriemengde konsentreres i leveren og milten, hvor det lett kan måles. For det tredje kan patogenet trygt håndteres under biosikkerhetsnivå 2 (BSL2) forhold. For det fjerde organismen og immunrespons at det genererer har blitt omfattende karakterisert. Til slutt, et utvalg av mutante og genetisk modifiserte stammer har blitt utviklet som er tilgjengelige for bruk.

Beskrevet her er en grunnleggende protokollen for inokulering av C57BL / 6J mus med EGD stamme av L. monocytogenes ²⁵ og for måling av IFN – γ responses av NK, NKT, og adaptive lymfocytter post-infeksjon. Det beskrives også hvordan man kan måle bakteriemengde i milten og leveren etter subletal smitte og å utføre rednings studier etter infeksjon med en modifisert LD ₅₀ dose av organismen. Endelig er representative data vist hvordan denne protokollen kan bli benyttet for å undersøke effekten av nye behandlinger på IFN-y-responser og mus overlevelse av L. monocytogenes-infeksjon.