Name: use of shigella flexneri to study autophagy-cytoskeleton interactions
Uploaded: 2014-09-09T18:00:00
Duration: 12 min 52 s
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Il lavoro in laboratorio SM è supportato da un Wellcome Trust Research Career Development Fellowship [WT097411MA].

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Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.

Durante il monitoraggio autofagia e il citoscheletro in vitro utilizzando cellule di coltura tissutale, i protocolli descritti nelle sezioni 1 e 2 possono essere applicati a una vasta gamma di tipi di cellule di coltura di tessuti. Inoltre, per seguire autofagia (ad esempio, ATG8 / LC3 + ve autophagosomes) e citoscheletro (ad es., Le code di actina, gabbie Septin) dinamiche in tempo reale durante l&#39;infezione da Shigella utilizzando l&#39;imaging dal vivo, le cellule di coltura tissutale possono essere trasfettate con GFP, costrutti RFP- o CFP-targhette come descritto in precedenza 7,8. Per aumentare la percentuale di cellule infettate da Shigella (vale a dire, in genere auspicabile per l&#39;analisi in tempo reale se si considera che Shigella può invadere 5-30% delle cellule HeLa a 100:. 1 MOI), aggiungere direttamente 400 ml di Shigella (OD 600 = 0.3 -0.6) alle cellule in 2 ml di MEM (siero-fame) e attendere almeno 1,5 ore dopo l&#39;infezione batterica sufficiente per l&#39;ingresso, la fuga dalla phagosome, replica, auriconoscimento tophagy e Septin ingabbiamento. In alternativa, si può usare il ceppo Shigella M90T Afai che esprime la adesina AfaE e sono molto più alte capacità di invasione nelle cellule epiteliali rispetto al ceppo M90T 28. Da segnalare, il ceppo M90T Afai non è ancora stato testato in vivo utilizzando zebrafish. Lastre di colonie Shigella possono essere mantenuti a 4 ° C per 2-3 giorni e utilizzati per diversi esperimenti. Tuttavia, nel corso del tempo, colonie di Shigella che hanno perso il plasmide di virulenza può anche assorbire il Congo rosso e sembra aver mantenuto il loro plasmide di virulenza. Per questo motivo si consiglia di utilizzare ceppi batterici freschi quando possibile. Quando il monitoraggio della biologia cellulare di infezione in vivo, i protocolli descritti nelle sezioni 3 e 4, uso la linea di tipo selvatico AB zebrafish. Per monitorare Shigella interazioni -leukocyte, linee di zebrafish transgenici possono essere utilizzate, ad esempio, mpx: GFP o lyz: DsRed a Visualize neutrofili 19,29,30 o mpeg1: mCherry per visualizzare macrofagi 19,31. Per visualizzare l&#39;autofagia in vivo, la GFP-Lc3 zebrafish linea transgenica 19,24 può essere utilizzato come descritto nella sezione 3.8. Per perturbare l&#39;autofagia in vivo, la dose efficace morfolino oligonucleotidi deve essere valutata sperimentalmente in base alla sua efficienza di inibire la trascrizione splicing o la traduzione della proteina. Si consiglia di eseguire un esperimento di titolazione e per confermare l&#39;esaurimento mediante RT-PCR (per splice morfolino oligonucleotidi) o mediante SDS-PAGE (per traslazionale morfolino oligonucleotidi) 32. RNA isolamento da embrioni di zebrafish o larve può essere effettuata utilizzando l&#39;estrazione guanidina tiocianato-fenolo-cloroformio. Per estrarre proteine ​​da larve di zebrafish (da 8 a 15 larve / tubo), omogeneizzare meccanicamente con un pestello in 200 microlitri tampone di lisi (1 M Tris, NaCl 5 M, 0,5 M EDTA, 0,01% ottilfenolo ossido di etilene condensate, e inibitore della proteasi). Tubi centrifugare a 19.000 xg a 4 ° C per 15 minuti e trasferire il surnatante in una nuova provetta. Aggiungere tampone Laemmli e riscaldare il campione a 95 ° C per 15 min. Lisati possono essere conservati a -80 ° C fino al momento, e possono essere valutati mediante Western blotting come descritto nella sezione 2.3. Il pesce zebra è un modello eccellente per applicazioni in vivo di droga. Analisi mediante oligonucleotidi morpholino può essere integrata con farmaci stabiliti per manipolare autofagia (ad esempio, rapamicina e bafilomycin). Larve non infette e / o infetti può essere trattata con rapamicina (1,5 mM) o bafilomycin (80 nM) diluito in E2 e flusso autofagica può essere valutata mediante Western blotting come descritto in 25,33. La conseguenza della manipolazione autofagia sul risultato dell&#39;infezione e la sopravvivenza delle larve infetto può essere valutata come descritto nella sezione 3.5. Oltre allo studio della cellula ospitedeterminanti, in vitro ed in vivo protocolli possono essere applicati per valutare i determinanti batterici necessari per il riconoscimento autofagia, utilizzando ceppi mutanti batterici che sono differenzialmente riconosciute da autofagia, ad es., Shigella ΔicsA (la proteina Shigella IcsA recluta N-WASP e poi Arp2 / 3 per actina coda e formazione gabbia Septin, in sua assenza, non ci possono essere code di actina, senza gabbie Septin) e ShigellaΔicsB (Shigella evita la risposta autofagica tramite la proteina batterica ICSB effettrici, che impedisce l&#39;assunzione di macchinari autofagia per IcsA, in sua assenza ci possono essere più gabbie Septin, più autofagia) 7,8. Shigella non è un patogeno naturale di zebrafish e cresce in modo ottimale a 37 ° C. Tuttavia, il lavoro ha dimostrato che i fattori di virulenza necessari per Shigella invasione, fuggire dal vacuolo di fagocitosi e la replica nel cytosol può essere espresso e sono funzionali in larve di zebrafish a 28 ° C 19. 28 ° C è la temperatura più comunemente usato per l&#39;allevamento zebrafish e temperatura standard per garantire lo sviluppo di zebrafish normale 23. Sorprendentemente, i principali eventi patogenetici che portano alla shigellosi negli esseri umani (cioè, la morte cellulare dei macrofagi, invasione e moltiplicazione all&#39;interno delle cellule epiteliali, la diffusione cellula-cellula, distruzione infiammatoria del dell&#39;epitelio ospitante) sono fedelmente riprodotti nel modello di zebrafish di infezione da Shigella 19. Autofagia e citoscheletro geni sono espressi ubiquitariamente e hanno una vasta gamma di funzioni biologiche. Studi hanno dimostrato che mouse knockout di autofagia essenziali 26 o Septin geni 5 sono embrionale letale, ed è probabile che alcuni di questi geni sarà anche essenziale per lo sviluppo di zebrafish (anche se questo problema può essere ridotto dal fatto che il pesce zebra hanno molteplicigeni paraloghi 33). Se è così, ci sono diverse alternative per superare questo problema, tra cui (i) l&#39;uso di reagenti farmacologiche per regolare l&#39;autofagia e il citoscheletro, (ii) Morpholinos possono essere titolati in basso, (iii) knockout di geni può essere progettato solo per specifica cella tipi, e / o (iv) geni coinvolti nel riconoscimento autofagica che non sono essenziali per lo sviluppo degli animali (ad es., P62) possono essere mirati. Mentre il pesce zebra è un sistema modello ideale per studiare l&#39;autofagia e il citoscheletro durante l&#39;infezione Shigella, strumenti molecolari attualmente mancano. Il campo ha bisogno di generare nuovi strumenti e cellulare in auto specifica espressione delle proteine ​​di interesse. Per abbattere l&#39;espressione di geni dell&#39;autofagia / citoscheletro, nuove sequenze morpholino sono necessari, e di nuovi metodi per l&#39;ingegneria del genoma (ad esempio, TALEN, CRISPR / Cas9) possono anche essere utilizzati. Nel frattempo, diversi strumenti precedentemente generati per gli studi umani o del mousepossono ugualmente funzionare per zebrafish. I batteri intracellulari S. flexneri è emerso come un organismo modello eccezionale per affrontare le questioni fondamentali in biologia, tra cui la capacità dei batteri di essere riconosciuto dal 1,2 del sistema immunitario. La cellula ospite impiega septins per limitare la motilità di S. flexneri e la loro destinazione ad autofagia, una componente critica di cellule dell&#39;immunità autonoma 7,8. Queste osservazioni suggeriscono un nuovo quadro molecolare per studiare l&#39;autofagia e la sua capacità di degradare batteri citosolici. Una questione importante è ora quello di decifrare pienamente gli eventi molecolari e cellulari alla base, e per convalidare questi eventi analizzati in vitro durante l&#39;infezione batterica in vivo su modelli animali pertinenti. A tal fine, il pesce zebra è stato stabilito come un nuovo ospite prezioso per l&#39;analisi di S. infezione flexneri 19. Le interazioni tra batteri e cellule ospiti possono essere esposte ad alta risoluzione, eil modello di zebrafish dovrebbe rivelarsi utile per comprendere la biologia cellulare di infezione Shigella in vivo. Larve Zebrafish può essere utilizzato per studiare il ruolo dell&#39;autofagia batterica in difesa ospite, e il lavoro ha dimostrato che la perturbazione di autofagia può influenzare negativamente la sopravvivenza di accoglienza in risposta alle infezioni Shigella 19. Le osservazioni generate dallo studio di Shigella, Septin ingabbiamento e autofagia in vitro utilizzando colture cellulari e in vivo utilizzando larve di zebrafish potrebbe fornire progressi fondamentali nella comprensione difesa ospite. Si potrebbe anche suggerire lo sviluppo di nuove strategie volte a combattere le malattie infettive. Un obiettivo fondamentale di questo rapporto è quello di dare un senso degli eventi molecolari e cellulari analizzati in vitro (cioè, l&#39;autofagia, code di actina, Septin ingabbiamento) durante l&#39;infezione batterica in vivo, nel contesto di un entorganismo ire, utilizzando larve di zebrafish. Se non ha familiarità con la biologia e la manipolazione zebrafish, si può fare riferimento ai protocolli di profondità per un corretto allevamento zebrafish 23 e in analisi in vivo di infezione zebrafish 19,35.

