マイクロインジェクションによる3D組織由来ヒトオルガノイド培養システムにおけるクリプトスポリジウム感染の研究

クリプトスポリジウム感染の治療および予防のための薬剤またはワクチンの開発は、^ヒト1,2における生体内状況を正確に模倣するインビトロシステムの欠如によって妨げられている。現在利用可能なシステムの多くは、短期的な感染(<5日)のみを許可するか、^{寄生虫3、4}の完全なライフサイクルをサポートしていません。寄生虫の完全な発達を可能にする他のシステムは、ヒトの生理状況を忠実に要約しない不死化細胞株または癌細胞株に基^{づいている5,6,7}.オルガノイドまたは「ミニ臓器」は、様々な組織特異的成長因子を補完する細胞外マトリックスで成長する3D組織由来の構造である。オルガノイドは、様々な臓器や組織から開発されています。それらは遺伝的に安定しており、その起源の器官のほとんどの機能を要約し、長期間培養中に維持することができる。腸と呼吸器クリプトスポリジウムに関連する宿主寄生虫相互作用の研究のための正確なインビトロモデルを提供するクリプトスポリジウムでヒトの腸および肺オルガノイドを感染させる方法を開発^{した8 ,9,10,11,12,13}.他の公表された培養モデルとは対照的に、オルガノイド系は、実際の宿主寄生虫相互作用を代表し、寄生虫のライフサイクルのすべての段階を研究できるようにライフサイクルを完了し、寄生虫の伝播を維持することができます。最大28^日間10.

クリプトスポリジウムパルバムは、呼吸器および腸管の上皮に感染し、長期の下痢疾患を引き起こすアピコンプレミカン寄生虫である。耐性環境段階は、汚染された食品および^水14に見られる卵胞である。一度摂取または吸入すると、卵嚢胞は上皮細胞に付着する4つのスポロゾイトを放出する。スポロゾイテスは宿主細胞上を滑走し、宿主細胞受容体を従事させるが、寄生虫は細胞に完全に侵入せず、宿主細胞を誘発^して15を巻き込むように見える。寄生虫は、細胞内の内部に内在するが、細胞外のクラスタ内に残り、細胞の頂点に残り、寄生虫の真空中で複製する。それは無性生殖の2ラウンドを受ける – メロゴニーと呼ばれるプロセス。メロゴンの間に、新しい細胞に侵入するために放出される8つのメロゾイトを含むI型メロンが発達する。これらのメロゾイトは新しい細胞に侵入し、4つのメロゾイトを含むII型メロンに発展する。これらのメロゾサイトは、放出されると、細胞に感染し、マクロガモントおよびマイクロガモントに発症する。マイクロガメテスが放出され、成熟したザイゴットを産生するマクロガメテスを受精させる。成熟した卵胞は、その後内膜に放出される。卵嚢胞は、上皮を再感染させる直ちに排泄物を放出する薄い壁であるか、または次の宿^主14に感染するために環境に放出される厚い壁である。クリプトスポリジウムライフサイクルのすべての段階は、我々の^{グループ10}によって以前に開発されたオルガノイド培養システムで同定されている。

ヒトオルガノイドはヒト^{組織9、11、13}を忠実に複製し、クリプトスポリ^ジウム10のすべての複製段階をサポートするので、それらは研究する理想的な組織培養システムであるクリプトスポリジウム生物学と宿主寄生虫相互作用ここでは、クリプトスポリジウム卵胞子と排泄されたスポロゾイツの両方でオルガノイドに感染し、この組織培養システムで産生される新しい卵胞を分離する手順について説明する。