Method Article
פיתחנו במבחנה מלריה-HIV-1 שיתוף זיהום מודל ללמוד את ההשפעה של Plasmodium falciparum על מחזור HIV-1 replicative של האדם הנגזרות מונוציטים מקרופאגים ראשוניים. מערכת זו צדדי יכול בקלות להיות מותאם אחרים סוגי התאים העיקריים לסכנת הדבקה ב-HIV-1.
Plasmodium falciparum, הסוכן סיבתי של הטופס הקטלני ביותר של מלריה, נגיף האיידס סוג-1 (HIV-1) הם בין הבעיות הבריאותיות החשובות ביותר ברחבי העולם, להיות אחראי על סך של 4 מיליון מקרי מוות בשנה 1. בשל החפיפה נרחבים שלהם באזורים המתפתחים, בעיקר באפריקה שמדרום לסהרה, עמיתים זיהומים עם מלריה ו-HIV-1 נפוצים, אבל את משחק הגומלין בין שתי המחלות הוא הבין היטב. דיווחים אפידמיולוגיים הראו כי זיהום מלריה זמני משפר HIV-1 שכפול ומגדיל עומס נגיפי HIV-1 ב שיתוף נגועים אנשים 2,3. בגלל viremia זה נשאר גבוה במשך כמה שבועות לאחר טיפול antimalarials, תופעה זו עשויה להיות השפעה על התקדמות המחלה ואת השידור.
מנגנוני החיסונית סלולריים מאחורי תצפיות אלו נחקרו רק בקושי. כמה מחקרים במבחנה investigating את ההשפעה של מלריה ב-HIV-1 הראו כי חשיפה אנטיגנים מלריה מסיסים יכולים להגדיל את ה-HIV-1 זיהום מחדש של תאים חיסוניים. עם זאת, מחקרים אלה השתמשו תמציות תאים שלמים של פ ' falciparum schizont טפילים בשלב ותאי דם היקפיים (mononuclear PBMC), מה שהופך את זה קשה לפענח איזה מרכיב מלריה (ים) היה אחראי על תופעות שנצפו ומה מארחים את התאים היעד היו 4,5. מחקר שנערך לאחרונה הראה כי חשיפה של מונוציטים הנגזרות תאים דנדריטים בשלים על פיגמנט hemozoin מלריה עלה יכולתם להעביר HIV-1 אל התאים CD4 + טי 6,7, אבל זה ירד זיהום HIV-1 של מקרופאגים 8. כדי לשפוך אור על תהליך מורכב זה, ניתוח שיטתי של אינטראקציות בין טפיל המלריה ו-HIV-1 של אוכלוסיות אנושיות שונות הרלוונטיות תאים ראשוניים יש צורך קריטי.
כמה טכניקות לחקור את ההשפעה של HIV-1 על phagocytosis של מיקרואורגניזמים ועל ההשפעה של פתוגנים כאלה על שכפול ה-HIV-1 תוארו. אנחנו כאן להציג שיטה לחקור את ההשפעות של פ ' falciparum נגועים אריתרוציטים על שכפול של HIV-1 של האדם הנגזרות מונוציטים מקרופאגים ראשוניים. ההשפעה של החשיפה טפיל על HIV-1 תעתיק / translational אירועים מנוטר באמצעות וירוסים מחזור יחיד pseudotyped שבו הגן כתב בלוציפראז החליף את הגן Env תוך השפעה על כמות של נגיף שפורסמו על ידי מקרופאגים נגועים נקבע על ידי מדידת HIV-1 החלבון p24 capsid ידי ELISA ב supernatants סלולריים.
הערה: ניסויים עם HIV-1 ו-Plasmodium falciparum חייב להתבצע ברמת בטיחות ביולוגית נאותה במעבדות (BSL2 על טפילים, ו BSL3 ל-HIV-1 ו שיתוף זיהומים) ו זהירות מיוחדת יש לנקוט בעת שימוש בדם אדם נגוע פוטנציאלי.
1. תאים דם היקפיים mononuclear (PBMC) טיהור (בהתבסס על 8 ו 9)
2. מונוציטים הנגזרות המקרופאגים (MDM) התמיינות (בהתבסס על 8 ו 9)
3. ייצור quantitation של HIV-1 מניות ויראלי
4. התרבות של טפילים Plasmodium falciparum (על בסיס 13)
4.1 תרבות תחזוקה כללית של טפילים
4.2 טפיל סינכרון
4.3 Plasmodium falciparum נגועים בתאי דם אדומים (iRBC) טיהור
5. חשיפה של MDM כדי Plasmodium falciparum
6. זיהום של MDM עם replicative לגמרי HIV-1
7. זיהום של MDM עם וירוס יחיד בלוציפראז מחזור קידוד
8. נציג תוצאות
באמצעות מודל שיתוף זיהום שלנו, אנו מראים כי exposurהדואר של פ ' falciparum אל MDM פוחתת הרגישות שלהם זיהום HIV-1. אכן, ירידה משמעותית (p <0.05, 2 דרך ANOVA, יום 12) במהדורה של חלקיקים נגיפיים, כפי שנמדד על ידי חלבון HIV-1 capsid p24 ב supernatant, הוא ציין MDM pretreated עם טפילים (איור 2 א). תצפית זו הוא אישר בתאים נגועים על ידי וירוסים קידוד גנטי בלוציפראז, כתב. זיהום MDM עם וירוסים כאלה מחסה או אקסוגני VSV-G או HIV-1 גליקופרוטאינים מוביל ייצור משמעותית (p <0.05, של סטודנטים מבחן t) בלוציפראז פחות בתאים שנחשפו פ falciparum (איור 2 ב). ראוי לציין כי VSV-G-pseudotyped וירוסים הניבה פעילות בלוציפראז הרבה יותר מאשר עמיתיהם JRFLenv שלהם, וזאת בשל יעילות גבוהה יותר של זיהום VSV-G חלקיקים pseudotyped 15. בהתחשב בכך טפיל התערוכה כדי ההשפעות MDM שני סוגי וירוסים, זה מצביע על כך הוא משפיע על כמה צעד לשעבר הגן הנגיפידיכאון (איור 2 ב). כמו כן, חשוב לציין כי כדאיות התא לא הושפע על ידי MDM התערוכה כדי iRBC (מידע לא מוצג), המציין כי עיכוב ציין ספציפית ולא בשל תמותת תאים.
באיור 1. א) פלייט ערכת לזיהום MDM בווירוס replicative מלא מוק. תאים נגוע. uRBC: תאים שנחשפו נגוע כדוריות דם אדומות. iRBC: תאים שנחשפו Plasmodium falciparum נגועים בתאי דם אדומים. באל: תאים נגועים NL4.3Bal Env באל / uRBC:. התאים נחשפים uRBC ו נגוע NL4.3Bal Env באל / iRBC:.. התאים נחשפים iRBC והודבקו NL4.3Bal Env ב ') ערכת צלחת עם זיהום MDM הנגיף בודד בלוציפראז קידוד מחזור מוק. תאים נגוע. uRBC: תאים שנחשפו נגוע כדוריות דם אדומות. iRBC: תאים שנחשפו Plasmodium falciparum-infected כדוריות דם אדומות. Δenv: תאים נגועים NL4.3 לוק + Env - R + JRFL:. תאים נגועים NL4.3 לוק + Env - R + (JRFL env). VSV-G: תאים נגועים NL4.3 לוק + Env - R + (VSV-G) Δenv / uRBC:.. תאים נחשפים uRBC ו נגוע NL4.3 לוק + Env-R + Δenv / iRBC: תאים שנחשפו iRBC וגם נגוע NL4.3 לוק + Env - R + JRFL / uRBC: תאים שנחשפו uRBC ו נגוע NL4.3 לוק + Env - R + (JRFL env).. JRFL / iRBC: תאים שנחשפו iRBC ו נגוע NL4.3 לוק + Env - R + (JRFL env). vsv-g/uRBC: תאים שנחשפו uRBC ו נגוע NL4.3 לוק + Env - R + (VSV-G): vsv-g/iRBC. התאים נחשפים iRBC ו נגוע NL4.3 לוק + Env - R + (VSV-G).
