Summary

Immunofluorescence à double marquage à l’aide d’anticorps de la même espèce pour étudier les interactions hôte-pathogène

Published: July 10, 2021
doi:

Summary

Ici, le protocole décrit comment effectuer une immunofluorescence à double marquage en utilisant des anticorps primaires élevés chez la même espèce pour étudier les interactions hôte-pathogène. En outre, il peut inclure le troisième anticorps d’un hôte différent dans ce protocole. Cette approche peut être faite dans n’importe quel type de cellule et d’agents pathogènes.

Abstract

De nos jours, il est possible de trouver un large éventail d’outils moléculaires disponibles pour étudier les interactions parasite-cellule hôte. Cependant, certaines limites existent pour obtenir des anticorps monoclonaux ou polyclonaux commerciaux qui reconnaissent des structures cellulaires et des protéines spécifiques chez les parasites. En outre, il existe peu d’anticorps commerciaux disponibles pour marquer les trypanosomatidés. Habituellement, les anticorps polyclonaux contre les parasites sont préparés en interne et pourraient être plus difficiles à utiliser en combinaison avec d’autres anticorps produits chez la même espèce. Ici, le protocole montre comment utiliser des anticorps polyclonaux et monoclonaux élevés chez la même espèce pour effectuer une immunofluorescence à double marquage afin d’étudier les interactions entre les cellules hôtes et les agents pathogènes. Pour obtenir l’immunofluorescence à double marquage, il est crucial d’incuber d’abord l’anticorps polyclonal de la souris, puis de suivre l’incubation avec l’anticorps IgG secondaire de la souris conjugué à n’importe quel fluorochrome. Après cela, une étape de blocage supplémentaire est nécessaire pour empêcher toute trace de l’anticorps primaire d’être reconnue par l’anticorps secondaire suivant. Ensuite, un anticorps monoclonal de souris et son anticorps secondaire spécifique de sous-classe IgG conjugué à un fluorochrome différent sont ajoutés à l’échantillon aux moments appropriés. De plus, il est possible d’effectuer une immunofluorescence à triple marquage à l’aide d’un troisième anticorps élevé chez une espèce différente. En outre, des structures telles que les noyaux et l’actine peuvent être colorées ultérieurement avec leurs composés ou étiquettes spécifiques. Ainsi, ces approches présentées ici peuvent être ajustées pour toute cellule dont les sources d’anticorps primaires sont limitées.

Introduction

Étudier l’interaction de l’agent pathogène avec la cellule hôte au niveau cellulaire fournit des informations essentielles sur les causes sous-jacentes de la maladie, car différents groupes, tels que les virus, les bactéries et les protozoaires, peuvent infecter la plupart des types de cellules hôtes1,2,3,4. Il peut également aider à développer et à identifier des cibles thérapeutiques potentielles qui peuvent ralentir ou inhiber la croissance de l’agent pathogène. Dans des conditions de vie, les anticorps produits sont responsables de la reconnaissance des auto-composants, des antigènes des virus, des composants ou produits bactériens, des champignons, des parasites et autres5.

À cette fin, les anticorps sont des outils largement utilisés, principalement pour comprendre l’emplacement et la fonction des structures cellulaires et des protéines. Plusieurs études utilisant le marquage d’anticorps multiples démontrent que des étapes de blocage supplémentaires contribuent à la spécificité de l’immunolocalisation. En outre, la plupart des protocoles décrits utilisent des anticorps monoclonaux commerciaux spécifiques, y compris des anticorps de la même espèce hôte6,7,8,9,10,11,12,13,14.

Habituellement, l’immunofluorescence à double marquage utilise deux anticorps élevés chez des espèces différentes pour colorer les structures cellulaires d’intérêt ou les agents pathogènes et les cellules hôtes pour voir l’interaction entre eux. Cependant, cela peut être un problème lorsqu’aucun anticorps commercial monoclonal ou polyclonal spécifique à certains agents pathogènes n’est disponible pour effectuer le double marquage. En outre, il existe des kits de conjugaison d’anticorps disponibles dans le commerce, et il est possible de conjuguer les anticorps primaires directement au fluorophore par une réaction d’ester de succinimidyle15. Le problème est que ces kits sont souvent coûteux, et il est nécessaire d’avoir suffisamment d’anticorps pour les étiqueter. Sachant cela, nous avons développé avec succès une méthode de double immunofluorescence utilisant deux anticorps différents élevés dans la même espèce pour étudier la localisation des protéines dans Trypanosoma brucei16. Cependant, pour les parasites intracellulaires, y compris Trypanosoma cruzi, cette approche n’a pas été démontrée. Ici, nous montrons comment effectuer une immunofluorescence à double marquage pour étudier les parasites intracellulaires de T. cruzi et la cellule hôte en utilisant des anticorps primaires élevés chez la même espèce sans réactions croisées. Outre cette méthode, un triple marquage par immunofluorescence a été établi avec l’ajout du troisième anticorps d’une espèce différente. Ces approches aident lorsque la source d’anticorps est limitée et peuvent être utilisées dans n’importe quel type de cellule.