Shigella flexneri, un batterio enteropatogena invasivo Gram-negativi, può sfuggire phagosomes al citosol, e polimerizzare il citoscheletro di actina host per eludere le risposte immunitarie citosoliche e promuovere intra e intercellulare movimento 1,2. Nonostante la comprensione della motilità actina-base in vitro 3,4, i meccanismi che limitano la diffusione dei batteri in vivo non sono state completamente definite. Questo è fondamentale per una comprensione più completa di immunità innata e difesa ospite. Septins, una famiglia altamente conservata di proteine ​​tra i metazoi, sono guanosina trifosfato (GTP) -binding proteine ​​che si assemblano in complessi etero-oligomeriche e formano filamenti polari che si associano con le membrane cellulari e il citoscheletro 5,6. Studi recenti hanno scoperto che le cellule ospiti infette possono impedire Shigella motilità actina base da batteri compartimentazione mirati a autophFOXG dentro &quot;gabbie Septin&quot;, rivelando il primo meccanismo cellulare che contrasta la motilità actina base 7,8. Un campo spalancato di indagine ora si trova in &#39;biologia Septin e infezioni&#39;. Montaggio Septin, indotta da una varietà di agenti patogeni (ad esempio, Listeria monocytogenes 7,9,10, Mycobacterium marinum 7,8, Candida albicans 11), potrebbe emergere come una questione chiave in difesa ospite 5,12. L&#39;autofagia, un processo di degradazione intracellulare altamente conservata, è visto come una componente chiave della immunità cellulo-autonoma a causa della sua capacità di fornire i batteri citosol al lisosoma 13,14. Tuttavia, il ruolo dell&#39;autofagia batterica in vivo per limitare o promuovere la replicazione batterica rimane poco compresa 15,16. Il pesce zebra (Danio rerio) è emerso come un modello vertebrato per lo studio delle infezioni perché è otticamente accessibilinelle fasi larvali quando il sistema immunitario innato è già funzionante 17,18. Un recente lavoro ha caratterizzato la suscettibilità delle larve di zebrafish a S. flexneri, un paradigma per autofagia batterica 15, ed ha utilizzato il modello di infezione -zebrafish Shigella per studiare la manipolazione di autofagia per la terapia antibatterica in vivo 19. Questo rapporto fornisce nuovi strumenti e saggi per studiare S. interazioni flexneri con autofagia e il citoscheletro. In una prima fase, i protocolli per monitorare le interazioni autofagia-citoscheletro vengono descritte utilizzando infezione Shigella della linea di cellule epiteliali umane HeLa. Per valutare il ruolo delle interazioni autofagia-citoscheletro sul processo di infezione Shigella in vitro, i metodi per manipolare l&#39;autofagia e componenti del citoscheletro (utilizzando siRNA o reagenti farmacologici) sono forniti. Nuovo lavoro ha dimostrato che utilizzando Shigella infezione of larve zebrafish, saggi simili può essere applicato per studiare la biologia cellulare di infezione in vivo. Protocolli per la preparazione e infettare zebrafish larve sono dettagliati, e di valutare la risposta dell&#39;ospite alle infezioni Shigella in vivo, i protocolli per determinare la sopravvivenza host e carica batterica delle larve infette sono forniti. Metodi per monitorare l&#39;assunzione di Septin e autofagia marcatori per Shigella (utilizzando larve di zebrafish fisso o vivente) e metodi per testare il ruolo di questi processi in vivo [utilizzando oligonucleotidi morpholino (iniettati in 1-4 embrioni stadio delle cellule) o reagenti farmacologici ( aggiunto direttamente all&#39;acqua del bagno zebrafish)] vengono anche discussi. Questo programma di lavoro dovrebbe fornire informazioni sui meccanismi necessari per il controllo dell&#39;infezione da risposte ospitanti citosolici.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="771">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:240px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Bafilomycin A1</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>B1793&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Blebbistatin</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>B0560</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Borosilicate glass microcapillars&#160;</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>30038</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Coarse manual manipulator&#160;</td>
			<td>Narishige</td>
			<td style="width:119px;">M-152</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cytochalasin D</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">C6762</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">4&#39;,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)</td>
			<td style="width:240px;">Molecular Probes</td>
			<td style="width:119px;">D1306</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Dumont #5 fine tweezers</td>
			<td style="width:240px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11254-20</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Forchlorfeneuron&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">32974</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Goat anti-mouse IgG (H+L) antibody</td>
			<td style="width:240px;">Molecular Probes</td>
			<td style="width:119px;">N/A&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Goat ant-rabbit IgG (H+L) antibody</td>
			<td style="width:240px;">Molecular Probes</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">JetPEI transfection reagent</td>
			<td style="width:240px;">Polyplus transfection</td>
			<td style="width:119px;">101-01N</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Latrunculin B</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">L5288</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">LC3 antibody</td>
			<td style="width:240px;">Novus Biologicals</td>
			<td style="width:119px;">NB100-2220</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Low melting agarose</td>
			<td style="width:240px;">Promega</td>
			<td style="width:119px;">V2111</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">MatTek glass bottom dish</td>
			<td style="width:240px;">MatTek corporation</td>
			<td style="width:119px;">P35G-1.0-14</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MEM plus L-alanyl-L-glutamine&#160;</td>
			<td style="width:240px;">GIBCO</td>
			<td style="width:119px;">41090028</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">MEM non-essential amino acids solution</td>
			<td style="width:240px;">GIBCO</td>
			<td style="width:119px;">11140-035</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microinjector&#160;</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>IM-300</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micropipette puller device&#160;</td>
			<td>Sutter Instrument Co., Novato,</td>
			<td>P-87&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Mineral oil</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P35G-1.0-14</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Monoclonal anti-tubulin, acetylated antibody&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">T6793</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nocodazole</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">M1404</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N-phenylthiourea&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P7629</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Paraformaldehyde</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">158127</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phalloidin&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Molecular Probes</td>
			<td>A12379</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Phenol red solution</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P0290</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Protease inhibitor cocktail</td>
			<td style="width:240px;">Roche</td>
			<td style="width:119px;">4693116001</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:412px;">p62/SQSTM1 antibody</td>
			<td style="width:240px;">Cliniscience</td>
			<td style="width:119px;">PM045</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rapamycin</td>
			<td style="width:240px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">R8781</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Sodium pyruvate</td>
			<td style="width:240px;">GIBCO</td>
			<td style="width:119px;">11360039</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">Transfection reagent</td>
			<td style="width:240px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">12252-011</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vectashield hard set mounting medium containing DAPI&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Vector Laboratories</td>
			<td style="width:119px;">H-1500&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

