Makrophagen spielen eine wichtige Rolle im angeborenen Immunsystem und in der Homöostase. Sie sind professionelle Fresszellen, die Krankheitserreger und Ablagerungen durch einen Prozess namens Phagozytose 1,2 internalisieren und eliminieren. Das Phagosom, das geschlossene Kompartiment, das sich nach der Verschlingung von partikulärem Material bildet, durchläuft eine Reihe von Fusions- und Spaltungsereignissen mit endozytären Kompartimenten, die zu einem abbauenden Kompartiment führen, das als Phagolysosom bezeichnet wird. Dieses Kompartiment hat aufgrund des Erwerbs protonenpumpender v-ATPasen einen sauren pH-Wert, enthält hydrolytische Enzyme und ist mit lysosomal-assoziierten Membranproteinen (LAMPs) angereichert. Die Reifung der Phagosomen geht einher mit ihrer Wanderung an Mikrotubuli 3,4 in Richtung des Zellzentrums, um einen perinukleären Ort zu erreichen, an dem Lysosomen akkumuliert werden.
Es wurde berichtet, dass viele Krankheitserreger die Phagosomenreifung kapern, einschließlich Bakterien mit intrazellulären Lebensstilen, die die vakuoläre Umgebung, in der sie sich befinden, verändern 5. Das Humane Immundefizienz-Virus (HIV)-1 zielt neben T-Zellen auch auf Makrophagen ab. Da Makrophagen im Gegensatz zu T-Zellen resistent gegen die zytopathische Wirkung des Virus sind, können sie als Reservoir für das Virus angesehen werden. Darüber hinaus weisen Makrophagen, die mit HIV-1 infiziert sind, fehlerhafte phagozytische Funktionen auf und tragen zur Entstehung opportunistischer Krankheiten bei. Insbesondere die schwere invasive nicht-typhusartige Salmonellenerkrankung, die durch Salmonella Typhimurium ST313 verursacht wird, ist seit drei Jahrzehnten bei Kindern oder Erwachsenen in Afrika südlich der Sahara weit verbreitet, die mit HIV infiziert sind 6. Es wird geschätzt, dass das Risiko, an Tuberkulose zu erkranken, bei Menschen mit HIV mehr als 20-mal höher ist als bei Menschen ohne HIV-Infektion.
Aus all diesen Gründen ist es wichtig, die molekularen Mechanismen, die den phagozytären Defekten in HIV-infizierten Makrophagen zugrunde liegen, besser zu definieren. Wir haben gezeigt, dass die Aufnahme von partikulärem Material, opsonisierten Partikeln, Bakterien oder Pilzen in HIV-infizierten Makrophagen gehemmt wurde 7. Da diese Hemmung partiell ist, machten wir uns daran, das Schicksal der internalisierten Phagosomen in HIV-infizierten menschlichen Makrophagen zu analysieren 8. Da die Phagosomenreifung eng mit der Migration zum Zellzentrum und der Fusion mit Lysosomen verbunden ist, kann ein Defekt in der phagosomalen Reifung auf Modifikationen der Transportmodalitäten in der infizierten Zelle zurückzuführen sein. Die hier beschriebene Methode verwendet IgG-opsonisierte rote Blutkörperchen von Schafen (IgG-SRBCs) als Modell, um auf die Rezeptor-vermittelte Phagozytose und insbesondere auf Rezeptoren für den Fc-Anteil von Immunglobulinen (FcR) abzuzielen. Diese Partikel sind im Hellfeld (BF) leichter abzubilden als Latexkügelchen, da extrazelluläre und intrazelluläre SRBCs unterschiedliche Brechungseigenschaften aufweisen 9. Um die Geschwindigkeit von Phagosomen zu messen, die sich in HIV-infizierten Makrophagen in Richtung Zellkern bewegen, haben wir ein fluoreszierendes Virus 10 verwendet und eine einfache manuelle Tracking-Methode eingerichtet, die hier beschrieben wird. Die Methode erfordert keine fortgeschrittene Programmierung und verwendet einfach ImageJ. Es ist für adhärente Zellen und jede Art von Partikeln oder Krankheitserregern geeignet, die mit Hellfeldmikroskopie oder mit Fluoreszenzbildgebung sichtbar gemacht werden können.