A diferencia del VIH-1 partículas libres de células, las células T CD4 + infectados son detectados con eficacia por las células dendríticas plasmocitoides (PDC). Este manuscrito describe un método donde las células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) o PDC aisladas son co-cultivadas con VIH-1 en las células T infectadas para evaluar detección innata por PDC según la evaluación de liberación de IFN de tipo I.
VIH-1 de detección innata requiere el contacto directo de las células T CD4 + infectadas con células dendríticas plasmacitoides (PDC). Con el fin de estudiar este proceso, los protocolos descritos aquí utilizan recién aisladas células humanas mononucleares de sangre periférica (PBMCs) o células dendríticas plasmacitoides (PDC) para detectar infecciones en cualquiera de las líneas de células T (MT4) o células primarias heterólogos T CD4 +. A fin de garantizar una detección adecuada, es esencial que PBMC se aíslan inmediatamente después de la recogida de sangre y que porcentaje óptimo de las células T infectadas se utilizan. Además, la tinción de citometría de flujo multiparamétrica se puede utilizar para confirmar que contienen muestras de PBMC los diferentes linajes de células en proporciones fisiológicas. Una serie de controles también puede ser incluido para evaluar la viabilidad y la funcionalidad de PDC. Estos incluyen, la presencia de marcadores de superficie específicos, la evaluación de las respuestas celulares a agonista conocido de receptores toll-like (TLR) vías, y confirmando la falta de Spontáneo interferón de tipo I (IFN) de producción. En este sistema, las PBMC recién aisladas o PDC son co-cultivadas con VIH-1 en las células infectadas en placas de 96 pocillos durante 18-22 h. Los sobrenadantes de estos co-cultivos se utilizan entonces para determinar los niveles de IFN de tipo I bioactivos mediante el control de la activación de la vía ISGF3 en IFN-alfa células / beta HEK-Blue. Antes y durante las condiciones de co-cultivo, las células diana pueden ser sometidos a análisis de citometría de flujo para determinar una serie de parámetros, incluyendo el porcentaje de células infectadas, los niveles de marcadores de superficie específicos, y diferenciado muerte de las células infectadas. Aunque, estos protocolos se desarrollaron inicialmente para seguir la producción de IFN de tipo I, que podrían ser utilizadas para estudiar otras moléculas Imuno-modulador liberados de PDC y para obtener una mayor comprensión de los mecanismos moleculares que regulan el VIH-1 de detección innata.
Tipo I IFN-producción de PDC representan la primera línea de defensa contra las infecciones virales, y como tal, sirven como un vínculo vital entre la inmunidad innata y adaptativa 1. Si bien el VIH-1 partículas libres de células están mal detectados por el sistema inmune innato, las células T CD4 + infectados por el VIH-1 se detectan efectivamente por PDC 2. El mecanismo de detección requiere un contacto inicial entre la glicoproteína de la envoltura viral (gp120) en la superficie de la célula T infectada y moléculas CD4 en el PDC, que es seguido por la captura de virus y la internalización por la PDC. Reconocimiento subsiguiente del transferida ARN VIH-1 por TLR7 desencadena la activación de la Myd88 / vía IRF7 y en última instancia conduce a la de tipo I la producción de IFN 3. Es importante destacar que la segunda vía presente en PDC de detección, que está mediada por TLR9, se inhibe por la interacción de la glicoproteína viral, gp120, con el BDCA2 marcador de superficie específico PDC-4.
<p class="jove_content"> Los TLR7 y TLR9 vías de detección de pDC potencialmente puede ser modulada negativamente por la participación de BST2 (también designado teterina o CD317) con otro receptor pDC específica inhibidora superficie llamada ILT7 5. BST2 se expresa en altos niveles en la superficie de PDC y algunas células cancerosas, pero a niveles relativamente inferiores en otros tipos de células, tales como células B, macrófagos, y células T. Es importante destacar que, BST2 puede ser inducida por IFN de tipo I en un número de líneas celulares transformadas así como en cultivos celulares primarios de los orígenes humanos y murinos 6. Aparte de su función inmuno-reguladora, BST2 se ha descubierto recientemente para inhibir la liberación de VIH-1 y otra envuelta partículas virales por partículas virales nacientes de reticulación sobre la superficie de células infectadas 7. En el caso del VIH-1, la proteína accesoria codificada por el virus U (Vpu) fue mostrado para actuar como un antagonista BST2. Se cree que regula a la baja Vpu BST2 de la superficie celular de las células infectadas por VIH-1, el sitio de su ataduraing actividad y como resultado aumenta la liberación viral y la propagación 7, aunque esta noción ha sido cuestionada 8,9. En ausencia de Vpu, un gran número de completamente formadas y la progenie madura VIH-1 partículas son retenidas en la superficie celular. Si estas partículas atados podrían representar objetivos eficaces para la detección inmunológica sigue siendo una cuestión abierta. Además, no está claro si Vpu podría dysregulate producción de IFN-I Tipo de PDC por la superficie modulación BST2 niveles.Los primeros estudios diseñados para evaluar el VIH-1 se realizaron utilizando detección de VIH-1 partículas libres de células, que generalmente se consideran inductores pobres de tipo I IFN 3,10-12. Dado que los estudios recientes sugieren que PBMCs y PDC detectan de manera eficiente T infectadas por el VIH CD4 + linfocitos 2,13,14, como se describe aquí un método simple para medir las respuestas innatas desencadenados por PDC sobre el reconocimiento de las células infectadas por VIH-1 in vitro.
