Imágenes de Ca^{2 +} respuestas durante la infección de Shigella de células epiteliales

CA^{2 +} regula todos los procesos de células conocidas, incluyendo la reorganización del citoesqueleto, las respuestas inflamatorias y vías de muerte celular relacionadas con las interacciones huésped-patógeno^1,2,3. En condiciones fisiológicas, basal Ca^{2 +} las concentraciones citosólicas son bajas, en los cientos de rango nM, pero pueden ser sometidas a aumentos transitorios sobre el estímulo del agonista. Estas variaciones demuestran a menudo comportamiento oscilatorio a través de la acción de las bombas y canales en las membranas del retículo endoplásmico y plasma. El patrón de estas oscilaciones se caracteriza por el período de duración y amplitud de Ca^{2 +} aumenta y es desencriptado por las células que, a su vez, desencadenan respuestas específicas en lo que se conoce como el Ca^{2 +} código^4,5 . Un aumento sostenido en la citosólica Ca^{2 +} concentración en condiciones patológicas puede conducir a la muerte celular asociada a la permeabilización de las membranas mitocondriales y la liberación de pro-apoptóticos o necróticos factores^{6, 7}.

Shigella, el agente causal de la disentería bacilar, invade las células epiteliales mediante la inyección de efectores en las células del huésped utilizando un tipo III secreción sistema (T3SS)^8,9. Una invasión de Shigella de las células huésped se asocia a locales y globales Ca^{2 +} señales sacadas por el T3SS. En cuanto a la formación de poro las toxinas, el translocon T3SS que inserta en las membranas de la célula huésped y es necesario para la inyección de T3SS efectores es probable responsable de la activación de PLC y el trifosfato de inositol (1, 4, 5) (InsP3)-dependiente de Ca^{2 +} lanzamiento. La combinación de la estimulación localizada del PLC y la acumulación de actina polimerizada en los sitios de un resultado de la invasión de Shigella en una anormalmente larga duración InsP3 dependiente de Ca^{2 +} liberación¹⁰. Tipo III generador de efectos IpgD, una fosfatidil 4,5 bifosfato (PIP2) -4-fosfatasa, limita la cantidad local de PIP2, controlando así la cantidad de sustrato disponible para el PLC generar InsP3, que contribuye a la reclusión de local Ca^{2 +} respuestas en los sitios de invasión bacteriana^11,12. Estos Ca^{2 +} respuestas locales probablemente contribuyen a la polimerización de la actina en la invasión de Shigella sitios¹⁰. Ca^{2 +} respuestas globales que también son sacadas por Shigella, sin embargo, son prescindibles para el proceso de invasión bacteriana sino desencadenar la apertura de connexin hemichannels en la membrana plasmática y la liberación de ATP en el medio extracelular compartimiento. Lanzado ATP actúan de manera paracrina, a su vez, estimula la Ca^{2 +} oscilatorias respuestas en las células al lado de la célula infectada. También es responsable de formar global Ca^{2 +} respuestas erráticas respuestas aisladas con dinámica lenta IpgD. Finalmente, a una infección bacteriana prolongada, IpgD lleva a la inhibición de señales de InsP3 mediada por Ca^{2 +} . A través de su interferencia con la Ca^{2 +} señalización IpgD retrasa un Ca^{2 +}-activación de calpaínas dependiente hacia el desmontaje de estructuras de adhesión focal y la separación prematura de infectado las células¹³.

Mientras que el Ca^{2 +} señales están implicadas en aspectos críticos de la patogénesis, el uso de un microorganismo plantea una serie de desafíos técnicos que no se encuentran en estudios clásicos agonista. Los protocolos descritos aquí usan el utilizados fluorescente Ca^{2 +} químico indicador Fluo-4 que hemos diseñados para caracterizar señales de Ca^{2 +} locales durante una infección por Shigella . Pasos críticos para la detección de estas señales se discuten, así como procedimientos para su análisis cuantitativo que es necesaria para caracterizar el papel de efectores bacterianas en la señalización de Ca^{2 +} .