Method Article
Biz geliştirdik In vitro sıtma, HIV-1 ko-enfeksiyon modeli Plasmodium falciparum Insan birincil monosit kökenli makrofajlar HIV-1 replikatif çevrimi. Bu çok yönlü sistem kolayca HIV-1 enfeksiyonu duyarlı diğer birincil hücre tiplerine adapte edilebilir.
Plasmodium falciparum, sıtma ölümcül formu etkeni ve insan immün yetmezlik virüsü tip-1 (HIV-1) yılda 1 4 milyon ölümlerin toplam sorumlu olmak, dünyadaki en önemli sağlık sorunları arasındadır. Özellikle gelişmekte olan bölgelerde, Sahra-altı Afrika'da, sıtma ve HIV-1 ile ortak enfeksiyonları sık görülür, ama iki hastalık arasındaki etkileşim içinde onların geniş örtüşme nedeniyle yeterince bilinmemektedir. Epidemiyolojik raporları sıtma enfeksiyonu geçici HIV-1 replikasyonunu artırır ve co-enfekte kişilerde 2,3 HIV-1 viral yükü artırdığını ileri sürmüşlerdir. Bu viremi antimalaryaller tedavisinden sonra birkaç hafta boyunca yüksek kalır çünkü, bu fenomeni hastalığın ilerlemesini ve şanzıman üzerinde bir etkisi olabilir.
Bu gözlemlerin arkasında hücresel immunolojik mekanizmalar güçlükle çalışılmıştır. In vitro çalışmalar investig içinde birkaçHIV-1 sıtma etkisi ating çözünür sıtma antijenlere maruz bağışıklık hücreleri, HIV-1 enfeksiyonu ve reaktivasyonu artırabilir göstermiştir. Ancak bu çalışmalar P. tam hücre ekstreleri kullanılır falciparum şizont sahne parazitler ve periferik kan mononükleer hücreleri (PBMC), sıtma bileşen (ler) gözlenen etkileri ve ne hedef ana hücreleri 4,5 olduğu için sorumlu olduğu deşifre etmek zorlaşacak. Son çalışmalar bu makrofajların 8 HIV-1 enfeksiyonu azaldığı sıtma pigment hemozoin için olgunlaşmamış monosit türevli dendritik hücreler maruz CD4 + T hücreleri 6,7 HIV-1 aktarabilme yeteneğine arttırdı, ama oldu. Bu karmaşık süreç, sıtma parazit ve farklı ilgili insan birincil hücre popülasyonlarının HIV-1 arasındaki etkileşimin sistematik bir analizini ışık tutacak eleştirel gereklidir.
H etkisini araştırmak için çeşitli tekniklerMikro-organizma fagositozunu ve HIV-1 replikasyon böyle patojenlerin etkisi IV-1 tarif edilmiştir. Burada P. etkilerini araştırmak için bir yöntem sunmak insan birincil monosit kökenli makrofajlar HIV-1 çoğaltma falciparum-enfekte eritrosit. Enfekte makrofajlar tarafından yayımlanan virüs miktarına etkisi ölçülerek belirlenir ise, HIV-1 transkripsiyon / translasyon olayları parazit maruz kalmanın etkisi bir lusiferaz raportör gen Env gen yerini aldığı tek çevrim pseudotyped virüsler kullanılarak izlenir Hücre süpernatanlar ELISA ile p24 HIV-1 kapsid proteini.
Not: HIV-1 ve Plasmodium falciparum ile deneyler uygun biyogüvenlik düzeyi laboratuarlarda yapılmalıdır (parazitler için BSL2 ve BSL3 HIV-1 ve ko-enfeksiyon) ve potansiyel enfekte insan kanı kullanırken özel önlem alınmalıdır.
