Imagem de Ca^{2 +} respostas durante Shigella infecção das células epiteliais

CA^{2 +} regula todos os processos de célula conhecida, incluindo a reorganização do citoesqueleto, respostas inflamatórias e caminhos de morte celular relacionados ao hospedeiro-patógeno interações^1,2,3. Sob condições fisiológicas, basal citosólico Ca^{2 +} as concentrações são baixas, em centenas de gama nM, mas podem ser submetidas a aumentos transitórios mediante estimulação agonista. Estas variações frequentemente apresentam comportamento oscilatório através da ação das bombas e canais em membranas do plasma e retículo endoplasmático. O padrão dessas oscilações é caracterizado pelo período, duração e amplitude de Ca^{2 +} aumenta e é descriptografado por células que, por sua vez, provocam respostas específicas no que é conhecido como o Ca^{2 +} código^4,5 . Um aumento sustentado da citosólico Ca^{2 +} concentração sob condições patológicas pode levar à morte celular associada a permeabilização de membranas mitocondriais e o lançamento do pro-apoptotic ou fatores necróticos^{6, 7}.

Shigella, o agente causador da disenteria bacilar, invade células epiteliais injetando efetores em células hospedeiras, usando um tipo III secreção sistema (T3SS)^8,9. Uma invasão de Shigella das células do hospedeiro é associada com o locais e globais Ca^{2 +} sinais eliciados a T3SS. Quanto à formação de poros toxinas, o translocon T3SS que insere as membranas de pilha de anfitrião e é necessária para a injeção de efetores T3SS é provavelmente responsável para a ativação do PLC e do triphosphate do inositol (1, 4, 5) (InsP3)-dependente Ca^{2 +} lançamento. A combinação de estimulação localizada PLC e o acúmulo de actina polimerizada em sites de um resultado de invasão de Shigella em uma Ca InsP3 dependente atipicamente longa duração^{2 +} versão¹⁰. O efetor do III tipo IpgD, um bisfosfato fosfatidil 4,5 (PIP2) -4-fosfatase, limita a quantidade de local de PIP2, assim, controlar a quantidade de substrato disponível para PLC gerar InsP3, que contribui para o confinamento do local Ca^{2 +} respostas em sites de invasão bacteriana^11,12. ^{Estes locais Ca 2 +} respostas provavelmente contribuem para a polimerização de actina no Shigella invasão sites¹⁰. Global Ca^{2 +} respostas que são também provocadas pela Shigella, no entanto, são dispensáveis para o processo de invasão bacteriana, mas provocar a abertura de hemichannels connexin na membrana plasmática e a liberação de ATP no extracelular compartimento. Lançado ATP agindo de forma parácrina, por sua vez, estimula a^{Ca 2 +} oscilatórias respostas nas células ao lado da célula infectada. IpgD também é responsável pela formação^{globais Ca 2 +} respostas em erráticas respostas isoladas com dinâmica lenta. Eventualmente, após uma prolongada infecção bacteriana, IpgD leva para a inibição de InsP3 mediada por Ca^{2 +} sinais. Através de sua interferência com sinalização de Ca^{2 +} , IpgD atrasa um Ca^{2 +}-ativação Calpaína dependente, levando para a desmontagem de estruturas de adesão focal e o descolamento prematuro da infectado as células¹³.

Enquanto Ca^{2 +} sinais estão envolvidos em aspectos críticos da patogênese, a utilização de um microrganismo gera um número de desafios técnicos que não são encontrados em estudos clássicos agonista. Os protocolos descritos aqui usam o comumente usado fluorescente Ca^{2 +} indicador químico impresso Fluo-4 que nós produzimos para caracterizar o local de Ca^{2 +} sinais durante uma infecção de Shigella . Passos essenciais para a detecção destes sinais são discutidos, bem como procedimentos implementados para sua análise quantitativa que é necessário para caracterizar o papel de efetores bacterianas em sinalização de Ca^{2 +} .