Protocol

1. Cultures de cellules et de parasites Cultiver des cellules LLC-MK2 (Rhesus Monkey Kidney Epithelial) de l’American Type Culture Collection (CCL-7) dans une fiole de culture cellulaire de 25 cm2 contenant dans un milieu RPMI complété par 10% de FBS (Sérum Fœtal Bovin) inactivé par la chaleur et des antibiotiques (100 U/mL de pénicilline et 100 μg/mL de streptomycine) à 37 °C dans 5% de CO2 17. Infecter les cellules LLC-MK2 avec Trypanosoma…

Representative Results

Ici, nous montrons comment étudier les interactions hôte-parasite par immunofluorescence lorsque la source d’anticorps est limitée en raison de l’indisponibilité d’anticorps commerciaux qui reconnaissent des structures et des protéines spécifiques chez les trypanosomatidés. Parmi les trypanosomatidés, T. cruzi a l’un des cycles de vie les plus complexes impliquant divers stades de développement entre les hôtes vertébrés et invertébrés 19. …

Discussion

Ici, nous présentons un protocole pour effectuer un double immunomarquage dans les cellules infectées par Trypanosoma cruzi en utilisant deux anticorps différents de la même espèce hôte. Pour étudier, avec plus de détails, les implications de l’infection, les structures de la cellule hôte telles que le noyau ou les organites cytosoliques peuvent être étiquetées à l’aide de ce protocole. En outre, il peut être utilisé dans la méthode d’étiquetage immunogold à section mince post-intégratio…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par la Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP 2010/19547-1; 2018/03677-5) à MMAB, par fundação de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Assistência – FAEPA à MMAB et par Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- Brasil (CAPES) – code financier 001. CG-C a reçu une bourse de maîtrise et de doctorat de CAPES et LAMT-S a reçu une bourse de doctorat du CNPq. Nous remercions Elizabete R. Milani pour l’assistance en microscopie confocale et le Dr Dario Zamboni pour la fourniture de cellules LLC-MK2 (Ribeirao Preto Medical School, USP).

Materials

Alexa Fluor 488 – IgG2b antibody Life technologies, USA A21141 Goat anti-mouse
AffiniPure Rabbit anti-mouse IgG (H+L) Jackson Immunoresearch, USA 315-005-003 Anti-mouse antibody
Alexa Fluor 488 – IgG F (ab')2 (H+L) antibody Life technologies, USA A11017 Goat anti mouse
Alexa Fluor 594 IgG1 antibody Life technologies, USA A21125 Goat anti-mouse
Alexa Fluor 647 – IgG F (ab')2 (H+L) antibody Life technologies, USA A21237 Goat anti-mouse
Anti-hnRNPA1 antibody IgG2b Sigma-Aldrich, USA R4528 Mouse antibody
anti-TcFAZ (T. cruzi FAZ protein) antibody Our lab In-house Mouse antibody
Bovine Serum Albumin (BSA) Sigma-Aldrich, USA A2153-10G Albumin protein
Detergent Igepal CA-630 Sigma-Aldrich, USA I3021 Nonionic Detergent
Fetal Bovine Serum (FBS) Gibco, Thermo fisher scientific, USA 12657-029 Serum
Penicillin Streptomycin Gibco, Thermo fisher scientific, USA 15140-122 Antibiotic
Phalloidin Alexa Fluor 594 Life technologies, USA A12381 Actin marker
ProLong Gold antifade with DAPI Life technologies, USA P36935 Mounting media reagent
RPMI 1640 1X with L-glutamine Corning, USA 10-040-CV Cell culture media
Trypsin-EDTA solution Sigma-Aldrich, USA T4049-100ML Bioreagent

References

  1. Lloyd, R. E. Nuclear proteins hijacked by mammalian cytoplasmic plus strand RNA viruses. Virology. 479-480, 457-474 (2015).
  2. Casadevall, A., Pirofski, L. A. Host-pathogen interactions: basic concepts of microbial commensalism, colonization, infection, and disease. Infection and Immunity. 68 (12), 6511-6518 (2000).
  3. Sidik, S. M., Salsman, J., Dellaire, G., Rohde, J. R. Shigella infection interferes with SUMOylation and increases PML-NB number. PLoS One. 10 (4), 0122585 (2015).
  4. Robert McMaster, W., Morrison, C. J., Kobor, M. S. Epigenetics: A New Model for Intracellular Parasite-Host Cell Regulation. Trends in Parasitology. 32 (7), 515-521 (2016).
  5. Casali, P., Schettino, E. W. Structure and function of natural antibodies. Current Topics in Microbiology and Immunology. 210, 167-179 (1996).
  6. Ansorg, A., Bornkessel, K., Witte, O. W., Urbach, A. Immunohisto-chemistry and multiple labeling with antibodies from the same host species to study adult hippocampal neurogenesis. Journal of Visualized Experiments. (98), e52551 (2015).
  7. Tóth, Z. E., Mezey, E. Simultaneous visualization of multi-ple antigens with tyramide signal amplification using antibodies from the same species. Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 55 (6), 545 (2007).
  8. Ma, B., Winkelbach, S., Lindenmaier, W., Dittmar, K. E. Six-colour fluorescent imaging of lymphoid tissue based on colour addition theory. Acta Histochemica. 108 (4), 243 (2006).
  9. Buchwalow, I. B., Minin, E. A., Boecker, W. A multicolor fluorescence immunostaining technique for simultaneous antigen targeting. Acta Histochemica. 107 (2), 143 (2005).
  10. Nakamura, A., Uchihara, T. Dual enhancement of triple immunofluorescence using two antibodies from the same species. Journal of Neuroscience Methods. 135 (1-2), 67 (2004).
  11. McCormick, J., Lim, I., Nichols, R. Neuropeptide precursor pro-cessing detected by triple immunolabeling. Cell and Tissue Research. 297 (2), 197 (1999).
  12. Shindler, K. S., Roth, K. A. Double immunofluorescent staining using two unconjugated primary antisera raised in the same species. Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 44 (11), 1331 (1996).
  13. Wang, B. L., Larsson, L. I. Simultaneous demonstration of multiple anti-gens by indirect immunofluorescence or immunogold staining. Novel light and electron microscopical double and triple staining method employing primary antibodies from the same species. Histochemistry. 83 (1), 47 (1985).
  14. Lewis Carl, S. A., Gillete-Ferguson, I., Ferguson, D. G. An indirect immunofluorescence procedure for staining the same cryosection with two mouse monoclonal primary antibodies. Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 41 (8), 1273-1278 (1993).
  15. Pranchevicius, M. C., et al. Myosin Va phosphorylated on Ser1650 is found in nuclear speckles and redistributes to nucleoli upon inhibition of transcription. Cell Motility and the Cytoskeleton. 65 (6), 441-456 (2008).
  16. Moreira, B. P., de Castro, C. G., Prado, L. C. d. S., da Fonseca, C. K., Baqui, M. M. A., Méndez-Vilas, A. Use of antibodies from the same host species in double labeling immunofluorescence on trypanosome cytoskeleton. Microscopy and Imaging Science: Practical Approaches to Applied Research and Education. 7, 374-378 (2016).
  17. Hull, R. N., Cherry, W. R., Tritch, O. J. Growth characteristics of monkey kidney cell strains LLC-MK1, LLC-MK2, and LLC-MK2 (NCTC-3196) and their utility in virus research. Journal of Experimental Medicine. 115, 903-918 (1962).
  18. Stecconi-Silva, R. B., Andreoli, W. K., Mortara, R. A. Parameters affecting cellular invasion and escape from the parasitophorous vacuole by different infective forms of Trypanosoma cruzi. Memórias do Instituto Oswaldo Cruz. 98 (7), 953-958 (2003).
  19. de Souza, W., de Carvalho, T. M., Barrias, E. S. Review on Trypanosoma cruzi: Host Cell Interaction. International Journal of Cell Biology. 2010, 295394 (2010).
  20. Burleigh, B. A., Woolsey, A. M. Cell signalling and Trypanosoma cruzi invasion. Cellular Microbiology. 4 (11), 701-711 (2002).
  21. Baqui, M. M. A., Takata, C. S., Milder, R. V., Pudles, J. A giant protein associated with the anterior pole of a trypanosomatid cell body skeleton. European Journal of Cell Biology. 70, 243-249 (1996).
  22. Baqui, M. M., Milder, R., Mortara, R. A., Pudles, J. In vivo and in vitro phosphorylation and subcellular localization of trypanosomatid cytoskeletal giant proteins. Cell Motility and the Cytoskeleton. 47 (1), 25-37 (2000).
  23. Baqui, M. M., De Moraes, N., Milder, R. V., Pudles, J. A giant phosphoprotein localized at the spongiome region of Crithidia luciliae thermophila. Journal of Eukaryotic Microbiology. 47 (6), 532-537 (2000).
  24. Jean-Philippe, J., Paz, S., Caputi, M. hnRNP A1: the Swiss army knife of gene expression. International Journal of Molecular Sciences. 14 (9), 18999-19024 (2013).
  25. Vidarsson, G., Dekkers, G., Rispens, T. IgG subclasses and allotypes: from structure to effector functions. Frontiers in Immunology. 5, 520 (2014).
check_url/62219?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Gachet-Castro, C., Trajano-Silva, L. A. M., Baqui, M. M. A. Double Labeling Immunofluorescence using Antibodies from the Same Species to Study Host-Pathogen Interactions. J. Vis. Exp. (173), e62219, doi:10.3791/62219 (2021).

View Video