Cuantificación de Citosólica vs. Vacuolar<em> Salmonella</em> En macrófagos primarios por permeabilización diferencial

Patógenos bacterianos intracelulares se replican ya sea directamente en el citosol de la célula huésped, o en compartimentos vacuolar especializados ^1. Durante la etapa inicial de la infección mayoría de los patógenos internalizados obtener ya sea por fagocitosis por células especializadas (como los macrófagos) o promoviendo activamente su propia absorción en células no fagocíticas. En las células fagocíticas, el fagosoma normalmente se fusiona con los lisosomas para formar un compartimiento degradativa, donde se digieren las partículas fagocitadas. Bacterias citosólicas especializados, tales como Francisella novicida o Shigella flexneri, escapan degradación phagosomal mediante la inducción de la ruptura de la fagosoma y posteriormente escapan al ^2,3 citosol. Esto requiere mecanismo de virulencia asociada como la Isla Francisella Patogenicidad (FPI) o la Shigella flexneri SST3, que inyecta proteínas efectoras que promueven vacuolar ruptura ^2-4. Las características de citosol de la célula huéspedun número de receptores de reconocimiento de patrones conservados que normalmente reconocen la presencia de patógenos e inducen la señalización inmune innato ^5. Además, xenophagy, una forma anti-microbiana de la autofagia puede degradar las bacterias que entran en el citosol. Bacterias citosólicas normalmente se adaptan bien a mitigar o evitar estas respuestas utilizando diferentes estrategias. Por ejemplo, Francisella modifica sus LPS para evitar el reconocimiento de acogida y Shigella impide el reclutamiento autofagia utilizando proteínas efectoras secretadas ^6,7.

Otra estrategia para escapar de la degradación lisosomal es empleado por el patógeno modelo vacuolar Salmonella enterica serovar Typhimurium, denominado a partir de entonces como Salmonella typhimurium. Salmonella utiliza un SST3 para inyectar efectores que remodelan el fagosoma inicial en su nicho intracelular, la Salmonella -Con vacuola (SCV) ^8,9. La manipulación continua de las vías de acogida esnecesaria para mantener esta vacuola mediante la contratación de lípidos y otros nutrientes para la vacuola. De hecho, un mutante de Salmonella SIFA falla para mantener la estabilidad vacuolar, y entra en el citosol de las células huésped dentro de horas después de la infección, lo que resulta en la activación de vías inmunes innatas y reclutamiento autofagia ^8. Escapar vacuolar de Salmonella varía dependiendo del tipo de células que son los estudios, y varios informes han demostrado que en las células epiteliales incluso WT Salmonella puede escapar del SCV y hyperreplicate en el citosol ^10. Informes recientes muestran que la detección inmune innato de patógenos vacuolar también depende de la capacidad del huésped para reconocer y desestabilizar vacuolas que contienen patógenos (PCV) ^11-14.

Dado que tanto el anfitrión o bacterias genotipo pueden afectar a la distribución de bacterias intracelulares entre el vacuolar y el compartimento citosólico, es necesario cuantificar el número de vacuolar vs.bacterias citosólica. Dado que, en configuraciones más experimentales células huésped se infectan con más de una bacteria, y posteriormente puede albergar varias bacterias en diferentes compartimentos subcelulares, se necesita una técnica que permite la cuantificación del nivel de bacterias individuales. Permeabilización diferencial (también conocido como ensayo de protección de phagosomal) proporciona esta resolución ^2,4,10,12. El ensayo se basa en la permeabilización selectiva de la membrana plasmática de la célula huésped con el detergente digitonina, lo que deja las membranas vacuolares intacta y por lo tanto permite la tinción selectiva de bacterias citosólicas con anticuerpos. Aquí proporcionamos dos protocolos para la cuantificación de citosólicas y vacuolar Salmonella typhimurium usando diferencial permeabilización. El principio de este método se describe en la Figura 1: macrófagos derivados de médula ósea (BMDMs) están infectadas con fase estacionaria mCherry-expresión de Salmonella. Fase estacionaria Salmonella necesita to ser utilizado debido a que regulan negativamente la expresión de la SPI-1 T3SS, cuya actividad de otro modo ser reconocido por el inflamasoma NLRC4 e inducir la muerte celular rápida (pyroptosis) de la BMDMs ^15. Después de la infección las células se lavan y se tratan con 50 g / ml de digitonina durante 1 minuto. Las células se lavaron de nuevo inmediatamente y se incubaron con anticuerpos anti-Salmonella acoplados a FITC para marcar bacterias con acceso al citosol. Después de un lavado adicional células se lisan paso y el porcentaje de bacterias mCherry + (vacuolar) y FITC + / + mCherry (citosólica) se determina por FACS. Se presenta también una adaptación de este método que puede ser utilizado si no hay cepas que expresan proteínas fluorescentes están disponibles (Figura 2). Los pasos adicionales se introducen después del etiquetado FITC en el que las células se fijan y completamente permeabilizaron. A partir de entonces todas las bacterias se tiñen con anticuerpos anti-Salmonella y los correspondientes anticuerpos secundarios. Detexión se hace entonces por microscopía en lugar de análisis FACS.