Los protocolos descritos aquí miden la detección de las células T infectadas con el virus VIH-1 GFP-etiquetados que difieren únicamente en su capacidad para expresar Vpu, como se describe en nuestro informe reciente 18. Sin embargo, estos métodos podrían ser fácilmente modificados para estudiar la detección de los virus sin etiquetar, así como virus que carecen de otros genes virales que potencialmente podrían modular de detección innata. Si los virus utilizados no expresan GFP, el porcentaje de células diana infectadas deben ser determinados por otros medios antes de co-cultivo, tales como p24 (cápsida) tinción intracelular y citometría de o por p24 ELISA fluir. Además, estos protocolos se pueden utilizar con diferentes células T diana, incluyendo una variedad de líneas celulares y células primarias disponibles.
Los métodos descritos en este manuscrito tienen una serie de ventajas en comparación con los primeros metodologías utilizadas para estudiar el VIH-1 de detección. En primer lugar se ha establecido por un número de grupos que libre de células VIH-1 partículos son inductores pobres de tipo I IFN 2,13,14. Además, los primeros estudios se basaban en métodos más antiguos basados en ELISA IFNa para cuantificar la cantidad de IFN de tipo I producido. Una limitación de esta técnica de detección es que la mayoría de los kits ELISA IFN antiguos sólo miden un tipo de IFN, mientras que con vistas a los otros tipos de IFN y IFNß. El uso de las líneas de células reportero descritas supera esta limitación como la concentración de todas las formas bioactivas de IFNs humanos de tipo I se puede medir a la vez. La técnica es muy sensible, menos costoso que la nueva generación de kit ELISA IFN y para muchos donantes grandes cantidades de tipo I IFN se pueden detectar fácilmente. Sin embargo, este protocolo se puede adaptar fácilmente para su uso con otros-yo tipo IFN métodos de lectura de tales como ELISA.
Los pasos críticos: Es importante que la calidad de todos los componentes celulares (ambos objetivos y efectores) ser estrechamente controlada. Contaminación potencial, incluso cuando asymptomatic, necesita ser monitoreado y controlado. Como mencionamos anteriormente, los antibióticos controla la contaminación bacteriana asintomática, y potencialmente otros patógenos intracelulares, tales como micoplasmas, puede generar respuestas inmunes similares a los observados después de la infección por VIH-1, a saber, la producción de IFN de tipo I. Por otra parte, todos los reactivos deben estar libres de LPS o de otras endotoxinas potenciales. Del mismo modo, el seguimiento de PBMCs y PDC también es importante ya que las muestras humanos a menudo pueden ser preparados por infecciones en curso subyacentes, que pueden afectar de detección normal. Recomendamos siempre incluyendo las propuestas de controles negativos, como la ausencia de las células diana, así como co-cultivos con células infectadas. Viabilidad de las células infectadas también es importante para la detección pDC adecuada ya que el tipo-I IFN no se produce después de co-cultivo con células apoptóticas 2,14.
Una limitación importante de la técnica es la necesidad de que las células primarias recién aisladas. Este procedimiento no eraprobado utilizando PBMCs o PDC que fueron ya sea previamente congelados o en cultivo. El aislamiento de PBMCs es mano de obra intensiva y estas células tienen una vida útil muy limitada. Además, los protocolos estándar para la protección contra patógenos de transmisión sanguínea deben usarse mientras se trabaja con sangre humana. A menudo hay varias fuentes de variabilidad asociados con el trabajo que implican las células humanas recién aisladas. Entre ellos se encuentran los diferentes procedimientos implementados para aislar estas células y la variabilidad hereditaria encontradas de los donantes a los donantes. Si bien es imposible evitar la variabilidad entre los donantes, el uso de las sugeridas controles positivos, como la medición de la respuesta a los agonistas conocidos de TLR7 y TLR9 vías, proporcionaría un importante control interno para estos experimentos. Hemos observado que una respuesta robusta a los agonistas de la vía TLR9 podría correlacionarse con una respuesta pDC sano, mientras que se requiere una vía de TLR7 de respuesta para una respuesta adecuada contra el VIH-1 3.
<p class = "jove_content"> En base a las observaciones hechas por nosotros y otros 2, a menudo no se necesita enriquecimiento de PDC de PBMCs. Sin embargo, si el diseño experimental lo requiere (por ejemplo, en el contexto donde se necesita el agotamiento de los marcadores específicos de la superficie PDC) selección negativa es preferible a la selección positiva, como las células permanecen libres de anticuerpo después del proceso de selección. PDC aisladas sufren apoptosis rápida en la cultura. Para los experimentos que requieren estas células para ser cultivadas durante un período prolongado de tiempo, medios de cultivo se pueden complementar con IL-3. Esta citoquina induce la proliferación pDC e inhibe su apoptosis 16. Sin embargo, el uso de IL-3 necesita ser estrictamente controlada ya que puede dar lugar a la maduración PDC o la diferenciación.El método descrito aquí combina diana del VIH-1 en las células infectadas con PBMCs o PDC recién aisladas con el fin de recrear los pasos iniciales que participan durante la detección innata. Este método, sin duda, será útil para explorcorreos primeros eventos inmunes innatas asociadas con la infección por el VIH. Aunque los protocolos asociados están dirigidos a medir tipo I IFN, que fácilmente podrían ser modificados para medir otras moléculas bioactivas liberadas de PDC en el reconocimiento de las células infectadas. Estos podrían incluir: Tipo III-IFN (IFN-λ), citoquinas pro-inflamatorias (tales como TNF-α e IL-6) y el CXCL10 quimiocinas, CCL4, CCL5 y 17.
Damos las gracias a E. Massicotte y J. señor de asistencia técnica de expertos durante la citometría de flujo y experimentos con células de clasificación. Además, nos gustaría dar las gracias al personal de la clínica IRCM y todos los donantes para proporcionar muestras de sangre. Muestras de sangre periférica se obtuvieron de donantes adultos sanos que dieron su consentimiento informado por escrito de conformidad con la Declaración de Helsinki bajo protocolos de investigación aprobados por la junta de revisión del Institut de Recherches Cliniques de Montréal (IRCM) ética de la investigación. Los siguientes reactivos se obtuvieron a través del Programa de reactivos NIH SIDA, División de SIDA, NIAID, NIH: células MT4 del Dr. Douglas Richman; y RIL-2 humana del Dr. Maurice Gately, Hoffmann – La Roche Inc.
El Dr. Cohen es el destinatario de la Cátedra de Investigación de Canadá en Retrovirología humana. Este trabajo fue apoyado por becas de CIHR (CIHR 111.226) con el Dr. Cohen y del Fonds de recherche du Québec-Santé (FRQ-S) de la red del SIDA al Dr. Bego y el Dr. Cohen.
MT4 cells | NIH AIDS Reagent Program | 120 | This reagent was obtained through the NIH AIDS Reagent Program, Division of AIDS, NIAID, NIH: MT-4 from Dr. Douglas Richman. |
HEK-Blu IFN-α/β reporter cells | Invivogen | HKB-IFNAB | |
RPMI | Wisent | 350-000-CL | |
DMEM | Wisent | 319-005-CL | |
FBS | Wisent | 080-150 | |
Ficoll-Pâque Plus | Myltenyi | 17-1440-03 | |
CD4+ T cell isolation kit II | Myltenyi | 130-091-155 | |
Diamond Plasmacytoid Dendritic Cell Isolation Kit II | Myltenyi | 130-097-240 | |
PHA-L | Sigma-Aldrich | O2769 | |
Human rIL-2 | NIH AIDS Reagent Program | 136 | This reagent was obtained through the NIH AIDS Reagent Program, Division of AIDS, NIAID, NIH: Human rIL-2 from Dr. Maurice Gately, Hoffmann – La Roche Inc. |
Imiquimod | Invivogen | TLRL-IMQS | |
ODN 2216 CpG-A | Hycult Biotec | HC4037 | |
Human IFNα | PBL Interferon source | 11100-1 | |
QUANTI-Blue | Cedarlane | REP-QB2 | |
Flow cytometry (Antibodies/reagents) | |||
Fc blocking solution (composition below): | Note: make in washing solution (PBS, 5mM EDTA, 5% FBS) | ||
10% Goat serum | Sigma-Aldrich | G 9023 | |
10% Rabbit serum | Sigma-Aldrich | R 9133 | |
10% Mouse serum | Sigma-Aldrich | M 5909 | |
2.5 mg/ml human IgG | Sigma-Aldrich | I 4506 | |
anti-CD3_Pacific Blue | Biolegend | 300417 | |
anti-CD14_PE-TxRed | Life Technologie | MHCD1417 | |
anti-BDCA2_APC | Myltenyi | 130-090-905 | |
anti-ILT7_PE | Biolegend | 326408 | |
anti-CD4_PerCP/Cy5.5 | Biolegend | 317427 | |
anti-BST2_Alexa 660 | eBioscience | 50-3179 | |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P 6148 | |
Cell strainer | BD Falcon | 352340 | |
Equipment | |||
Cyan ADP instrument | Beckman Coulter | CY20030 |