Summary

À l’aide d’un bactérie pathogène à sonde pour réponses cellulaires et organismique au niveau de l’hôte

Published: February 22, 2019
doi:

Summary

Nous décrivons les deux tests in vitro et in vivo de l’infection qui peuvent être utilisés pour analyser les activités des facteurs de l’hôte-codage.

Abstract

Il existe une variété de stratégies de bactéries pathogènes emploient pour survivre et proliférer une fois à l’intérieur de la cellule eucaryote. Les pathogènes dits « cytosoliques » (monocytogenes de Listeria, Shigella flexneri, Burkholderia pseudomallei, Francisella tularensiset Rickettsia SPP.) avoir accès dans le cytosol des cellules infectées par physiquement et par voie enzymatique dégrade la membrane vacuolaire primaire. Une fois dans le cytosol, ces agents pathogènes se multiplient tant que génèrent des forces mécaniques suffisantes pour pénétrer la membrane plasmique de la cellule hôte afin d’infecter de nouvelles cellules. Ici, nous montrons comment cette étape terminale du cycle cellulaire infection de L. monocytogenes (Lm) peut être quantifié par les dosages d’unité formant colonie et cytométrie en flux et donner des exemples de comment les deux effets de facteurs encodés en agent pathogène et hôte ceci processus. Nous montrons également une correspondance étroite de Lm dynamique de l’infection des cellules cultivées infectés in vitro et celles des cellules hépatiques provenant de souris infectés in vivo. Ces dosages selon les fonctions sont relativement simples et peuvent être facilement transposés pour écrans de haut débit basé sur la découverte de modulateurs de la fonction des cellules eucaryotes.

Introduction

Axée sur l’infection des modèles expérimentaux sont intrinsèquement difficiles en raison de leur dépendance sur les conditions initiales d’état de l’hôte et pathogène, les différentes stratégies d’infection pathogène et la difficulté d’attribuer pathogène et hôte-processus axés sur basé sur les résultats. La bactérie Listeria monocytogenes (Lm) est devenu un pathogène idéal pour sonder les réactions de défense de l’hôte en raison de sa traçabilité génétique et microbiologique, sa stratégie d’infection cellulaire rapide et processive et le relativement claire relation entre les phénotypes de ses niveaux cellulaires et organismique infection. L’infection cellulaire de Lm passe par quatre phases distinctes1: (i) invasion cellulaire qui se termine par Lm être enfermé dans une vacuole ; (ii) Lm-a ordonné la dissolution de la membrane de la vacuole et libération de Lm dans le cytosol ; (iii) réplication d’intracytosolic ; et (iv) la pénétration physique de la membrane plasmique qui entraîne soit l’infection des cellules directement adjacentes (par exemple dans une feuille épithéliale) ou, dans les cellules solitaires, libération de Lm dans le milieu extracellulaire. Chacune de ces phases sont promus par spécifique Lm-codé facteurs (appelés « facteurs de virulence ») qui, lors de la suppression, causer des infections congénitales chez modèles cellulaires et animaux. Cette stratégie d’infection générale a évolué indépendamment par un certain nombre des dits pathogènes « cytosolique »2.

Tests d’unité (CFU) formatrices sont largement utilisés pour évaluer les deux études in vitro (c.-à-d., cellulaire) ainsi qu’in vivo (c.-à-d. organismique) résultats infection. En plus de leur grande sensibilité, notamment pour les infections in vivo, UFC essais fournissent un affichage sans ambiguïté l’invasion de l’agent pathogène et survie intracellulaire/prolifération. CFU dosages ont été largement utilisées pour analyser fois Lm et hôte déterminants de cellules qui ont une incidence d’infection. Aussi instructif que ces études préalables ont été d’analyser l’invasion cellulaire et réplication intracytosolic, UFC dosages ont pas, au meilleur de notre connaissance, été utilisés pour suivre la quatrième phase du processus d’infection Lm : évasion cellulaire. Nous décrivons ici relativement simples moyens d’évacuation comment cellulaire (ci-après dénommée « émergence ») peuvent être contrôlés par dosage de l’UFC (ainsi que par cytométrie en flux) et voir l’exemples de comment ces deux facteurs encodés en agent pathogène et hôte réglementent cette phase de la Lm cycle d’infection. L’analyse de la phase terminale du cycle cellulaire Lm infection peut rendre possible d’identifier l’agent pathogène supplémentaire et des activités et des facteurs d’infection spécifique cellule hôte.

Protocol

Souris ont été traitées avec humanité conformément à toutes les directives gouvernementales appropriées pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire de la National Institutes of Health et leur utilisation a été approuvées pour cet ensemble de l’étude par les soins animaux institutionnel de l’Université de Miami et le Comité de l’urbanisme (protocole 16-053). 1. préparer des cellules pour une Infection Propager la lignée de macrophage-comme cellules …

Representative Results

Évaluation du rôle de l’agent pathogène et l’hôte codé des facteurs ayant une incidence de l’infection cellulaireEn utilisant les conditions de l’infection décrites ci-dessus, 0,15 % du type sauvage d’entrée Lm est récupéré après 1,5 h d’incubation co avec les macrophages (Figure 1A). Dans le h 1,5 subséquentes d’incubation co (3 h après l’infection, hpi), on observe une augmentation …

Discussion

En raison de son programme d’infection cellulaire rapide et processive, Lm est un pathogène idéal pour sonder les activités cellulaires qui ont une incidence de l’infection. Un certain nombre de facteurs de l’hôte ont été identifié qui soit positivement, soit négativement affecter Lm infection cellulaire11,12,13,14. Deux de ces facteurs caractérisés dans notre …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Materials

ACK Lysing Buffer Gibco  A1049201
ArC Amine Reactive Compensation Beads  Life Technologies A10346
BHI (Brain Heart Infusion) broth EMD Milipore 110493
Cell Strainer, 70 µm VWR 10199-656
Collagenase D Roche 11088858001
DMEM media  Gibco  11965-092
FACS tubes  BD Falcon 352054
FBS – Heat Inactivated  Sigma-Aldrich F4135-500ML
Hanks’ Balanced Salt solution Sigma-Aldrich H6648-6X500ML
LB agar Grow Cells MS MBPE-4040
LIVE/DEAD Fixable Yellow Dead Cell Stain kit  Life Technologies L349S9
Rhodamine Phalloidin  Thermo Fischer R415
SP6800 Spectral Analyzer Sony
Syringe 28G 1/2" 1cc BD 329461
TPP Tissue Culture 48 Well Plates  MIDSCI TP92048
TPP Tissue Culture 6 Well Plates  MIDSCI TP92406
UltraComp eBeads eBioscience 01-2222-42
Antigen
CD11b  Biolegend Flurochrome = PE Cy5, Dilution = 1/100, Clone = M1/70
CD11c Biolegend Flurochrome = AF 647, Dilution = 1/100, Clone = N418
CD45 Biolegend Flurochrome = APC Cy7, Dilution = 1/100, Clone = 30-F11
F4/80 Biolegend Flurochrome = PE, Dilution = 1/100, Clone = BM8
Live/Dead Invitrogen Flurochrome = AmCyN, Dilution = 1/100
Ly6C Biolegend Flurochrome = PacBlue, Dilution = 1/200, Clone = HK1.4
MHC II Biolegend Flurochrome = AF 700, Dilution = 1/200, Clone = M5/114.15.2
NK 1.1 Biolegend Flurochrome = BV 605, Dilution = 1/100, Clone = PK136

References

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Cite This Article
Gayle, P., Freitag, N. E., Strbo, N., Schesser, K. Using a Bacterial Pathogen to Probe for Cellular and Organismic-level Host Responses. J. Vis. Exp. (144), e58775, doi:10.3791/58775 (2019).

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