1. Periferik kan mononükleer hücreleri (PBMC) Arınma (8 ve 9 dayanarak)
2. Monositler-Türetilmiş Makrofajlar (MDM) Farklılaşma (8 ve 9 dayanarak)
3. HIV-1 viral Stoklar Üretim ve kantitasyonu
4. Plasmodium falciparum Parazitler Kültür (13 dayanarak)
Parazitlerin 4.1 Genel kültür ve bakım
4.2 Parazit senkronizasyon
4.3 Plasmodium falciparum bulaşmış kırmızı kan hücreleri (iRBC) arıtma
5.. Plasmodium falciparum için MDM Pozlama
6. Bir Tam Replikatif HIV-1 ile MDM Enfeksiyon
7. Tek Döngü Virüs Kodlama Lusiferaz ile MDM Enfeksiyon
8. Temsilcisi Sonuçlar
Co-enfeksiyon modeli kullanarak, bu exposur göstermekP. e MDM için falciparum HIV-1 enfeksiyonu onların duyarlılık azalır. Gerçekten de, önemli bir azalma (p <0.05; 2 yönlü ANOVA, günde 12) olarak süpernatant HIV-1 p24 kapsid proteini ile ölçülen viral parçacıkların, sürümünde, parazitler (Şekil 2A) ile ön tedavi MDM görülmektedir. Bu gözlem, bir lusiferaz-raportör gen kodlayan virüsler tarafından enfekte olmuş hücrelerin içinde onaylanır. Eksojen VSV-G veya HIV-1 glikoprotein ya barındıran bu tür virüsleri ile MDM enfeksiyonu P. maruz kalan hücrelerdeki düşük (p <0.05, Student t-testi) daha az lusiferaz üretime yol açar falciparum (Şekil 2B). Bu VSV-G-pseudotyped virüsler bunların JRFLenv muadilleri den çok daha büyük lusiferaz aktivitesi vermiştir dikkati çekmektedir; Bu VSV parçacıkları-G pseudotyped 15 arasında daha büyük verimlilik enfeksiyonu nedeniyle. Parazit fuar MDM etkileri virüsler, her iki tür, bu viral gen eski bazı adımı etkilediğini düşündürmektedir göz önüne alındığındapression (Şekil 2B). Bu kadar hücre canlılığı gözlenen inhibisyon hücre ölüm nedeniyle belli değil, belirten, iRBC (veriler gösterilmemiştir) MDM fuar etkilenmedi söz etmek de önemlidir.
Şekil 1.. Tam replikatif virüs MDM enfeksiyonu için) Levha şeması Mock:. Olmayan hücrelerde. uRBC: Enfekte olmayan kırmızı kan hücreleri maruz kalan hücreler. iRBC: Plasmodium falciparum bulaşmış kırmızı kan hücrelerinin maruz kalan hücreler. Bal:. NL4.3Bal env Bal / uRBC ile enfekte hücreler: Hücre uRBC maruz kalan ve NL4.3Bal env Bal / iRBC ile enfekte:.. MDM enfeksiyon için iRBC ve NL4.3Bal env B ile enfekte maruz kalan hücreleri) Levha şeması ile tek çevrim lusiferaz kodlama virüs Mock:. olmayan hücrelerde. uRBC: Enfekte olmayan kırmızı kan hücreleri maruz kalan hücreler. iRBC: hücreleri Plasmodium falciparum-i maruzkırmızı kan hücreleri nfected. Δenv: NL4.3 Luc + Env ile enfekte olmuş hücreler - R + JRFL:. NL4.3 Luc + Env ile enfekte olmuş hücreler - R + (env JRFL). vsv-g: NL4.3 Luc + Env ile enfekte olmuş hücrelerin - R + (vsv-g) Δenv / uRBC:.. hücreleri uRBC maruz kalan ve NL4.3 Luc + Env-R + Δenv / iRBC ile enfekte: hücreleri iRBC maruz ve NL4.3 Luc + Env ile enfekte - R + JRFL / uRBC: uRBC maruz kalan ve NL4.3 Luc + Env ile enfekte olmuş hücrelerin - R + (JRFL env.). JRFL / iRBC: iRBC maruz kalan ve NL4.3 Luc + Env ile enfekte olmuş hücrelerin - R + (JRFL env). vsv-g/uRBC: uRBC maruz kalan ve NL4.3 Luc + Env ile enfekte olmuş hücrelerin - R + (vsv-g) vsv-g/iRBC:. hücreleri iRBC maruz kalan ve NL4.3 Luc + Env ile enfekte - R + (VSV-g).
