Summary

Purificación de tripanosomas extracelulares, incluyendo a africano, de la sangre por intercambiadores de aniones (celulosa Diethylaminoethyl columnas)

Published: April 06, 2019
doi:

Summary

Este método de separación de tripanosoma de sangre depende de su carga superficial ser menos negativa que mamífero las células de la sangre. Sangre infectada es colocada y tratada en una columna de intercambiador de aniones. Este método, más apropiado diagnóstico de la tripanosomiasis africana, proporciona parásitos purificados para las investigaciones inmunológicas, biológicas, bioquímicas, farmacéutica y biología molecular.

Abstract

Este método permite la separación de tripanosomas, parásitos responsables de tripanosomiasis africana humana y animal (sombrero) de sangre infectada. Este es el mejor método para el diagnóstico de la primera etapa sombrero y además este método de purificación del parásito permite serológica e investigación las investigaciones.

SOMBRERO es causado por la mosca tsetsé transmitidos Trypanosoma brucei gambiense y T. b. rhodesiense. Relacionados con tripanosomas son los agentes causativos de tripanosomiasis animal. Detección de tripanosoma es esencial para el diagnóstico, tratamiento y seguimiento de sombrero. La técnica descrita aquí es la técnica de detección de parásito más sensible, adaptada a condiciones de campo para el diagnóstico de T. b. gambiense sombrero y puede ser completada dentro de una hora. Es capas de sangre sobre una columna de Intercambiador aniónico (DEAE celulosa) previamente ajustada a pH 8, y se añade tampón de elución. Cargadas altamente negativa de las células sanguíneas son adsorbidas en la columna mientras que los tripanosomas menos negativamente cargadas pasan a través. Tripanosomas recogidos son peleteados por centrifugación y observados por microscopia. Por otra parte, parásitos están preparados sin daño celular manteniendo su infectividad.

Tripanosomas purificadas se requiere para las pruebas inmunológicas; se utilizan en el análisis de trypanolysis, el estándar de oro para serología de sombrero. Tinción de parásitos se utilizan en la prueba de aglutinación de la tarjeta (CATT) para serología de campo. Antígenos de tripanosomas purificados, como la glicoproteína variante de superficie, exoantígenos, también se utilizan en diferentes inmunoensayos. El procedimiento descrito aquí está diseñado para tripanosomas africanos; en consecuencia, tienen condiciones de cromatografía para adaptarse a cada cepa de Tripanosoma y más generalmente, a la sangre de cada especie de mamífero anfitrión.

Estos fascinantes patógenos son fácilmente purificada y disponible para usar en Bioquímica, molecular y estudios de la biología incluyendo co-cultivo con células hospedadoras para investigar las relaciones huésped-parásito en el nivel de receptores de membrana, la señalización y el gen de la célula expresión; la droga de prueba in vitro; investigación de canceladura del gene, mutación o sobreexpresión de procesos metabólicos, biogénesis del citoesqueleto y supervivencia del parásito.

Introduction

El método se describe aquí permite la separación de tripanosomas, parásitos responsables de tripanosomiasis africana humana y animal (HAT), de la sangre. Este es el mejor método para el diagnóstico de la primera etapa sombrero y además este método de purificación del parásito permite sólida investigación serológica y la investigación.

SOMBRERO es causado por la mosca tsetsé transmitidos Trypanosoma brucei gambiense y T. b. rhodesiense1. Estos parásitos protozoarios se multiplican extracelularmente en el torrente sanguíneo, linfa y líquidos intersticiales durante la primera etapa de la enfermedad (etapa hemolinfáticos). La segunda etapa (etapa meningoencephalitic) comienza cuando parásitos cruzan la barrera hematoencefálica; signos neurológicos, incluyendo un trastorno del sueño, que ha dado su nombre “enfermedad del sueño” a esta enfermedad, son típicas de esta segunda etapa2. Relacionados con tripanosomas (T. evansi, T. congolense, T. vivax, T. b. brucei) son los agentes causativos de animal Tripanosomosis Africana (AAT)3.

La Organización Mundial de la salud (OMS) tiene como objetivo eliminar el sombrero como un problema de salud pública de aquí a 2020 y detener la transmisión por 20304. La reciente introducción de pruebas de diagnóstico rápido tiene mejor diagnóstico serológico1,4,5. Se han desarrollado varias pruebas diagnóstico moleculares, pero su papel en el diagnóstico de campo aún no ha sido establecido5. Se utilizan para identificar las sub-especies del grupo brucei y tripanosomiasis anormal causada por parásitos responsables de la Tripanosomosis animal6.

La detección del parásito es esencial para el diagnóstico, tratamiento y seguimiento, como la serología puede dar resultados falsos positivos y por desgracia falsos negativos1. La observación microscópica directa de estos protistas hemoflagelados es difícil en los casos de sombrero que son causados por T. b. gambiense, (más de 95% de los casos) como bajas parasitemias son la regla, considerando que para sombrero causada por T. b. rhodesiense, una gran número de parásitos está con frecuencia presente en la sangre. Se han utilizado varias técnicas de concentración, como la gota gruesa y centrifugación del tubo capilar (CTC), pero la separación de los parásitos de la sangre por una columna de Intercambiador aniónico (DEAE celulosa) seguido por centrifugación y observación microscópica de la pellet, es el método más sensible (alrededor de 50 parásitos/mL de sangre puede detectarse)1,7. En consecuencia, la purificación de tripanosomas por este método de intercambiadores de aniones (DEAE celulosa) es el mejor y hasta la fecha, el método de referencia para visualizar y aislar parásitos de la sangre para el diagnóstico de sombrero. En condiciones de campo, una pequeña columna de DEAE celulosa se ha utilizado con éxito y varias mejoras han facilitado la observación microscópica7,8.

El método de separación de tripanosoma de sangre, que se describe a continuación, depende de la carga superficial del parásito, que es menos negativo que el mamífero células de sangre9. Curiosamente, este método fue desarrollado hace 50 años, en 1968 por el Dr. Sheila Lanham y sigue siendo el estándar de oro para la detección y preparación de tripanosomas de la sangre. Es rápido y reproducible para tripanosomas salivarian de una amplia gama de mamíferos, permitiendo el diagnóstico de ambos de tripanosomiasis animal y humana10.

Para obtener vida, purificados de parásitos, sangre infectada se agrega en una columna de intercambiador de aniones. Condiciones de cromatografía (principalmente pH, fuerza iónica de tampones y medios) tienen que adaptarse a cada especie de Tripanosoma y más generalmente, para cada mezcla de mamíferas células de sangre y tripanosomas10. Tampón de elución es precisamente ajustado a pH 8 por tripanosomas africanos más10. Este método favorece la concentración de parásitos que se encuentran en la sangre de los pacientes, porque parasitemias pueden ser demasiado bajos para ser detectados por observación microscópica solamente, y también permite que las investigaciones del laboratorio. Trabajar con tripanosomas recién aislados y en la sangre de animales infectados, usando esta técnica, es más pertinente para las diversas investigaciones que estudios con parásitos que han sido cultivadas en condiciones axénicos en el laboratorio durante un período indefinido.

Las relaciones huésped-parásito se estudian mejor con un parásito que infecta a su huésped natural, por lo tanto, T. musculi, un parásito murino natural, que es representante de tripanosomas extracelulares, tiene muchas ventajas como infección murine consiste en un animal de laboratorio pequeño y no requiere condiciones de nivel (BSL) de seguridad de sustancias biopeligrosas. T. musculi no mata a los ratones inmunocompetentes, a diferencia de muchas otras especies de Trypanosoma , incluyendo patógenos humanos. T. musculi no se eliminan en los ratones desprovistos de la célula de T y parasitemias puede ser aumentada en los ratones infectados mediante la modificación de la ingesta de alimentos y nutrientes11. Este parásito modula la respuesta inmune en coinfección con otros patógenos12. T. musculi de ratones infectados exhiben diferencias de cultivo T. musculi, por ejemplo, la expresión de receptores de Fc de la membrana se pierde en cultivos axénicos T. musculi , comparados con parásitos purificados de ratones infectados13 , 14. factores Excreted secretada (FSE) son también cualitativamente y cuantitativamente menos expresada en cultivos axénicos Tripanosoma y difieren entre las cepas aisladas en áreas endémicas15. FSE son los antígenos primera muestra al sistema inmune anfitrión y así juegan un papel importante en la acogida inicial de la respuesta inmune16.

En animales infectados experimentalmente para las investigaciones del laboratorio, este protocolo facilita la experimentación con un mayor número de parásitos, reduciendo al mínimo el número de ratones requerida especialmente cuando se utilizan animales inmunosuprimidos. Las glicoproteínas de superficie variables (VSGs) que se utilizan en la prueba de aglutinación de tarjeta para tripanosomiasis (CATT) en la detección de masas todavía son purificadas de tripanosomas que se propagan en ratas. Las dos pruebas de diagnóstico rápido (cassettes individualmente) que ahora están disponibles para su uso en el campo, siguen utilizando una fuente infecciosa modelo nativa VSGs y no en vitro cultivados tripanosomas1,4, 5. el avance en el estudio de tripanosoma Inmunología y la biología se ha facilitado ya que estos parásitos DEAE celulosa purificada pueden obtenerse fácilmente en grandes cantidades de hosts infectados natural o experimentalmente y en particulares, roedores.

Protocol

Las investigaciones conforman a las directrices para el cuidado y uso de animales de laboratorio (NIH Publication no. 85±23, revisado 1996). Protocolos fueron aprobados por el Comité de ética local. 1. los animales Mantener los ratones femeninos de Suiza (de-1) de edad de ocho a diez semanas, 20-25 g, en un animal vivienda instalaciones quince días antes de cada experimento. Casa en cajas ventiladas que se mantienen en una protegida, temperatura (22 ° C) y humedad (50%) …

Representative Results

Purificada tripanosomas se han utilizado en pruebas farmacéuticas. Parásitos se transfieren en pocillos de cultivo que contiene diluciones seriadas de fármacos específicos, ya sea solo o mezclado19. Observaciones microscópicas, evaluar la motilidad es un marcador de viabilidad, puede realizarse con sólo unas pocas drogas están siendo analizadas, mientras que AlamarBlue análisis de viabilidad de la célula es un excelente método para ensayos de gran motilid…

Discussion

Tripanosomas purificadas representan un medio poderoso para estudiar Inmunología, bioquímica, biología celular y molecular. Grandes extensiones de datos y resultados se han obtenido de tripanosomas, que luego ha ayudado a obtener información de otras células eucariotas30. Tripanosomas son también el tema de investigación importante e interesante porque han ideado numerosos mecanismos que les permiten sobrevivir y crecer en dos ambientes muy diferentes: el vector de la mosca tsetsé y el del…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos a todos los miembros de la UMR 177 INTERTRYP IRD CIRAD Université de Bordeaux. Esta investigación fue apoyada por el financiamiento interno de la Universidad de Burdeos y el apoyo de la ANR, la empresa LABEX ParaFrap ANR-11-LABX-0024 y de la Asociación pour le développement de la recherche en parasitologie et médecine tropicale y el servicio de Service de Coopération et d ‘ action culturelle de l ‘ Ambassade de France à Bangui (Centroafricana).

Materials

10 mL Pipettes  Falcon 357,551
2 mL Pipettes  Falcon 352,507
Centrifugation tube 50 mL Falcon 352,070
Centrifuge Sigma Aldrich 4K15
DEAE cellulose Santa Cruz s/c- 211213 100 G
filter paper  Whatman 1,001,125
Flat bottom flask narrow neck Duran 21 711 76 6000 mL
Glucose  VWR 101174Y 500 G
Heparin Sigma Aldrich H3149-50KU 5 000 U
KH2PO4 VWR 120 26936.260 500 G
Microscope Olympus CH-20
Microscope coverslips Thermofisher scientific CB00100RA020MNT0
Microscope slides Thermofisher scientific AGAA000001
Na2HPO4  VWR 100 28026;260 500 G
NaCl VWR 27800.291 1 KG
NaH2PO4  VWR 110 33616;262 500 G
Nalgene Plastic Media Bottles size 125 mL Thermofisher scientific 342024-0125
Nalgene Plastic Media Bottles size 500 mL Thermofisher scientific 342024-0500
Pasteur Pipette VWR BRND125400
Penicillin 10,000 UI/Streptomycin 10,000 µg EUROBIO CABPES01 OU 100 mL
Phenol red Sigma Aldrich P0290 100 mL
Syringue  Dutscher SS+10S21381
Tissue culture hood Thermoelectro Corporation MSC-12
Trypanosoma brucei brucei Institute of Tropical Medicine (Antwerp, Belgium). ANTAT 1.1
Trypanosoma brucei gambiense Institute of Tropical Medicine (Antwerp, Belgium). ITMAP 1893
Trypanosoma musculi London School of Hygiene and Tropical Medicine (UK) Partinico II

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Courtois, P., Nabos, P., Nzoumbou-Boko, R., Reix, C. E., Dauchy, F., Daulouede, S., Bringaud, F., Robinson, D. R., Vincendeau, P. Purification of Extracellular Trypanosomes, Including African, from Blood by Anion-Exchangers (Diethylaminoethyl-cellulose Columns). J. Vis. Exp. (146), e58415, doi:10.3791/58415 (2019).

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