איור 2. .) השפעת Plasmodium falciparum על ייצור ה-HIV-1 ויראלי MDM MDM נחשפו uRBC או iRBC על יחס 75:1 (uRBC / iRBC: MDM) עבור 4 שעות ורחץ בהרחבה. התאים נדבקו 10ng של NL4.3Bal Env p24 עבור שעות 2. ייצור ויראלי היה פיקוח על ידי ELISA ל-HIV-1 ב supernatant p24 בתא ללא בנקודות זמן שונות לאחר זיהום ויראלי הראשוני. הניסוי נציג מוצג B) השפעת Plasmodium falciparum על שעתוק-1-HIV ויראלי MDM MDM נדבקו uRBC או iRBC על יחס 75:1 (uRBC / iRBC:.. MDM). התאים נדבקו אז עם 10ng של p24 של וירוס מחזור אחד (או NL4.3 לוק + Env - R +, NL4.3 לוק + Env - R + (JRFL env) או NL4.3 לוק + Env - R + (VSV- ז)). הביטוי בלוציפראז הוערך בתא lysates 72 שעות לאחר ההדבקה הראשונית הנגיף. הניסוי נציג מוצג.
הדגמנו כאן שתי גישות שונות לנתח את ההשפעה של טפיל המלריה על מחזור 1-HIV ויראלי, כלומר על ידי ניתוח או ביטוי גנים ויראלי או וירוס הצאצאים ייצור שכפול מונוציטים הנגזרות מקרופאגים. גישות דומות שימשו במשך שני HIV-1-טפיל שיתוף זיהומים 16. עם זאת, אלה הנתונים החדשים הם צעד קדימה בחקירה של מלריה-HIV-1 עמיתים זיהומים. . אכן, Diou ואח' 8 בחן את ההשפעה של hemozoin, טפילים לא חיים, על שכפול HIV-1, בהסכם עם התוצאות שלנו, הם הבחינו כי hemozoin עצמו היה מספיק כדי לדכא ייצור ויראלי ידי MDM, ולא MDMs.
באמצעות פריסת הניסוי המתואר, הבחנו כי פ falciparum מפעיל השפעה מזיקה ברורה על מחזור HIV-1 replicative ב מקרופאגים: עיכוב משמעותי של ייצור ויראלי הוא ציין מקרופאגים מראש שנחשפו טפילים (Figurה 2 א) וכן השפעה מסוימת של הטפיל על שעתוק ויראלי ממחישה 2B איור. עם זאת, אנחנו לא יכולים להשאיר את כל תופעות נוספות של הטפיל על כניסת היתוך או ויראלי (decapsidation) או לאחר שילוב מנגנונים, כגון סינתזה של חלבון או הרכבה החלקיקים ויראלי ניצני. יתר על כן, ייתכן כי השפעה שונה על שכפול HIV-1 היה לקבל אם הטפיל נוספו גם בעת ובעונה אחת או זיהום MDM הבאה עם הנגיף.