Şekil 2. . 4 saat MDM) ve yaygın yıkanmış: A MDM HIV-1 viral üretim Plasmodium falciparum ile) Etkisi MDM bir oran 75:1 (uRBC / iRBC az uRBC veya iRBC maruz bırakıldı. Hücreler 2 saat boyunca p24 NL4.3Bal env 10ng ile enfekte edilmiştir. Viral üretimi başlangıç viral enfeksiyon sonrası farklı zaman noktalarında hücre içermeyen yüzer kısım, HIV-1 p24 için ELISA ile takip edildi. . Bir temsilci deney MDM HIV-1 viral transkripsiyon üzerine Plasmodium falciparum B) etkisi gösterilmiştir MDM bir oran 75:1 (uRBC / iRBC az uRBC veya iRBC ile enfekte edildi. MDM). Luc + Env R + (JRFL env) veya NL4.3 - - R +, NL4.3 Luc + Env - Hücreler daha sonra tek çevrim virüs p24 ile 10ng (ya NL4.3 Luc + Env ile enfekte olan R + (vsv- g)). Lusiferaz ifade hücre ilk virüs enfeksiyonunu takiben 72 saat lizatları değerlendirildi. Temsili bir deneyde gösterilmiştir.
Biz viral gen ekspresyonu veya monosit kökenli makrofajlar döl virüs üretim ve çoğaltma ya da analiz ederek, HIV-1 viral döngüsü, yani üzerinde sıtma parazit etkisini analiz etmek için burada iki farklı yaklaşım gösterdik. Bu yaklaşım, diğer HIV-1-parazit co-enfeksiyonların 16 için kullanılmıştır. Ancak, bu yeni veriler sıtma, HIV-1 co-enfeksiyonların soruşturma ileri bir adımdır. . Nitekim, Diou ark 8 HIV-1 çoğaltma hemozoin etkisi, canlı değil parazitler, okudu; bizim sonuçlarımız ile anlaşarak, onlar MDMs hemozoin MDM viral üretimini önlemek için tek başına yeterli olduğu gözlendi, değil.
Açıklanan deney düzeni kullanarak, gözlenen P. falciparum makrofajlarda HIV-1 replikatif döngüsü net bir zararlı etki gösterir: viral üretimin önemli bir inhibisyon makrofajlar parazitleri için önceden maruz görülmektedir (Figüre 2A) ve viral transkripsiyon üzerine parazit belirli bir etkisi Şekil 2B 'de gösterilmiştir. Ancak, viral giriş veya füzyon üzerinde parazit Ek etkileri (decapsidation), ya da protein sentezi veya viral partikül montaj ve tomurcuklanma gibi post-entegrasyon mekanizmalarının üzerinde terk edemez. Dahası, parazit virüs ile de aynı zamanda ya da aşağıdaki MDM enfeksiyon ya da ilave edildi halinde HIV-1 replikasyon üzerinde farklı bir etki elde edilebilir olasıdır.