use of shigella flexneri to study autophagy-cytoskeleton interactions

Shigella flexneri è un patogeno intracellulare che può sfuggire da phagosomes per raggiungere il citosol, e polimerizzare l&#39;host citoscheletro di actina per promuovere la sua motilità e la diffusione. Nuovo lavoro ha dimostrato che le proteine ​​coinvolte nella motilità base di actina-sono anche legati ad autofagia, un processo di degradazione intracellulare cruciale per l&#39;immunità delle cellule autonome. Sorprendentemente, cellule ospiti possono impedire a base actina-motilità di S. flexneri da compartimenti batteri all&#39;interno Septin &#39;gabbie&#39; e mira a autofagia. Queste osservazioni indicano che una comprensione più completa di septins, una famiglia di proteine ​​leganti il ​​GTP filamentosi, fornirà nuove intuizioni nel processo di autofagia. Questo rapporto descrive i protocolli per monitorare le interazioni autofagia-citoscheletro causate da S. flexneri in vitro utilizzando cellule di coltura di tessuti e in vivo utilizzando larve di zebrafish. Questi protocolli consentono indagini di mechanis intracellularims che controllano la diffusione batterica a livello dell&#39;organismo molecolare, cellulare, e tutto.

Su infezione di cellule di coltura dei tessuti in vitro, S. flexneri può fuoriuscire dalla phagosome e invadere il citosol. Nel citosol, cellule ospiti possono impedire la motilità actina-base di Shigella da compartimenti batteri all&#39;interno gabbie Septin (Figura 1A). I batteri intrappolati da gabbie Septin possono anche essere etichettati con marcatori autofagia p62 (Figura 1B) e LC3 (Figura 1C). Queste osservazioni mettono in luce un nuovo meccanismo di difesa dell&#39;ospite che limita la diffusione di agenti patogeni invasivi, e rivelano anche nuovi collegamenti tra autofagia e il citoscheletro. Sorprendentemente, l&#39;esaurimento dei marcatori autofagia riduce significativamente Septin ingabbiamento di batteri (Figura 2A), e il lavoro ha anche dimostrato che la deplezione di Septin ingabbiamento riduce significativamente l&#39;assunzione di marcatori di autofagia 8. Così, almeno nel caso di Shigella, Septin gruppo telaio e formatio dell&#39;autofagosoman può essere visto come processi interdipendenti. Altri requisiti cellulari per compartimentalizzazione di Shigella da gabbie Septin includono polimerizzazione e l&#39;attività actomiosina (Figura 2B). Non esiste un modello naturale topo di shigellosi, e ricerca di Shigella patogenesi, Septin biologia e autofagia batterica in vivo possono beneficiare di un nuovo modello animale di infezione, le larve zebrafish 19. E &#39;possibile infettare larve zebrafish iniettando batteri in varie sedi anatomiche come iniezioni endovenose caudale per esperimenti di sopravvivenza, e iniezioni muscolari coda per microscopia in vivo (Figura 3A). A seconda della dose, S. flexneri iniettato in larve di zebrafish può o essere cancellata entro 48 ore dopo l&#39;infezione, o può provocare una infezione progressiva e infine fatale (Figure 3B - 3D). Shigella virulenza factors sono espresse a 28 ° C, la temperatura di crescita ottimale di zebrafish, e l&#39;infezione da Shigella zebrafish è strettamente dipendente il proprio sistema di secrezione di tipo III (T3SS) 19, un determinante virulenza essenziale nella malattia umana. Nel loro insieme, queste osservazioni indicano che la larva zebrafish rappresenta un nuovo host valido per l&#39;analisi in vivo di infezione da Shigella. L&#39;accessibilità ottica di larve di zebrafish permette la visualizzazione di Septin ingabbiamento in vivo (Figura 4A), un risultato che non è mai stato realizzato utilizzando modelli ospitanti mammiferi. Per completare la prova che le gabbie Septin intrappolano i batteri mirati per autofagia in vivo, si può infettare larve di zebrafish transgenici che esprimono GFP-Lc3 e osservare marcatore autofagia reclutamento Shigella (Figura 4B). Per l&#39;analisi ultrastrucutral di autofagosomi Shigella in vivo, ELmicroscopia ECTRON può essere usato per mostrare chiaramente il sequestro citosolica dei batteri da vacuoli doppia membrana 19. L&#39;autofagia è visto come una componente chiave della immunità cellulo-autonomo e un meccanismo fondamentale di difesa contro i batteri intracytosolic 14-16. Per caratterizzare la funzione autofagia in vivo, P62 morfolino trattati con larve di zebrafish può essere utilizzato. A differenza delle macchine nucleo autofagia [ad es., 36 autofagia relative proteine ​​(ATGS) 26], P62 non è essenziale per lo sviluppo dei vertebrati 27 e quindi larve di zebrafish può svilupparsi normalmente prima infezione. Sorprendentemente, larve P62-impoverito inoculati con S. risultato flexneri in modo significativo aumento della mortalità e aumento della carica batterica 19. In accordo con il lavoro in vitro dimostrano che l&#39;assemblaggio della gabbia Septin è interdipendente con la formazione dell&#39;autofagosoma 7,8, Septin reclutamento di Shigella è chiaramente ridotta in larve p62-impoverito ( <strong&gt; Figura 4C). Questi dati dimostrano che la sopravvivenza zebrafish dipende da p62-mediata autofagia per controllare l&#39;infezione batterica intracellulare. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51601/51601fig1highres.jpg" width="500" /> Figura 1 La gabbia Septin in vitro. (A) cellule HeLa sono state infettate con S. flexneri per 4 ore 40 min, fisso, etichettato con anticorpi anti SEPT9 e falloidina, e ripreso da microcopy confocale. Bar Scala, 1 micron. (B), le cellule HeLa sono state infettate con S. flexneri per 4 ore 40 min, fisso, etichettato con anticorpi anti-p62 e SEPT2, e ripreso al microscopio ottico a fluorescenza. Bar Scala, 1 micron. Cellule (C) HeLa sono state trasfettate con GFP-ATG8 / LC3, infettati con S. flexneri per 4 ore 40 min, fisso, marcato con anticorpi anti SEPT2, e ripreso da Mi fluorescentimicroscopia. Bar Scala, 1 micron. Questi dati sono stati modificati da Mostowy et al 7. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51601/51601fig2highres.jpg" width="500" /> Figura 2. requisiti cellulari per Shigella formazione gabbia -septin. (A) cellule HeLa sono stati trattati con il controllo (CTRL), p62, ATG5, ATG6 o ATG7 siRNA. Lisati Whole-cellulari di siRNA-trattate sono state immunoblotted per GAPDH, p62, ATG5, ATG6, o ATG7 per mostrare l&#39;efficienza dei siRNA esaurimento (in alto). cellule trattate con siRNA sono stati infettati con S. flexneri per 4 ore 40 min, fisso, ed etichettati per la microscopia quantitativa. Grafici (in basso) rappresentano la media ± SEM% di Shigella dentro gabbie SEPT2 da n ≥3 esperimenti per il trattamento. (B) cellule HeLa sono state infettate con S. flexneri, trattati con DMSO, citocalasina D (CytD), latrunculin B (LATB), nocodazole (Noco), o blebbistatin (Bleb) e dopo 4 ore 40 minuti sono stati fissati ed etichettati per la microscopia quantitativa. I grafici rappresentano la media ± SEM% di Shigella dentro gabbie SEPT2 da due esperimenti indipendenti per ogni trattamento. Questi dati sono stati modificati da Mostowy et al 7. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51601/51601fig3highres.jpg" width="500" /> Figura 3 Il modello di zebrafish di infezione Shigella. (A) Immagini per illustrare l&#39;orientamento della larva di zebrafish allo stereomicroscopio. (Pannello di sinistra) Zebrafish larve 72 ore dopo la fecondazione sono stati posizionati lateralmente nella piastra di iniezione con il loro lato dorsale rivolta verso l&#39;ago di iniezione. Infezione (pannello centrale) Flusso sanguigno è stata eseguita da injette i batteri (soluzione rossa) nella vena caudale, posteriormente all&#39;apertura urogenitale. (Pannello di destra) Infezione nel muscolo coda è stata eseguita iniettando i batteri (soluzione rossa) nel corso di un somite. (B) Le curve di sopravvivenza di 72 ore dopo la fecondazione larve iniettati con varie dosi di S. flexneri e incubato a 28 ° C per 48 ore dopo l&#39;infezione. L&#39;inoculo efficace è stato classificato come basso (&lt;10 3 CFU, cerchi aperti), medio (~ 4 x 10 3 CFU, triangoli aperti) o alto (~ 10 4 CFU, piazze). Media% ± SEM (barre orizzontali) da n ≥3 esperimenti per classe inoculo. (C) Enumerazione di batteri vivi in omogenati da larve individuo in tempi diversi dopo l&#39;infezione rilevata dalla placcatura su LB. Nota, solo le larve sopravvissute l&#39;infezione sono inclusi nell&#39;analisi di enumerazione. Media ± SEM (barre orizzontali) anche mostrato. (D) Distribuzione di GFP Shigella determinato daimmagini dal vivo utilizzando uno stereomicroscopio a fluorescenza in vari momenti dopo l&#39;infezione con un basso, medio, o inoculo ad alte dosi (iniezioni endovenose caudale). Sovrapposizione immagine di trasmissione (grigio) e fluorescenza GFP (verde) (B) di -. (D) Questi dati sono stati modificati da Mostowy et al 19. <img alt="Figura 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51601/51601fig4highres.jpg" width="500" /> Figura 4 La biologia cellulare di infezione Shigella in vivo. (A) larve Zebrafish sono stati infettati nel muscolo coda con GFP Shigella (basso dosaggio) per 24 ore, fissa, marcato con anticorpi contro SEPT7 (rosso) e di GFP (green ), e ripreso al microscopio confocale. Bar Scala, 5 micron. (B) GFP-Lc3 larve di zebrafish sono stati infettati con mCherry- Shigella (media della dose) per4 ore, fissa, marcato con anticorpi contro mCherry (rosso) e di GFP (verde), e ripreso al microscopio confocale. . Bar Scala, 1.5 micron (C) larve Zebrafish trattati sia con controllo (CTRL; immagine a sinistra) o p62 (immagine a destra) Morpholinos sono stati infettati con GFP Shigella per 4 ore (media della dose), fissa, marcato con anticorpi contro SEPT7 ( rosso) e per GFP (verde), e ripreso al microscopio confocale. Le frecce evidenziano alcuni esempi di Shigella intrappolate in gabbie Septin (CTRL) o non (p62 esaurita) un post infezione 4 ore. Bar Scala, 5 micron. Questi dati sono stati modificati da Mostowy et al 19.

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Use of Shigella flexneri to Study Autophagy-Cytoskeleton Interactions

Per contrastare la diffusione degli agenti patogeni, le cellule ospiti riorganizzano il loro citoscheletro a compartimenti stagni batteri e indurre l&#39;autofagia. Utilizzando Shigella infezione di cellule di coltura di tessuti, di accoglienza e di determinanti patogeni alla base di tale processo sono identificati e caratterizzati. Utilizzando modelli di zebrafish di infezione Shigella, il ruolo di molecole e meccanismi scoperti sono indagato in vivo.

Uso di<em&gt; Shigella flexneri</em&gt; Per studiare le interazioni autofagia-Citoscheletro

Shigella flexneri is an intracellular pathogen that can escape from phagosomes to reach the cytosol, and polymerize the host actin cytoskeleton to promote ...

use-of-shigella-flexneri-to-study-autophagy-cytoskeleton-interactions

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Use of Shigella flexneri to Study Autophagy-Cytoskeleton Interactions

Use of an Optical Trap for Study of Host-Pathogen Interactions for Dynamic Live Cell Imaging

Dynamic live cell imaging allows direct visualization of real-time interactions between cells of the immune system1, 2; however, the lack of spatial and temporal control between the phagocytic cell and microbe has rendered focused observations into the initial interactions of host response to pathogens difficult. Historically, intercellular contact events such as phagocytosis3 have been imaged by mixing two cell types, and then continuously scanning the field-of-view to find serendipitous intercellular contacts at the appropriate stage of interaction. The stochastic nature of these events renders this process tedious, and it is difficult to observe early or fleeting events in cell-cell contact by this approach. This method requires finding cell pairs that are on the verge of contact, and observing them until they consummate their contact, or do not. To address these limitations, we use optical trapping as a non-invasive, non-destructive, but fast and effective method to position cells in culture.
Optical traps, or optical tweezers, are increasingly utilized in biological research to capture and physically manipulate cells and other micron-sized particles in three dimensions4. Radiation pressure was first observed and applied to optical tweezer systems in 19705, 6, and was first used to control biological specimens in 19877. Since then, optical tweezers have matured into a technology to probe a variety of biological phenomena8-13.
We describe a method14 that advances live cell imaging by integrating an optical trap with spinning disk confocal microscopy with temperature and humidity control to provide exquisite spatial and temporal control of pathogenic organisms in a physiological environment to facilitate interactions with host cells, as determined by the operator. Live, pathogenic organisms like Candida albicans and Aspergillus fumigatus, which can cause potentially lethal, invasive infections in immunocompromised individuals15, 16 (e.g. AIDS, chemotherapy, and organ transplantation patients), were optically trapped using non-destructive laser intensities and moved adjacent to macrophages, which can phagocytose the pathogen. High resolution, transmitted light and fluorescence-based movies established the ability to observe early events of phagocytosis in living cells. To demonstrate the broad applicability in immunology, primary T-cells were also trapped and manipulated to form synapses with anti-CD3 coated microspheres in vivo, and time-lapse imaging of synapse formation was also obtained. By providing a method to exert fine spatial control of live pathogens with respect to immune cells, cellular interactions can be captured by fluorescence microscopy with minimal perturbation to cells and can yield powerful insight into early responses of innate and adaptive immunity.

A method is described to individually select, manipulate, and image live pathogens using an optical trap coupled to a spinning disk microscope. The optical trap provides spatial and temporal control of organisms and places them adjacent to host cells. Fluorescence microscopy captures dynamic intercellular interactions with minimal perturbation to cells.

L&#39;uso di una trappola ottica per lo Studio delle interazioni ospite-patogeno per Dynamic Imaging Live Cell

Dynamic live cell imaging allows direct visualization of real-time interactions between cells of the immune system1, 2; however, the lack of spatial and ...

Ricerca

Immunologia e infezioni

Use of the EpiAirway Model for Characterizing Long-term Host-pathogen Interactions

Nontypeable Haemophilus influenzae (NTHi) are human-adapted Gram-negative bacteria that can cause recurrent and chronic infections of the respiratory mucosa 1; 2. To study the mechanisms by which these organisms survive on and inside respiratory tissues, a model in which successful long-term co-culture of bacteria and human cells can be performed is required. We use primary human respiratory epithelial tissues raised to the air-liquid interface, the EpiAirway model (MatTek, Ashland, MA). These are non-immortalized, well-differentiated, 3-dimensional tissues that contain tight junctions, ciliated and nonciliated cells, goblet cells that produce mucin, and retain the ability to produce cytokines in response to infection. 
This biologically relevant in vitro model of the human upper airway can be used in a number of ways; the overall goal of this method is to perform long-term co-culture of EpiAirway tissues with NTHi and quantitate cell-associated and internalized bacteria over time. As well, mucin production and the cytokine profile of the infected co-cultures can be determined. This approach improves upon existing methods in that many current protocols use submerged monolayer or Transwell cultures of human cells, which are not capable of supporting bacterial infections over extended periods3. For example, if an organism can replicate in the overlying media, this can result in unacceptable levels of cytotoxicity and loss of host cells, arresting the experiment. The EpiAirway model allows characterization of long-term host-pathogen interactions. Further, since the source for the EpiAirway is normal human tracheo-bronchial cells rather than an immortalized line, each is an excellent representation of actual human upper respiratory tract tissue, both in structure and in function4.
For this method, the EpiAirway tissues are weaned off of anti-microbial and anti-fungal compounds for 2 days prior to delivery, and all procedures are performed under antibiotic-free conditions. This necessitates special considerations, since both bacteria and primary human tissues are used in the same biosafety cabinet, and are co-cultured for extended periods.

This method allows characterization of extended bacterial co-culture with EpiAirways, primary human respiratory epithelial tissue grown at the air-liquid interface, a biologically relevant in vitro model. The approach can be used with any microbe that is amenable to long-term co-culture.

L&#39;uso del Modello EpiAirway per Caratterizzare a lungo termine interazioni ospite-patogeno

Nontypeable Haemophilus influenzae  (NTHi) are human-adapted Gram-negative bacteria that can cause recurrent and chronic infections of the respiratory ...

Use of Galleria mellonella as a Model Organism to Study Legionella pneumophila Infection

Legionella pneumophila, the causative agent of a severe pneumonia named Legionnaires&#39; disease, is an important human pathogen that infects and replicates within alveolar macrophages. Its virulence depends on the Dot/Icm type IV secretion system (T4SS), which is essential to establish a replication permissive vacuole known as the Legionella containing vacuole (LCV). L. pneumophila infection can be modeled in mice however most mouse strains are not permissive, leading to the search for novel infection models. We have recently shown that the larvae of the wax moth Galleria mellonella are suitable for investigation of L. pneumophila infection. G. mellonella is increasingly used as an infection model for human pathogens and a good correlation exists between virulence of several bacterial species in the insect and in mammalian models. A key component of the larvae&#39;s immune defenses are hemocytes, professional phagocytes, which take up and destroy invaders. L. pneumophila is able to infect, form a LCV and replicate within these cells. Here we demonstrate protocols for analyzing L. pneumophila virulence in the G. mellonella model, including how to grow infectious L. pneumophila, pretreat the larvae with inhibitors, infect the larvae and how to extract infected cells for quantification and immunofluorescence microscopy. We also describe how to quantify bacterial replication and fitness in competition assays. These approaches allow for the rapid screening of mutants to determine factors important in L. pneumophila virulence, describing a new tool to aid our understanding of this complex pathogen.

Use of Galleria mellonella as a Model Organism to Study Legionella pneumophila Infection

The larva of the wax moth Galleria mellonella was recently established as an in vivo model to study Legionella pneumophila infection. Here, we demonstrate fundamental techniques to characterize the pathogenesis of Legionella in the larvae, including inoculation, measurement of bacterial virulence and replication as well as extraction and analysis of infected hemocytes.

Uso di<em&gt; Galleria mellonella</em&gt; Come organismo modello per studiare<em&gt; Legionella pneumophila</em&gt; Infezione

Legionella pneumophila, the causative agent of a severe pneumonia named Legionnaires&#39; disease, is an important human pathogen that infects and ...

Evaluation of the Efficacy And Toxicity of RNAs Targeting HIV-1 Production for Use in Gene or Drug Therapy

Small RNA therapies targeting post-integration steps in the HIV-1 replication cycle are among the top candidates for gene therapy and have the potential to be used as drug therapies for HIV-1 infection. Post-integration inhibitors include ribozymes, short hairpin (sh) RNAs, small interfering (si) RNAs, U1 interference (U1i) RNAs and RNA aptamers. Many of these have been identified using transient co-transfection assays with an HIV-1 expression plasmid and some have advanced to clinical trials. In addition to measures of efficacy, small RNAs have been evaluated for their potential to affect the expression of human RNAs, alter cell growth and/or differentiation, and elicit innate immune responses. In the protocols described here, a set of transient transfection assays designed to evaluate the efficacy and toxicity of RNA molecules targeting post-integration steps in the HIV-1 replication cycle are described. We have used these assays to identify new ribozymes and optimize the format of shRNAs and siRNAs targeting HIV-1 RNA. The methods provide a quick set of assays that are useful for screening new anti-HIV-1 RNAs and could be adapted to screen other post-integration inhibitors of HIV-1 replication.

Methods to evaluate the efficacy and toxicity of RNA molecules targeting post-integration steps of the HIV-1 replication cycle are described. These methods are useful for screening new molecules and optimizing the format of existing ones.

Valutazione della efficacia e la tossicità degli RNA targeting HIV-1 Produzione per l&#39;uso in gene terapia farmacologica

Small RNA therapies targeting post-integration steps in the HIV-1 replication cycle are among the top candidates for gene therapy and have the potential ...

Creation of a Dense Transposon Insertion Library Using Bacterial Conjugation in Enterobacterial Strains Such As Escherichia Coli or Shigella flexneri

Transposon mutagenesis is a method that allows gene disruption via the random genomic insertion of a piece of DNA called a transposon. The protocol below outlines a method for high efficiency transfer between bacterial strains of a plasmid harboring a transposon containing a kanamycin resistance marker. The plasmid-borne transposase is encoded by a variant tnp gene that inserts the transposon into the genome of the recipient strain with very low insertional bias. This method thus allows the creation of large mutant libraries in which transposons have been inserted into unique genomic positions in a recipient strain of either Escherichia coli or Shigella flexneri bacteria. By using bacterial conjugation, as opposed to other methods such as electroporation or chemical transformation, large libraries with hundreds of thousands of unique clones can be created. This yields high-density insertion libraries, with insertions occurring as frequently as every 4-6 base pairs in non-essential genes. This method is superior to other methods as it allows for an inexpensive, easy to use, and high efficiency method for the creation of a dense transposon insertion library. The transposon library can be used in downstream applications such as transposon sequencing (Tn-Seq), to infer genetic interaction networks, or more simply, in mutational (forward genetic) screens.

Creation of a Dense Transposon Insertion Library Using Bacterial Conjugation in Enterobacterial Strains Such As Escherichia Coli or Shigella flexneri

Presented here is a simple method for creating a high-density transposon insertion library in Escherichia coli or Shigella flexneri using bacterial conjugation. This protocol allows the creation of a collection of hundreds of thousands of unique mutants in bacteria by the random genomic insertion of a transposon.

Creazione di una densa trasposone inserimento Biblioteca mediante coniugazione batterica Enterobacterial ceppi come Escherichia Coli e Shigella flexneri

Transposon mutagenesis is a method that allows gene disruption via the random genomic insertion of a piece of DNA called a transposon. The protocol below ...

Imaging Ca2+ Responses During Shigella Infection of Epithelial Cells

Ca2+ is a ubiquitous ion involved in all known cellular processes. While global Ca2+ responses may affect cell fate, local variations in free Ca2+ cytosolic concentrations, linked to release from internal stores or an influx through plasma membrane channels, regulate cortical cell processes. Pathogens that adhere to or invade host cells trigger a reorganization of the actin cytoskeleton underlying the host plasma membrane, which likely affects both global and local Ca2+ signaling. Because these events may occur at low frequencies in a pseudo-stochastic manner over extended kinetics, the analysis of Ca2+ signals induced by pathogens raises major technical challenges that need to be addressed.
Here, we report protocols for the detection of global and local Ca2+ signals upon a Shigella infection of epithelial cells. In these protocols, artefacts linked to a prolonged exposure and photodamage associated with the excitation of Ca2+ fluorescent probes are troubleshot by stringently controlling the acquisition parameters over defined time periods during a Shigella invasion. Procedures are implemented to rigorously analyze the amplitude and frequency of global cytosolic Ca2+ signals during extended infection kinetics using the chemical probe Fluo-4.

Imaging Ca2+ Responses During Shigella Infection of Epithelial Cells

Here, we present protocols to visualize calcium (Ca2+) responses elicited by HeLa cells infected by Shigella. By optimizing the parameters of bacterial infection and imaging with Ca2+ fluorescent probes, atypical global and local Ca2+ signals induced by bacteria over a large range of infection kinetics are characterized.

Ca2 + risposte di imaging durante l'infezione delle cellule epiteliali Shigella

Ca2+ is a ubiquitous ion involved in all known cellular processes. While global Ca2+ responses may affect cell fate, local variations in free Ca2+ ...

A High-throughput Platform for the Screening of Salmonella spp./Shigella spp.

Fecal-oral transmission of acute gastroenteritis occurs from time to time, especially when people who handled food and water are infected by Salmonella spp./Shigella spp. The gold standard method for the detection of Salmonella spp./Shigella spp. is direct culture but this is labor-intensive and time-consuming. Here, we describe a high-throughput platform for Salmonella spp./Shigella spp. screening, using real-time polymerase chain reaction (PCR) combined with guided culture. There are two major stages: real-time PCR and the guided culture. For the first stage (real-time PCR), we explain each step of the method: sample collection, pre-enrichment, DNA extraction and real-time PCR. If the real-time PCR result is positive, then the second stage (guided culture) is performed: selective culture, biochemical identification and serological characterization. We also illustrate representative results generated from it. The protocol described here would be a valuable platform for the rapid, specific, sensitive and high-throughput screening of Salmonella spp./Shigella spp.

A High-throughput Platform for the Screening of Salmonella spp./Shigella spp.

Salmonella spp./Shigella spp. are common pathogens attributed to diarrhea. Here, we describe a high-throughput platform for the screening of Salmonella spp./Shigella spp. using real-time PCR combined with guided culture.

Una piattaforma di High-throughput per lo Screening della Salmonella spp /Shigella spp.

Fecal-oral transmission of acute gastroenteritis occurs from time to time, especially when people who handled food and water are infected by Salmonella ...

Complementary Use of Microscopic Techniques and Fluorescence Reading in Studying Cryptococcus-Amoeba Interactions

To simulate Cryptococcus infection, amoeba, which is the natural predator of cryptococcal cells in the environment, can be used as a model for macrophages. This predatory organism, similar to macrophages, employs phagocytosis to kill internalized cells. With the aid of a confocal laser-scanning microscope, images depicting interactive moments between cryptococcal cells and amoeba are captured. The resolution power of the electron microscope also helps to reveal the ultrastructural detail of cryptococcal cells when trapped inside the amoeba food vacuole. Since phagocytosis is a continuous process, quantitative data is then integrated in the analysis to explain what happens at the timepoint when an image is captured. To be specific, relative fluorescence units are read in order to quantify the efficiency of amoeba in internalizing cryptococcal cells. For this purpose, cryptococcal cells are stained with a dye that makes them fluoresce once trapped inside the acidic environment of the food vacuole. When used together, information gathered through such techniques can provide critical information to help draw conclusions on the behavior and fate of cells when internalized by amoeba and, possibly, by other phagocytic cells.

Complementary Use of Microscopic Techniques and Fluorescence Reading in Studying Cryptococcus-Amoeba Interactions

This paper details a protocol for preparing a co-culture of cryptococcal cells and amoebae that is studied using still, fluorescent images and high-resolution transmission electron microscope images. Illustrated here is how quantitative data can complement such qualitative information.

Uso complementare di tecniche microscopiche e lettura di fluorescenza nello studio delle interazioni Cryptococcus-Amoeba

To simulate Cryptococcus infection, amoeba, which is the natural predator of cryptococcal cells in the environment, can be used as a model for ...

A High-throughput Shigella-specific Bactericidal Assay

Serum bactericidal assays (SBAs) measure the functional activity of antibodies and have been used for many decades. SBAs directly measure antibody killing activity by assessing the ability of antibodies in serum to bind to bacteria and activate complement. This complement activation results in the lysis and killing of the target bacteria. These assays are valuable because they go beyond quantifying antibody production to elucidate the biological functions that these antibodies have, allowing researchers to study the role that antibodies may play in preventing infection. SBAs have been used to study immune responses for many human pathogens, but there is no widely accepted methodology for Shigella at present. Historically, SBAs have been very labor-intensive, requiring many time-consuming steps to accurately quantify surviving bacteria. This protocol describes a simple, robust, and high-throughput assay that measures functional antibodies specific for Shigella in serum in vitro. The method described here offers many advantages over traditional SBAs, including the use of frozen bacterial stocks, 96 well assay plates, a micro-culture system, and automated colony-counting. All of these modifications make this assay less labor-intensive and more high-throughput. This protocol is simpler and faster to perform than traditional SBAs while still using simple technologies and readily available reagents. The protocol has been successfully applied in multiple independent laboratories and the assay is robust and reproducible. The assay can be used to assess immune responses in pre-clinical as well as clinical studies. Quantifying shigellacidal antibody titers both before and after antigen exposure (either by immunization or infection) allows for a broader understanding of how functional antibody responses are generated and their contribution to protective immunity. The development of this standardized, well-characterized assay may greatly facilitate Shigella vaccine design.

A High-throughput Shigella-specific Bactericidal Assay

Here we present a protocol to measure Shigellacidal activity of antibodies in serum. Serum is mixed with bacteria and exogenous complement, incubated, and the reaction mixture is plated on agar plates. Viable bacteria form colonies which are counted, using an automated colony enumerator, and used to determine the bactericidal titer.

Un High-throughput Shigella-specifica analisi battericida

Serum bactericidal assays (SBAs) measure the functional activity of antibodies and have been used for many decades. SBAs directly measure antibody killing ...

Human Colonoid Monolayers to Study Interactions Between Pathogens, Commensals, and Host Intestinal Epithelium

Human 3-dimensional (3D) enteroid or colonoid cultures derived from crypt base stem cells are currently the most advanced ex vivo model of the intestinal epithelium. Due to their closed structures and significant supporting extracellular matrix, 3D cultures are not ideal for host-pathogen studies. Enteroids or colonoids can be grown as epithelial monolayers on permeable tissue culture membranes to allow manipulation of both luminal and basolateral cell surfaces and accompanying fluids. This enhanced luminal surface accessibility facilitates modeling bacterial-host epithelial interactions such as the mucus-degrading ability of enterohemorrhagic E. coli (EHEC) on colonic epithelium. A method for 3D culture fragmentation, monolayer seeding, and transepithelial electrical resistance (TER) measurements to monitor the progress towards confluency and differentiation are described. Colonoid monolayer differentiation yields secreted mucus that can be studied by the immunofluorescence or immunoblotting techniques. More generally, enteroid or colonoid monolayers enable a physiologically-relevant platform to evaluate specific cell populations that may be targeted by pathogenic or commensal microbiota.

Here, we present a protocol to culture human enteroid or colonoid monolayers that have intact barrier function to study host epithelial-microbiota interactions at the cellular and biochemical level.

Monostrati Colonoid umana per studiare le interazioni tra gli agenti patogeni, Commensals ed epitelio intestinale Host

Human 3-dimensional (3D) enteroid or colonoid cultures derived from crypt base stem cells are currently the most advanced ex vivo model of the intestinal ...