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Methodenartikel

Quantifizierung der intrazellulären Wachstum innen Makrophagen wird eine schnelle und zuverlässige Methode zur Beurteilung der Virulenz des Parasiten Leishmania

10.2K Aufrufe

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DOI:

10.3791/57486

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16. März 2018

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Alle Pathogene Leishmania -Arten befinden sich und innen Makrophagen ihrer Wirbeltier Wirte zu replizieren. Hier präsentieren wir Ihnen ein Protokoll zur murine Knochenmark stammenden Makrophagen in der Kultur mit Leishmanien, gefolgt von präzise Quantifizierung der intrazellulären Wachstum Kinetik zu infizieren. Diese Methode eignet sich für das Studium der einzelnen Faktoren, die die Wirt-Pathogen Interaktionen und Leishmaniose Virulenz.

Zusammenfassung

Der Lebenszyklus der Leishmaniose, die Erreger der Leishmaniose, wechselt zwischen Promastigote und Amastigote Phasen innerhalb der Insekten und Wirbeltiere Gastgeber, beziehungsweise. Während Pathogene Symptome der Leishmaniose stark und von gutartigen Hautveränderungen sehr tödliche Krankheit viszeralen Formen abhängig von der infektiösen Sorte variieren können befinden sich alle Leishmania -Arten im Host Makrophagen in der vertebrate Phase des Ihren gesamten Lebenszyklus hinweg. Leishmaniose Infektiosität bezieht sich daher direkt auf seine Fähigkeit, einzudringen, überleben und replizieren innerhalb Parasitophorous Vakuolen (PVs) in Makrophagen. Beurteilung der Parasit Fähigkeit, intrazellulär zu replizieren dient als zuverlässige Methode zur Bestimmung der Virulenz. Leishmaniose-Entwicklung mit Tiermodellen zu studieren ist zeitraubend, mühsam und oft schwierig, vor allem mit den pathogenetisch wichtigen viszeralen Formen. Wir beschreiben hier eine Methode um die intrazelluläre Entwicklung der Leishmaniose im Knochenmark stammenden Makrophagen (BMMs) folgen. Intrazellulären Parasiten Zahlen werden in 24 h-Intervallen für 72-96 h nach Infektion bestimmt. Diese Methode ermöglicht eine zuverlässige Bestimmung der Auswirkungen von verschiedenen genetischen Faktoren auf Leishmaniose Virulenz. Als Beispiel zeigen wir, wie eine einzelne Allel Löschung des Leishmaniose mitochondriale Eisen-Transporter-Gens (LMIT1) beeinträchtigt die Fähigkeit der Leishmaniose Amazonensis Mutante LMIT1/ΔLmit1 , innen BMMs wachsen, eine drastische Reduzierung der widerspiegelt Virulenz im Vergleich zu Wildtyp. Dieser Test ermöglicht auch präzise Kontrolle der experimentellen Bedingungen, die einzeln bearbeitet werden können, um den Einfluss verschiedener Faktoren (Nährstoffe, reaktive Sauerstoffspezies, etc.) auf die Wirt-Pathogen Interaktionen zu analysieren. Daher bieten die geeignete Ausführung und Quantifizierung der BMM Infektion Studien eine nicht-invasive, schnelle, wirtschaftliche, sichere und zuverlässige Alternative zu herkömmlichen Tiermodell Studien.

Einleitung

Leishmaniose bezieht sich auf ein breites Spektrum von menschlichen Krankheiten, die durch einzelliger Parasit Arten der Gattung Leishmaniaverursacht. Etwa 12 Millionen Menschen sind derzeit mit Leishmanien weltweit infiziert, und mehr als 350 Millionen sind gefährdet. Die Pathologie der Krankheit hängt von Leishmania -Arten und Host Faktoren und Symptome variieren von harmlosen selbstheilende Hautläsionen zu tödlichen visceralizing Formen. Wenn unbehandelt, viszerale Leishmaniose tödlich ist, Ranking erst nach Malaria als die tödlichsten Krankheiten verursacht durch eine Infektion mit ein einzelliger Parasit-1. Trotz....

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Protokoll

Alle experimentelle Verfahren wurden von den National Institutes of Health im Einklang mit den Empfehlungen in der Anleitung für die Pflege und Verwendung von Labortieren durchgeführt und von der University of Maryland IACUC angenommen wurden. Alle Schritte in den Abschnitten 1 bis 4 beschriebenen werden aseptisch in biologischen Laminar-Flow Schränken durchgeführt. Persönliche Schutzausrüstung sollte verwendet werden, und Vorsicht bei der Handhabung der live Leishmania -Parasiten in allen Phasen des Experimentierens.