Bizim in vitro ko-enfeksiyon modelinde HIV-1 / P. detaylı incelemeler gerçekleştirmek için güçlü bir araç sağlar konak hücre içinde falciparum etkileşimleri. Örneğin, hedef ve viral retrotranscription ve konak hücrenin genomu için viral genomun entegrasyon spesifik basamakları ölçmek için niceliksel gerçek zaman PCR, diğer teknikler ile, bu deney düzeni kombinasyonu oldukça mümkün olan ve daha da insi vermelidirco-enfeksiyonları dahil mekanizmalarına ghts. Ayrıca, özel testler ile viral replikasyon üzerindeki etkisini analiz etmek için bu temel protokolü uygulanabilir viral döngüsü (viral füzyon, decapsidation, giriş kantitatif) erken adımları değerlendirmek. Hatta çok standart HIV-1 revers transkriptaz kantitatif testler tasavvur HIV-1 p24 için ELISA yerini alabilir trityum etiketli nükleotidleri kullanarak: Bu değişiklikler bu protokol, HIV-1 kantitatif ve algılama ile ilgili nasıl esnek göstermektedir. MDM ek olarak, bizim sistemin diğer hücre türleri, monositler ve dendritik hücreler gibi HIV-1-sıtma etkileşimleri, ilgili adapte olmasını bekliyoruz. MDM yapışmış olan hücrelerin olması, herhangi bir makrofajlar ortadan kaldırmadan, içinde alınmadığı veya MDM ile temas halinde olduğunu iRBC dışarı yıkama kolay izin veren, onların manipülasyon kolaylaştırır. Böyle bir avantaj se komplike, süspansiyon kültürlenmiştir dendritik hücreler ve monositler için geçerli değildirBu tür hücre ve şu anda bu sorunu ele alıyor ile uRBC ve ücretsiz iRBC elde edilmesine. Sistemimizde, aynı zamanda bu gibi co-kültürü deneylerinde CD4-pozitif T-hücreleri gibi diğer bağışıklık hücreleri, HIV-1 viral döngüsünde Plasmodium-maruz monosit-türetilmiş hücrelerden etkiler gibi daha karmaşık etkileşimler incelemek için yararlı olabilir. Son olarak, iletişim kuralı P. etkisini bakarak deneyler için uygun olabilecek HIV-1 ile enfekte bireyler için PBMC HIV-1 reaktivasyonu üzerine falciparum iRBCs.
Etik beyanı
İnsan PBMC Merkezi Hospitalier de l'Université Laval Araştırma Merkezi Biyoetik Komitesi kurallarına uygun olarak, sağlıklı donörlerin kan elde edildi. Bir yazılı izni tüm kan vericilerden elde edildi.
Çıkar çatışması ilan etti.
Bu çalışma Catalyst Co-enfeksiyonlar ve Co-morbiditeler hibe yoluyla Sağlık Araştırması Kanada Enstitüleri tarafından desteklenmiştir. İnsan eritrosit Merkezi Hospitalier de l'Université Laval kan bankası tarafından temin edildi.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
RPMI 1640 | Çok hücreli | 350-000-CL | |
PBS-endotoksin ücretsiz | Sigma | D8662 | |
FBS | Wisent | 080-150 | 30 dakika boyunca 56 ° C'de ısıyla inaktive edilmiş |
Accutase | eBiosciences | 00-4555-56 | |
Albumax II | Gibco | 11021-037 | RPMI 1640 içinde çözülmüş, filtre ile sterilize |
Lenfosit ayırma orta | Çok hücreli | 305-010-CL | |
Beyaz luminometre plakaları | Promega | Z3291 | |
CS Mac'ler ayırma columms | Miltenyi Biotech | 130-041-305 | |
VarioMacs ayırıcı | Miltenyi Biotech | 130-090-282 | |
Penisilin / streptomisin solüsyonu | Wisent | 450-201-EL | |
D-sorbitol | Sigma-Aldrich | S1876 | |
Hücre kazıyıcı (25 cm) | Sarstedt | 83.1830 | |
24-İyi Hücre Kültür Tabaklar | BD Falcon | 353047 | |
150 x 20 mm kültür kaplarına | Sarstedt | 83.1803.003 | |
M-CSF | Genscript | Z02001 | |
HEPES | Sigma-Aldrich | H4034 | |
İnsan serum AB + | Vadi Biyomedikal | HP1022 | |
HBSS | Wisent | 311-505-CL | |
Gentamisin | Sigma-Aldrich | G1397 | |
Hipoksantin | Sigma-Aldrich | H9636 | |
NaHCO 3 | Sigma-Aldrich | S5761 | |
Lusiferaz Test Sistemi | Promega | E1500 | |
İnsan kırmızı kan hücreleri | Elde edilen Chul kan bankası arınmış. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır