Un protocole pour évaluer les réponses de cellules T spécifiques de l’antigène dans les organes d’immunoprivileged du Ifnar1– / – modèle murin pour l’infection de virus (ZIKV) de Zika est décrite. Cette méthode est essentielle pour étudier les mécanismes cellulaires de la protection et immunopathogenèse des vaccins ZIKV et est également précieuse pour leur évaluation de l’efficacité.
Le virus Zika (ZIKV) peuvent induire une inflammation dans les organes d’immunoprivileged (par exemple, le cerveau et les testicules), entraînant le syndrome de Guillain-Barré et endommageant les testicules. Lors d’une infection avec le ZIKV, les cellules immunitaires ont démontré à s’infiltrer dans les tissus. Cependant, les mécanismes cellulaires qui définissent la protection et/ou l’immunopathogenèse de ces cellules immunitaires au cours d’une infection ZIKV sont encore largement inconnus. Ici, nous décrivons des méthodes pour évaluer les fonctionnalités de lymphocytes T spécifiques du virus dans ces organes immunoprivileged des souris infectées par le ZIKV. Ces méthodes incluent un) une infection ZIKV et l’inoculation du vaccin à Ifnar1 souris– / – ; b) histopathologie, immunofluorescence et immunohistochimie des tests pour détecter l’infection par le virus et l’inflammation dans le cerveau, les testicules et rate ; c) la préparation d’un tétramère d’épitopes de lymphocytes dérivé de ZIKV ; d) la détection des cellules T spécifiques ZIKV dans les monocytes isolées du cerveau, les testicules et la rate. En utilisant ces approches, il est possible de détecter les cellules de T antigène-spécifiques qui ont infiltré dans les organes d’immunoprivileged et d’évaluer les fonctions de ces cellules T au cours de l’infection : potentiel protection immunitaire via virus dégagement et immunopathogenèse et/ou d’aggraver l’inflammation. Ces résultats peuvent aussi aider à clarifier la contribution des cellules T induite par la vaccination contre la ZIKV.
Le ZIKV est un flavivirus transmise par les moustiques qui a été isolé en 1947 en Ouganda d’un macaque rhésus fébrile. Récemment, la ZIKV est devenue une urgence de santé publique, en raison de sa diffusion rapide dans les Amériques et son lien inattendu avec microcéphalie et syndrome de Guillain-Barré pour1,2,3. Des données épidémiologiques, le ZIKV a été soupçonné d’être la cause du syndrome Guillain-Barré chez environ 1 par 4 000 infectés adultes4. En outre, une corrélation entre l’infection/dommages ZIKV et testicules chez la souris a été démontrée, ce qui suggère que l’infection de ZIKV, dans certaines circonstances, peut contourner la barrière sang-testicule et éventuellement conduire à une infertilité masculine5 . Ces résultats soulignent l’importance de comprendre complètement l’induction des réponses immunitaires protectrices ou pathologiques au cours d’une infection ZIKV.
Il reste encore beaucoup à apprendre au sujet de la réponse immunitaire cellulaire à la ZIKV. CD4+ et CD8+ lymphocytes réponses à la capside et enveloppe les protéines non structurales 1 (NS1) ont été observés chez infectés par ZIKV singes et les humains6,7,8. Chez la souris, plusieurs études ont montré que CD8+ T cellules jouent un rôle protecteur dans le contrôle de la ZIKV réplication9,10,11. Ce qui est important, Jurado et coll. ont démontré qu’une infection de ZIKV se traduit par la rupture de la barrière hémato – encéphalique et infiltration périvasculaire de CD8+ cellules effectrices T dans les testicules des souris– / – de Ifnar1. En outre, ils ont montré que CD8+ T cellules fomenter la paralysie associée à ZIKV et semblent jouer un rôle dans l’immunopathologie du cerveau néonatal. Dans une étude précédente, nous avons préparé le tétramère de294-302 ZIKV-E et a montré que CD8 spécifiques ZIKV+ T cellules existent dans le cerveau et la moelle épinière des souris– / – Ifnar1 infectées par le ZIKV, qui peuvent avoir des implications importantes pour la conception et le développement de vaccins ZIKV10.
En réponse à la nécessité urgente pour la vaccination prévenir l’infection ZIKV, plusieurs vaccins sont aux stades précliniques de développement, y compris les vaccins, vaccins recombinants vectoriel et vaccins sous-unité protéique purifié RNA. Le vaccin à ADN plasmidique est dans la phase des essais cliniques 112. L’évaluation de l’innocuité et l’efficacité des vaccins ZIKV sont donc importantes. Un des avantages des vaccins sont leur capacité à obtenir des réponses de lymphocytes spécifiques, qui peuvent être importantes pour la protection contre la ZIKV. À l’aide de tétramères axés sur l’épitope de lymphocytes dérivé de ZIKV, l’immunoréactivité de lymphocytes induite par un adénovirus-vecteur-vaccin basé sur les ZIKV pouvait être détectée chez les souris immunisées et glycoprotéines M et E se sont avérés induire robuste spécifique de l’antigène CD8+ Lymphocytes immunoréactivité13.
Au cours d’une infection par le virus, la reconnaissance des antigènes de peptide présenté par des molécules majeur d’histocompatibilité (MHC) complexes pour le récepteur des cellules T (TCR) est un mécanisme important de T-cell-mediated pour protéger l’ hôte14. Basé sur cette théorie, la technologie tétramère est un outil unique pour élucider les rôles que jouent les cellules T antigène-spécifiques dans la régulation des réponses immunitaires15. Ce protocole décrit la mise en place de la modèle de souris Ifnar1– / – pour les infections ZIKV et la détection des cellules de T réactives dans la rate, le cerveau et les testicules des souris en utilisant la technologie tétramère. En outre, nous avons utilisé le tétramère de294-302 ZIKV-E de détecter et d’évaluer l’immunoréactivité de lymphocytes induite par un vaccin ZIKV (AdC7-M/F) chez les souris immunisées. Cette étude fournit des lignes directrices pour l’étude des réponses de cellules T dans les organes immunoprivileged et fournit une référence pour les applications potentielles dans le placenta ou le cerveau foetal.
Épitope immunogène de T-cellule joue un rôle important dans l’immunité cellulaire contre les agents pathogènes23. Ainsi, la détection des cellules T spécifiques ZIKV dans les organes d’immunoprivileged est une méthode critique pour comprendre les réponses des lymphocytes contre l’infection naturelle de ZIKV. Pendant ce temps, détection de réponse des lymphocytes T est un excellent outil pour étudier l’efficacité du vaccin viral. Ici, nous montrons un protocole complet pour visualiser les expériences, notamment l’isolement des lymphocytes de la rate, le cerveau et les testicules des souris infectées par le ZIKV, la préparation du E d’épitope immunodominant294-302 tétramère, ainsi que la reconnaissance des CD8 spécifiques ZIKV+ T des cellules dans les organes immunoprivileged des souris infectées par le ZIKV.
Une étude antérieure a montré qu’un ZIKV direct ou son ARN peut être détecté dans le sperme des patients de sexe masculin, qui indique que le ZIKV peut contourner la barrière sang-testicule et se répliquer dans le système reproducteur24. Auparavant, les auteurs montrent également que la ZIKV peut endommager les testicules et conduire à une infertilité masculine en souris25. ZIKV infection peut entraîner une virémie chez les singes rhésus et l’ARN viral peut être détectée dans le système nerveux central (CNS), ainsi que dans les organes viscéraux. L’immunohistochimie a révélé que les antigènes spécifiques de ZIKV ont été présentées dans le système nerveux central ainsi que les multiples organes périphériques26. Aussi, dans les modèles murins, infection ZIKV peut induire une robuste CD8 antiviral+ réponse des lymphocytes de la rate et le CNS26.
Par rapport aux travaux antérieurs, cette étude établit des méthodes systématiques pour détecter les CD8 spécifiques ZIKV+ lymphocytes réponses dans le cerveau et les testicules, qui sont des sites d’immunoprivileged. Il est important d’évaluer la fonctionnalité des cellules T spécifiques du virus dans les organes immunoprivileged des souris infectées par le ZIKV. L’utilisation de tétramères pour détecter les CD8 spécifiques ZIKV+ lymphocytes réponses dans les organes immunoprivileged renforcerait considérablement notre compréhension des infections ZIKV et leurs réactions immunitaire de l’hôte. À l’aide de tétramère294-302 E, lymphocytes T spécifiques du virus dans le cerveau et les testicules peuvent être isolés par cytométrie en flux, pour étudier les mécanismes cellulaires de la protection et l’immunopathogenèse au cours d’une infection ZIKV. Pendant ce temps, il est utile pour les chercheurs de poursuivre l’enquête les fonctions de la CD8+ T cells pour contrôler la ZIKV, ou pour améliorer l’immunopathogenèse dans ces organes au cours de l’infection ZIKV.
Pour analyser le CD8 murins spécifiques de l’antigène+ lymphocytes réponses dans les organes immunoprivileged, nous avons préparé tétramère de294-302 – E H-2Dbet détecté le CD8+ T des cellules par cytométrie en flux. Tétramères sont un outil puissant pour détecter les cellules T spécifiques de l’antigène. Ici, trois types de fluorochrome conjugué streptavidine (APC, PE et BV421) ont été générés. Bien qu’il n’y a aucune différence statistiquement significative dans l’APC, BV421 et tétramères marqués au PE pour détecter les cellules T spécifiques de l’antigène, SPHL marqués au PE-j’ai tétramères a donné les meilleurs résultats. Par conséquent, le tétramère marqués au PE a été utilisé tout au long de cette étude. Fait intéressant, basé sur le tétramère de294-302 – E PE marquée H-2Db, nous avons détecté des rapports élevés de cellules T antigène-spécifiques dans le cerveau et les testicules, qui indiquent la capacité de migration des cellules T spécifiques du virus dans le sang à organes immunoprivileged.
Cependant, il existe certaines limitations du protocole. Le tétramère de294-302 – E H-2Dbn’est pas utile pour la détection de cellules T humaine, car détection tétramère est tributaire de la restriction MHC. La projection des peptides de restriction HLA immunodominant est encore nécessaire. En outre, rétro-orbitaire infection est efficace pour une infection ZIKV mais peut être pas une opération commode pour certains chercheurs. Ainsi, les autres voies d’infection, y compris la péritonéale, sous-cutanée ou intraveineuse, sont également recommandés.
Dans le protocole décrit ici, une étape essentielle est l’isolement des monocytes du cerveau et les testicules. Il est important d’acquérir des lymphocytes de grande qualité ; ainsi, il est important de faire attention à, par exemple, la vitesse centrifuge, la force du tissu meulage et la dissection du tissu de cerveau et les testicules. D’ailleurs, pour la préparation du tétramère, inhibiteurs de la protéase (PMSF, pepstatine, leupeptine) sont utiles quand une protéine protégeant de dégradés. Par conséquent, il est logique d’ajouter un inhibiteur de la protéase au tampon de repliement et d’échanger le tampon pendant le processus de la préparation du tétramère.
En conclusion, nous présentons des méthodes de dépistage des réponses de cellules T spécifiques de l’antigène dans les organes immunoprivileged du– / – modèle souris Ifnar1 pour une infection ZIKV. Cette plate-forme peut être largement appliquée pour étudier les mécanismes immunitaires de ré-émergentes et les virus qui peuvent contourner les barrières entre le sang et les organes d’immunoprivileged. En outre, cette étude pourrait ouvrir la voie pour le développement de vaccins et d’immunothérapies.
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs remercient Gary Wong pour la révision anglaise. Ce travail a été soutenu par la National Key Research and Development Programme of China (2017YFC1200202 de concession), les grands projets de l’extraordinaire pour recherche de maladie infectieuses de Chine (subvention 2016ZX10004222-003). George F. Gao est chercheur principal leader du National Natural Science Foundation de Chine innovantes Research Group (fief 81621091).
Z6 | our lab | Ma W, Li S, Ma S, et al. Zika virus causes testis damage and leads to male infertility in mice. Cell, 2016, 167: 1511-1524 e1510 | |
CD3 | Santa Cruz | sc-1127; RRID: AB_631128 | |
Fluorescein-Conjuated Affinipure Goat anti-human IgG(H+L) | ZSGB-BIO | ZF-0308 | |
Rabbit Anti-Goat IgG, FITC Conjugated | CWBIO | CW0115 | |
FITC anti-mouse CD3 | Biolegend | 17A2 | |
APC anti-mouse CD3 | Biolegend | 100236 | |
PerCP anti-mouse CD8a | Biolegend | 100732 | |
Percoll | GE Healthcare | P8370 | |
PMSF | Ameresco | 0754-5G | Toxic and corrosive reagent. Handle with care |
Streptadivin | BD | S4762-FZ | Gives a clear solution at 10mg/ml in PBS and stored at -20 °C |
Pepstatin | Sigma | P4265-5MG | 5 mg in 2.5 ml DMSO, aliquots stored at -20ºC |
Leupeptin | Sigma | L8511 | 5 mg in 2.5 ml dH 2 O, aliquots stored at – 20ºC |
Peptides | Scilight-peptide | Must be resuspended in DMSO and stored at -20 °C | |
RPMI 1640 | Hyclone | SH30809.01 | Must be stored at 4°C |
DMSO | MP | 219605590 | Store at room temperature. |
APC-Streptadivin | BD | 554067 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
FITC-Streptadivin | BD | 554060 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
PE-Streptadivin | BD | 554061 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
BV421-Streptadivin | BD | 563259 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
PageRuler Unstained Protein Ladder | Thermo Fisher Scientific | 26614 | Must be stored at 4°C |
Cell Strainers | BF | BF10-5040 | Store at room temperature. |
Amicon Ultra 100kDa | Millipore | UFC510024 | Store at room temperature. |
Ultracentrifuge | Thermo Fisher Scientific | ||
FACS Cantol | Flow cytometer must contain lasers and filters that are compatible with the staining panel used. | ||
Superdex 200 Increase 10/300 GL | GE healthcare | 28990944 | |
AKTA PURE | GE healthcare | ||
red blood cell lysis buffer | Solarbio | R1010 | Store at 4°C. |