Summary

Ex Vivo Infecção de Murino Epiderme com vírus herpes simplex tipo 1

Published: August 24, 2015
doi:

Summary

The skin is one target tissue of the human pathogen herpes simplex virus type 1 (HSV-1). To explore the invasion route of HSV-1 into tissue, we established an ex vivo infection model of murine epidermal sheets which represent the outermost layer of skin.

Abstract

Para introduzir o seu hospedeiro humano, vírus herpes simplex tipo 1 (HSV-1) tem de ultrapassar a barreira de superfícies mucosas, pele e córnea. HSV-1 alvos os queratinócitos durante a entrada inicial e estabelece uma infecção primária no epitélio, que é seguida por uma infecção latente de neurónios. Após a reativação, o vírus pode tornar-se evidente em locais mucocutâneas que aparecem como vesículas ou úlceras cutâneas mucosas. Como o HSV-1 invade pele ou mucosa e atinge os seus receptores é mal compreendida. Para investigar a via de invasão de HSV-1 no tecido epidérmico, ao nível celular, estabelecemos um modelo ex vivo de infecção epiderme murino, que representa o local da infecção primária e recorrente da pele. O ensaio inclui a preparação de pele de murino. A epiderme é separada da derme por tratamento com dispase II. Depois de as folhas epidérmicas flutuante em meio contendo vírus, o tecido é fixa e a infecção pode ser visualizado em vários momentos após a infecção pelacoloração de células infectadas com um anticorpo contra o HSV-1 de proteína precoce imediata ICP0. ICP0 células que expressam podem ser observados na camada basal dos queratinócitos já em 1,5 h após a infecção. Com vezes mais longo da infecção, as células infectadas são detectados nas camadas suprabasais, indicando que a infecção não se limita aos queratinócitos basais, mas o vírus propaga-se para outras camadas no tecido. Utilizando folhas epidérmicas de vários modelos de ratinho, o protocolo de infecção permite a determinação do envolvimento de componentes celulares que contribuem para o HSV-1 no tecido invasão. Além disso, o ensaio é adequado para testar inibidores em tecidos que interferem com os passos iniciais de entrada, disseminação célula-a-célula e produção de vírus. Aqui, descrevemos o protocolo ex vivo infecção em detalhes e apresentar os nossos resultados utilizando camundongos Nectin-1- ou HVEM deficiente.

Introduction

Herpes simplex vírus (HSV) pode causar uma série de doenças em humanos de lesões mucocutâneas sem complicações leves a infecções potencialmente fatais. HSV tipo 1 (HSV-1) é predominantemente associada com infecções orofacial e encefalites, enquanto o HSV tipo 2 (HSV-2), mais provavelmente provoca infecções genitais 1. Embora haja progressos significativos na compreensão de como HSV entra nas células em cultura, inicia a infecção e produz progênie viral, sabemos pouco sobre a via de invasão viral (s) no tecido no nível celular 2. Para os estudos de HSV pele ou infecções das mucosas, ratinhos, coelhos e porquinhos da índia foram utilizados como modelos animais. Infecção da pele foi estabelecida por injecção intradérmica ou por raspagem da pele, na presença de vírus, e o desenvolvimento da doença foi correlacionada com a produção de vírus. Estes métodos ajudou a compreender vários aspectos da patogénese da doença, e são usados ​​para avaliar as drogas antivirais. Para estudar a infecção por HSV na tissunível e, organotípicas modelos de pele humana foram aplicados. À medida que a taxa de infecção é restrita nestas culturas jangadas, apenas um número limitado de estudos que investigam a infecção, propagação virai e os efeitos dos componentes antivirais foram publicados 3-6.

A fim de caracterizar determinantes celulares que desempenham um papel durante a infecção por HSV-1 no epitélio intacto, foi estabelecido um protocolo ex vivo para estudos de infecção de epiderme 7 de murídeo. A pele foi preparada a partir de recém-nascidos ou da cauda de camundongos adultos. Uma vez que o HSV-1 não pode infectar amostras de pele completos, que foram submersas em meio contendo vírus, que separada da epiderme da derme por tratamento com dispase II. Após flutuação das folhas epidérmicas em meio contendo vírus, as células infectadas podem ser visualizados na camada basal da epiderme vários momentos após a infecção em (PI) 7. Para visualizar a iniciação da infecção em células individuais antes da replicação de um vírusND produção de vírus, é corada com um anticorpo contra a proteína de célula infectada 0 (ICP0), que é uma das primeiras proteínas expressas durante a infecção por HSV-1. A localização celular de ICP0 passa por fases distintas durante a infecção inicial. Enquanto ICP0 está presente em focos nucleares durante a fase inicial da expressão de genes virais, relocalização de ICP0 para o citoplasma indica uma fase posterior da infecção 8.