1. Isolierung und Differenzierung von Knochenmark stammenden Makrophagen (BMMs)8,<....

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Ergebnisse

Leishmaniose hat zwei infektiöse Formen - metacyclic Promastigotes, die an die stationäre Phase der Kultur von prozyklischen Promastigotes unterscheiden und Amastigoten, die den intrazellulären Stadien (Abbildung 1) sind. Bei einigen Leishmania -Arten wie L. Amazonensiskönnen Amastigoten auch in der axenic Kultur unterschieden werden durch die Verlagerung der Promastigote Zellen, um die niedrigeren pH-Wert (4.5) und erhöhter Tempera.......

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Diskussion

Die quantitative Daten von der BMM Infektion Test oben beschrieben, ermöglicht Ermittler Infektionsraten und eine zuverlässige Bestimmung der Veränderungen der Virulenzeigenschaften in einem relativ kürzeren Zeitraum (maximal 2 Wochen, im Vergleich zu den 2 zu erhalten Monate für in Vivo Experimente erforderlich). Diese Methode beruht auf der DNA-spezifischen Farbstoff DAPI, speziell Flecken Makrophagen und Parasiten Kernen und ermöglicht schnelle Identifizierung und Quantifizierung der infizierten Zellen. Im Ve.......

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Offenlegungen

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben,

Danksagungen

Diese Arbeit wurde von der National Institutes of Health Grant RO1 AI067979 NWA unterstützt.
YK ist Bachelor Fellow der Howard Hughes Medical Institute/University of Maryland, College Park.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
6-Well-ZellkulturplatteCellstar657160
AdeninAcros OrganicsAC147440250
Aerosol-Barriere-Pipettenspitzen (100-1000 μ L)Fisherbrand02-707-404
Pipettenspitzen mit Aerosolbarriere (20-200 μ L)Fisherbrand02-707-430
Pipettenspitzen mit Aerosolbarriere (2-20 μ L)Fisherbrand02-707-432
Bard-Parker Rippenrücken-Chirurgenklinge aus Kohlenstoffstahl #10Aspen Surgical371110
BD Luer-Lok Spitze 10 mL SpritzeBecton Dickinson (BD)309604
BD Precisionglide Nadel, 25G Becton Dickinson (BD)305124
Zellkulturschale 35 mm x 10 mmCellstar627 160
ZellkulturflascheCellstar660175
Deckgläser: 12 mmKreise Fisherbrand12-545-80
DAPI (4',6-Diamidino-2-phenylindole, Dihydrochlorid)InvitrogenD1306
D-BiotinJ.T. BakerC272-00
EDTASigma AldrichEDS
Ethylalkohol 200 ProofPharmco-AAPER111000200
Falcon 100 mm x 15 mm nicht TC-behandeltes Polystyrol PetrischaleCorning351029
Fötales RinderserumSeradigm1500-500
Ficoll400Sigma AldrichF8016
FluoreszenzmikroskopNikonE200
Ziege Anti-Maus IgG Texas rotInvitrogenT-862
Ziege Anti-Kaninchen IgG AlexaFluor488InvitrogenA-11034
HeminTokyo Chemical Industry Co. LtdH0008
HEPES (1M)Gibco15630-080
Isoton II VerdünnungsmittelBeckman Schar
L-GlutaminGemini400-106
Medium 199 (10X)Gibco11825-015
Na Pyruvat (100 mM)Gibco11360-070
ParaformaldehydAlfa Aesar43368
Penicillin/StreptomycinGemini400-109
Phosphat gepufferte Kochsalzlösung (-/-)ThermoFisher14200166
konische Zentrifugenröhrchen aus Polypropylin 15 mLCellstar188 271
konische Zentrifugenröhrchen aus Polypropylin 50 mLCellstar227 261
ProLong Gold Antifading-ReagenzThermoFisherP36930
Ratte Anti-Maus Lamp-1 AntikörperEntwicklungsstudien Hybridoma Bank1D4B
Rekombinante humane M-CSFPeproTech300-25
Reichert Bright-Line  Hämozytometer Hausser Scientific1492
RPMI Medium 1640 (1X)Gibco11875-093
Triton X-100 TensidMillipore SigmaTX1568-1
Trypan BlueSigma AldrichT8154
Feine Schere, 4 1/2"VWR82027-582
Präparierzange, feine SpitzeVWR82027-386
ObjektträgerVWR16004-368
Z1 Schar-Partikelzähler,Beckman-Scharmit
8546719 doppelter Schwelle 6605699

Referenzen

  1. WHO. Control of the leishmaniases. World Health Organ Tech Rep Ser. (949), (2010).
  2. Naderer, T., McConville, M. J. Intracellular growth and pathogenesis of Leishmania parasites. Essays Biochem. 51, 81-95 (2011).
  3. Rosenzweig, D., et al.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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