שלנו במודל שיתוף זיהום חוץ גופית מספק כלי רב עוצמה כדי לבצע חקירות מפורטות של HIV-1 / פ ' אינטראקציות falciparum של התא המארח. לדוגמה, שילוב של פריסת זה ניסיוני עם טכניקות אחרות, כגון PCR כמותי זמן אמיתי, שיכול למקד ולכמת צעדים ספציפיים retrotranscription ויראלי ואינטגרציה הגנום הנגיפי אל התא המארח הגנום, הם ריאלי למדי, צריך להניב insi נוסףghts לתוך המנגנונים המעורבים שיתוף זיהומים. יתר על כן, מבחני ספציפיות על מנת להעריך הצעדים הראשונים של מחזור נגיפית (ויראלית היתוך, decapsidation, quantitation הכניסה) ניתן ליישם פרוטוקול זה בסיסי עוד יותר לנתח את ההשפעה על שכפול נגיפי. שינויים אלו מראים כמה גמיש פרוטוקול זה הוא בנוגע HIV-1 quantitation זיהוי: אכן, גם תקן ה-HIV-1 הפוכה quantitation מבחני transcriptase באמצעות טריטיום שכותרתו נוקלאוטידים מתקבל על הדעת להחליף את ELISA ל-HIV-1 p24. בנוסף MDM, אנו מצפים המערכת שלנו להיות להתאמה סוגי תאים אחרים הנוגעים ל-HIV-1-מלריה אינטראקציות, כגון מונוציטים ותאים דנדריטיים. העובדה MDM הם תאים חסיד מאפשר מניפולציה שלהם, ומאפשר טיפול קל הכביסה מתוך iRBC שלא היה נלקח, או נמצאים בקשר עם MDM, ללא ביטול כל מקרופאגים. יתרון כזה לא יחול על תאים דנדריטים ומונוציטים, אשר בתרבית ההשעיה, שמסבך את SEparation של iRBC uRBC וחופשי עם תאים כאלה ואנחנו כרגע מענה לבעיה זו. המערכת שלנו יכולה להיות שימושית גם כדי לחקור אינטראקציות מורכבות יותר, כגון ההשפעה של Plasmodium-שנחשפו מונוציטים הנגזרות תאים על מחזור נגיפי HIV-1 בתאים חיסוניים אחרים כגון מסוג CD4 חיובי בתאי T של שיתוף תרבות ניסויים. לבסוף, פרוטוקול שלנו יכול להיות מתאים לניסוי מחפש את ההשפעה של פ ' falciparum iRBCs על הפעלה מחדש ב-HIV-1 PBMC ל-HIV-1 אנשים נגועים.
משפט ואתיקה
האדם PBMC התקבלו בדם של תורמים בריאים, בהתאם להנחיות ועדת אתיקה של המרכז הרפואי המרכז דה l'אוניברסיטת מחקר לאוול. הסכמה בכתב התקבל כל תורמי הדם.
אין ניגוד עניינים הצהיר.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הקנדי למחקר בריאות דרך Catalyst שיתופי זיהומים ועמיתים נלוות גרנט. אריתרוציטים האדם סופקו על ידי הבנק המרכז הרפואי de l'דם מאוניברסיטת לאוול.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | תגובות |
RPMI 1640 | Multicell | 350-000-CL | |
PBS-רעלן פנימי חינם | סיגמא | D8662 | |
FBS | Wisent | 080-150 | חום מובטל על 56 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות |
Accutase | eBiosciences | 00-4555-56 | |
Albumax II | Gibco | 11021-037 | מומס RPMI 1640, פילטר חיטוי |
ההפרדה לימפוציטים בינוני | Multicell | 305-010-CL | |
Luminometer צלחות לבנות | Promega | Z3291 | |
CS מקינטוש ההפרדה columms | Miltenyi ביוטק | 130-041-305 | |
VarioMacs מפריד | Miltenyi ביוטק | 130-090-282 | |
פניצילין / סטרפטומיצין פתרון | Wisent | 450-201-EL | |
D-סורביטול | Sigma-Aldrich | S1876 | |
תא מגרד (25 ס"מ) | Sarstedt | 83.1830 | |
24 ובכן צלחות תרבית תאים | BD פלקון | 353047 | |
150 x 20 מ"מ תרבות צלחת | Sarstedt | 83.1803.003 | |
M-CSF | Genscript | Z02001 | |
HEPES | Sigma-Aldrich | H4034 | |
האדם סרום AB + | עמק ביו רפואית | HP1022 | |
HBSS | Wisent | 311-505-CL | |
גנטמיצין | Sigma-Aldrich | G1397 | |
Hypoxanthine | Sigma-Aldrich | H9636 | |
NaHCO 3 | Sigma-Aldrich | S5761 | |
Assay בלוציפראז מערכת | Promega | E1500 | |
אדם דם תאים אדומים | להשיג מטוהרים מהבנק דם צ'ול. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved