Encellig karakterisering av kalciumtillströmning och HIV-1-infektion med hjälp av en multiparameter optofluidisk plattform

HIV-1 orsakar en kronisk infektion som drabbar mer än 37 miljoner människor över hela världen. Personer som lever med humant immunbristvirus (HIV) upplever komorbiditet relaterad till kronisk inflammation trots antiretroviral behandling. Dessa inflammatoriska signalering har dock inte helt karakteriserats. Rollen av tidiga inträde händelser på aktivering av cellulära signalering händelser och nedströms gen uttryck har inte fångats på encellig nivå. Här beskriver författarna en metod som tillämpar principer för live-cell fluorescensmikroskopi till en automatiserad encellig plattform som kulturer och avbildar celler över användaranpassade tidskurser, vilket möjliggör analys av dynamiska cellulära processer med hög genomströmning. Denna analys kan spåra encellig levande fluorescensmikroskopi av tidiga händelser som omedelbart följer HIV-1-infektion, särskilt tillströmningen av kalcium som åtföljer exponering för viruset och utvecklingen av produktiv infektion med hjälp av ett fluorescerande reportervirus. MT-4-celler är laddade med ett kalciumkänsligt färgämne och odlas i isolerade pennor på en nanofluidisk enhet. De odlade cellerna är infekterade med ett HIV-1-reportervirus (HIV-1 NLCI). Ett fluorescensmikroskop placerat ovanför den nanofluidiska enheten mäter kalciumtillströmningen under en 8-minuters tidskurs efter akut HIV-1-exponering. HIV-1 produktiv infektion mäts i samma celler under ett 4-dagars intervall. Bilddata från dessa tidskurser analyseras för att definiera virus-värdreceptorinteraktioner och signalvägsdynamik. Författarna presenterar ett integrerat, skalbart alternativ till traditionella bildframställningsmetoder med hjälp av en ny optofluidisk plattform som kan sortera, odla, avbilda och automatisera programvara. Denna analys kan mäta kinetiken för händelser under olika förhållanden, inklusive celltyp, agonist eller antagonisteffekt, samtidigt som en rad parametrar mäts. Detta är den första etablerade metoden för nanofluidisk hög genomströmning längsgående encellig kultur och avbildning: Denna teknik kan i stort sett anpassas för att studera cellulära signalering kinetik och dynamiska molekylära interaktioner.