Utilizou-se o ensaio ex vivo infecção de folhas epidérmicas a partir de diferentes modelos de ratinho para testar o papel potencial de vários factores celulares durante a infecção. Para lidar com o impacto da Rac1 como um regulador chave da dinâmica de actina, que infectou os epiderme de camundongos portadores de deleção específicas de queratinócitos do gene rac1 9. Este modelo permitiu-nos estudar as consequências da deficiência Rac1 na eficiência de infecção por HSV-1 em camadas epidérmicas de queratinócitos. A comparação com epiderme infectadas da mesma ninhada de controle revealed nenhuma diferença significativa, indicando que a falta de Rac1 não teve nenhum efeito sobre o início da infecção na camada basal da epiderme 7. O uso de mais modelos de ratos nos permitiu abordar quais os receptores celulares mediar entrada para a epiderme. Infectar folhas epidérmicas a partir de qualquer Nectin-1- ou murganhos deficientes em HVEM com o HSV-1 revelou que a entrada viral inicial no tecido depende fortemente da presença de Nectin-1 10. Além disso, os nossos resultados demonstram que o HVEM pode também servir como receptor de epiderme em murinos, embora de forma menos eficiente do que Nectin-1 10.

Para abordar a distribuição espacial de células infectadas nas camadas epidérmicas, que ICP0 visualizar a expressão em secções de tecido e as peças inteiras da epiderme (Figura 1). Em criocortes de pele completa, não há células que expressam ICP0 são detectados (Figura 1). Em contraste, criocortes de folhas epidérmicas demonstrar citoplasmáticaICP0 expressão na camada basal às 3 horas já pi (Figura 1). Em tempos mais recentes, a propagação viral camadas suprabasais pode ser visualizado. A distribuição espacial de células infectadas na camada basal pode ser facilmente seguido de pele epidérmicos em montagens inteiras (Figura 1). Após a infecção com HSV-1 a 100 UFP / célula, aproximadamente 50% dos queratinócitos basais interfoliculares na epiderme mostram expressão ICP0 em 1,5 h pi Neste ponto de tempo a maioria das células infectadas expressam ICP0 nuclear. A relocalização da ICP0 para o citoplasma, indicando uma fase posterior de expressão do gene precoce está presente em quase todas as células a 3 hr pi (Figura 1). Estes modos de visualizar as células infectadas ex vivo após a infecção por HSV-1 proporcionam um ensaio poderoso para estudar o efeito de inibidores ou de excluídos / componentes celulares mutadas para a entrada virai e disseminação no tecido.

Protocol

Declaração de ética. A preparação de folhas epidérmicas de animais sacrificados é realizado em estrita conformidade com as recomendações do Guia de Landesamt für Natur, Umwelt e Verbraucherschutz, Renânia do Norte-Vestfália (Alemanha). O estudo foi aprovado pelo LANUV NRW (Número 8.84-02.05.20.13.018). 1. Preparação de Instrumentos e Meios de Cultura Cultivar folhas epidérmicas em meio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) / elevado t…

Representative Results

O desafio do método é o de preparar as folhas epidérmicas em que o HSV-1 pode penetrar a partir da camada basal. O passo crítico é a separação da epiderme da derme por tratamento com dispase II, que, dependendo da estirpe de ratinho, deve ser adaptado. A concentração de dispase II pode variar de 2.5 a 5 mg / ml, e o tempo de incubação de 20 a 45 min. A coloração da proteína de filamento intermediário queratina 14 permite prever prontamente se a camada basal da epiderme pode ser infectado ou se irá mostra…

Discussion

Quando as folhas epidérmicas da pele de um adulto de ratinhos C57BL / 6 são infectadas com HSV-1 em cerca de 100 PFU / célula, observa-se infecção em quase todas as células da camada basal da epiderme interfoliculares enquanto que doses de vírus mais baixos correlacionam-se com as células menos infectados e um mais lento o progresso da infecção. Em geral, os folículos de cabelo mostram um número variável de células infectadas; enquanto a maioria dos queratinócitos bastante pequenas que revestem os folícu…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos a Peter Staeheli para a prestação de ratos B6.A2G-MX1 e Semra Özcelik para assessoria técnica.

Este trabalho foi financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa através SFB829 e KN536 / 16, eo Köln Fortune Programa / Faculdade de Medicina da Universidade de Colónia.

Materials

DMEM/high glucose/GlutaMAX Life Technologies 31966047 needed for cultivation of epidermal sheets
dispase II powder Roche 4942078001 has to be solved in heated PBS
enzyme-free cell dissociation solution Sigma C5914 needed for very gentle dissociation of epidermal sheets
TrypLE select cell dissociation solution Life Technologies 12563-029 needed for dissociation of epidermal sheets
chelex 100 resin Bio-Rad 142-2832 needed for chelation of polyvalent metal ions from the fetal calf serum
gelatin from cold water fish skin  Sigma G7765 needed for minimization of non-specific antibody binding
Keratin 14 Polyclonal Antibody (AF64) (conc.: 1 mg/ml) Covance PRB-155P used to visualize the intermediate filament keratin 14 which is a marker of the basal layer of the epidermis
Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor® 488 conjugate (conc.: 2 mg/ml) Life Technologies A-11029 used as secondary antibodies
Rabbit IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor® 555 conjugate (conc.: 2 mg/ml) Life Technologies A-21429 used as secondary antibodies
4′,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI dihydrochloride)                             (conc.: 0.1 mg/ml) Sigma 36670 used to counterstain the nucleus

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Cite This Article
Rahn, E., Thier, K., Petermann, P., Knebel-Mörsdorf, D. Ex Vivo Infection of Murine Epidermis with Herpes Simplex Virus Type 1. J. Vis. Exp. (102), e53046, doi:10.3791/53046 (2015).

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