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Artículo de método

Un ensayo in vitro para cuantificar el crecimiento intracelular de parásitos en macrófagos

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8 de julio de 2025

En este artículo

Resumen

Fuente: Sarkar, A., et al. La cuantificación del crecimiento intracelular dentro de los macrófagos es un método rápido y confiable para evaluar la virulencia de los parásitos de Leishmania. J. Vis. Exp. (2018).

Este video muestra un ensayo para cuantificar el crecimiento intracelular de parásitos en macrófagos derivados de la médula ósea (BMM). Las células macrófagas están infectadas con los estadios invasivos móviles y no móviles de Leishmania, promastigotes metacíclicos y amastigotes, respectivamente. Los parásitos invaden los macrófagos, se internalizan en una vacuola parasitófora y se multiplican en su interior. El crecimiento intracelular del parásito se cuantifica utilizando un microscopio tras la tinción fluorescente de los núcleos de los macrófagos y del parásito.

Protocolo

>1. Recubrimiento de BMMs en cubreobjetos para detectar infecciones

  1. Prepare placas de cultivo de tejidos de 6 pocillos colocando cuatro (4) cubreobjetos de vidrio estériles de 12 mm (esterilizados en autoclave y almacenados en un recipiente de vidrio cerrado) en el fondo de cada pocillo vacío.
    nota: Recoja cada cubreobjetos estéril de 12 mm con una punta de aspiración instalada en una línea de vacío. Coloque los cubreobjetos en los pocillos sin superponerse, liberándolos en la posición deseada apretando el tubo para interrumpir el vacío.
  2. Aspire los medios (y cualquier célula no adherente) de las placas de Petri recubiertas con macrófagos adherentes derivados de la médula ósea y enjuague suavemente las células adherentes 2 veces con solución salina tamponada estéril con fosfato de Dulbecco sin cloruro de calcio y magnesio (PBS -/-) precalentada a 37 °C.
  3. Añadir gota a gota 5 mL estéril 1x PBS -/- con una concentración final de 1 mM de EDTA a cada placa de Petri e incubar durante 5 min a 37 °C para separar los BMM adherentes. Verifique que las células se desprendan con un microscopio.
  4. Recoja todas las células desprendidas suspendidas en 1x PBS -/- suplementado con 1 mM de ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) en un tubo cónico de 50 mL. Enjuague cada plato 2 veces con 5 mL de PBS -/- y agréguelo a la piscina de suspensión de celdas.
    nota: La suspensión celular puede diluirse con PBS adicional -/- para proteger a los macrófagos de la toxicidad del EDTA durante el proceso de recolección.
  5. Centrifugar a 300 x g durante 10 min a 4 °C. Deseche el sobrenadante y vuelva a suspender los macrófagos en un medio BMM de 5 a 10 mL mediante pipeteo. Coloque las células resuspendidas en hielo para evitar que se adhieran a los tubos y se aglomeren.
  6. Recuento de células viables utilizando la exclusión de azul de tripano en el hemocitómetro.
    nota: Para contar las células BMM resuspendidas en un medio de 5 mL, una mezcla de dilución de 25 μL de suspensión celular en 445 μL de PBS -/- y 30 μL de solución de azul de tripano al 0,4% suele permitir una fácil cuantificación en un hemocitómetro (teniendo en cuenta un factor de dilución de 20x para el cálculo final). Cuente solo las células que no se tiñeron con azul de tripán (células viables). El volumen de la suspensión celular puede verse alterado si esta mezcla está demasiado concentrada o diluida. En general, el rendimiento de BMM por preparación varía entre 2 x 107 y 5 x 107 celdas de un solo ratón.
  7. Prepare la suspensión celular en medio BMM a la concentración de recubrimiento deseada (5 x 105/mL) y disperse la suspensión en placas de 6 pocillos en medio de 2 mL por pocillo para que cada pocillo reciba 1 x 106 macrófagos.
    nota: Este es un paso crítico que garantiza que cada pocillo obtenga el número adecuado de macrófagos para cubrir los cubreobjetos de manera uniforme. Verifique que los cubreobjetos de los pozos no se superpongan ni floten en el medio. Si es así, ajústelo suavemente con una punta de pipeta estéril.
  8. Incubar durante la noche a 37 °C, 5% de CO2.

>2. Purificación de formas infecciosas de L. amazonensis

NOTA: Prepare Leishmania para infecciones: purifique promastigotes metacíclicos de cultivos promastigotes estacionarios o diferencie promastigotes en cultivo en forma de amastigote utilizando el protocolo estándar de diferenciación axénica de L. amazonensis.

  1. Purificación de promastigotes metacíclicos de Leishmania utilizando medios de gradiente de densidad (Materiales)
    1. Prepare una solución madre al 40% de medios de gradiente de densidad en agua estéril y libre de endotoxinas.
    2. Diluir la solución de gradiente de densidad en medio M199 10x (sin suero) para preparar una concentración del 10% en el medio M199.
    3. Filtre todas las soluciones a través de un filtro de 0,22 μm.
      nota: Las soluciones madre pueden almacenarse a 4 °C en oscuridad durante no más de 1 mes.
    4. Agregue 2 mL de solución de medio de gradiente de densidad al 40% en el fondo de un tubo de centrífuga cónico de 15 mL.
    5. Capa 2 mL de solución de medios de gradiente de densidad al 10% en M199 sobre la capa de medios de gradiente de densidad del 40% con cuidado, utilizando una pipeta Pasteur para evitar cualquier mezcla entre las dos capas.
    6. Recoja 1 x 109 parásitos de cultivo en fase estacionaria por centrifugación a 1.900 x g durante 10 min.
    7. Resuspenda las células en 6 mL de Medio Esencial Modificado (DMEM) de Dulbecco.
    8. Coloque la capa de 2 mL de la suspensión celular directamente sobre la capa de medios con gradiente de densidad del 10%, suavemente, utilizando una pipeta Pasteur para evitar la mezcla entre capas.
    9. Centrifugar el gradiente durante 10 min a 1.300 x g a temperatura ambiente.
      nota: Debido a las diferencias en las propiedades físicas entre las especies de Leishmania, las condiciones de centrifugación de cada una podrían tener que ajustarse ligeramente para garantizar el máximo rendimiento.
    10. Recoja los parásitos (enriquecidos en forma de promastigote metacíclico) de la banda formada en el límite superior del medio de gradiente de densidad del 10% (interfaz entre las capas de medios de gradiente de densidad del 0% y 10%).
    11. Diluir los parásitos con un volumen de DMEM y recogerlos por centrifugación (1.900 x g durante 10 min a temperatura ambiente).
    12. Vuelva a suspender en medio DMEM de 500 μL y cuente en un hemocitómetro para cuantificar el rendimiento.
  2. Generación de amastigotes de L. amazonensis en condiciones de cultivo axénico (pH bajo / temperatura elevada).
    1. Mezclar 5 mL de cultivo de promastigote en fase logarítmica (pH 7,4 a 26 oC) con un volumen igual de medio amastigote (pH 4,5), utilizando 2 matraces de25 cm (medio total 10 mL) e incubar a 26 °C durante la noche.
    2. Cambie el matraz de 26 °C a 32 °C.
    3. Después de 3 o 4 días, dividir el cultivo 1:5 en medio amastigote a 32 °C.
    4. Revise los parásitos en los próximos 3 a 4 días (máximo 7 días) para ver si están listos para su uso en infecciones.
      nota: Los amastigotes axénicos sanos deben tener forma ovalada, sin flagelos visibles. Los amastigotes parcialmente diferenciados tienen una gran forma ovalada con flagelos cortos. El cultivo no debe tener muchos grumos, ya que muchos de ellos son una indicación de parásitos moribundos que no crecen. El cultivo de amastigote se puede dividir 1:5 y mantener durante un máximo de 3 semanas.

>3. Infección por L. amazonensis

  1. Diluir las suspensiones de parásitos de acuerdo con el MOI deseado (generalmente 3-5 promastigotes metacíclicos por macrófago [MOI de 1:3 o 1:5] y 1 amastigote por macrófago [MOI 1:1]). Agregue Leishmania en PBS -/- en un volumen de 50 a 100 μL a cada pocillo que ya contenga 2 mL de medio.
  2. Incubar BMMs durante 1 h con amastigotes y 3 h con promastigotes metacíclicos a 34 oC para infección.
    nota: La temperatura óptima de infección puede variar según la especie.
  3. Después de la incubación, lavar a fondo los parásitos libres en cada pocillo 3 veces con 2 mL de PBS -/- precalentado a 37 °C.
    nota: Disperse el PBS suavemente para asegurarse de que los cubreobjetos no floten unos sobre otros. Agite suavemente la placa y luego aspire el líquido. Use puntas de aspiración separadas si usa varias cepas de parásitos para evitar la contaminación cruzada.
  4. Fije muestras de 1 h o 3 h incubando cada pocillo con 1,5 - 2 mL de PFA al 2% en PBS -/- durante 10 min. Lavar 3 veces con PBS -/-. No aspire las placas de último lavado y refrigere las placas que contienen cubreobjetos en PBS hasta que se manchen.
  5. Agregue 2 mL de medio BMM fresco a cada pocillo en placas para obtener más puntos de tiempo e incubar a 34 °C.
  6. Fije los puntos de tiempo restantes como se desee, como se describe en el paso 4.3, y refrigere las placas hasta que se manchen.

>4. Tinción DAPI y montaje de cubreobjetos

  1. Aspire el PBS de los pocillos que contengan cubreobjetos y agregue 1,5 mL de PBS -/- con detergente no iónico al 0,1%. Incubar durante 10 minutos a temperatura ambiente, seguido de 3 lavados con 2 mL de PBS -/-.
  2. Añadir 1 mL de PBS -/- con 2 μg/mL de 4′,6-diamidino-2-fenilindol (DAPI) (diluido a partir de 5 mg/mL de solución madre en agua) a los pocillos que contengan cubreobjetos e incubar durante 1 h más a temperatura ambiente.
    nota: El tiempo de incubación con DAPI es crítico para la correcta visualización de los parásitos intracelulares de Leishmania. Los núcleos de los macrófagos se tiñen rápidamente, debido a su mayor tamaño y contenido de ADN, pero la tinción de los núcleos de los parásitos intracelulares es más lenta. Por lo tanto, es necesario extender el tiempo de incubación más allá de lo requerido para visualizar los núcleos de BMM para permitir que DAPI penetre a través de la membrana plasmática del parásito y la membrana nuclear del parásito. Con la tinción DAPI adecuada, también se puede visualizar el ADN del cinetoplasto mitocondrial cerca de la bolsa flagelar del parásito, además del ADN nuclear.
  3. Lave cada pocillo que contenga cubreobjetos 3 veces con 2 mL de PBS -/- y luego levante y voltee los cubreobjetos con pinzas para colocar la célula con el lado hacia abajo y montarla en portaobjetos de microscopio de vidrio con un reactivo de montaje antidecoloración disponible en el mercado
    nota: Los cubreobjetos son extremadamente frágiles y necesitan un manejo cuidadoso. Evite ejercer presión sobre ellos, especialmente contra la pared lateral de los pozos al levantarlos. La adición de unas gotas de PBS -/- reduce la tensión superficial entre el cubreobjetos y el pozo y facilita el proceso de elevación. Se puede usar una aguja de calibre fino para ayudar a sacar los cubreobjetos del fondo del pozo. Después de colocar un cubreobjetos en la guía, presione suavemente hacia abajo con pinzas para expulsar las burbujas de aire en el medio de montaje. Si un cubreobjetos está roto o posiblemente se ha volteado durante el proceso de elevación, no lo vuelva a montar; Basta con utilizar el cuarto cubreobjetos de repuesto.
  4. Refrigere los portaobjetos hasta la cuantificación.

>5. Cuantificación de la infección

  1. Examine los portaobjetos teñidos con DAPI bajo un microscopio de fluorescencia enfocándose en los macrófagos utilizando una lente de objetivo de 100X con aceite de inmersión (excitación a 358 nm; emisión óptima a 461 nm).
    Asegúrese de que el enfoque esté en la capa de macrófagos entre el portaobjetos de vidrio y el cubreobjetos.
  2. Cuantifique el número de macrófagos (núcleos grandes teñidos con DAPI) y el número de núcleos amastigotas más pequeños agrupados alrededor de cada núcleo de macrófagos (ver Figura 1A, DAPI) para cada campo de visión, utilizando un contador manual><. nota: Es posible que los núcleos de los amastigotes no sean todos visibles en un plano de enfoque debido a su pequeño tamaño. Cuente aquellos que son visibles cuando se enfocan en los núcleos de los macrófagos y, a continuación, utilice el enfoque fino para comprobar si hay núcleos de parásitos en los planos por encima y por debajo de los núcleos de los macrófagos.
  3. Muévase a otro campo de visión para repetir la cuantificación. Utilice una tecla de contador independiente para realizar un seguimiento del número de campos contados. Desplácese por los campos visuales en filas paralelas a lo largo de cada cubreobjetos, para evitar la superposición de recuentos.
  4. Cuantificar un mínimo de 200 macrófagos por cubreobjetos. Cuantifique cada punto de tiempo de infección por triplicado (3 cubreobjetos). Cuente el cuarto cubreobjetos si uno de los anteriores no es apto para el conteo debido a superposición, mal montaje, rotura de vidrios, etc.
    nota: Si no se pueden contar 200 macrófagos en una sola cubreobjetos, cuente el cuarto de repuesto.
  5. Calcule las tasas de infección como amastigotes/macrófagos o amastigotes/100 macrófagos y determine el porcentaje de macrófagos infectados a partir de los datos de cuantificación sin procesar.

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Resultados

figure-results-1
Figura 1: Ilustración representativa de la infección por BMM con amastigotes axénicos virulentos (A) y promastigotes no virulentos en fase logarítmica (B) de L. amazonensis. Imágenes de inmunofluorescencia de macrófagos aislados de ratones BALB/c, 1 h y 48 h después de la infección. Los macrófagos infectados se procesaron para inmunofluorescencia como se describe en el protocolo. La...

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Divulgaciones

No se han declarado conflictos de interés.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Placa de cultivo celular de 6 pocillosEstrella celular657160
adeninaAcros OrganicsAC147440250
Puntas de pipeta de barrera contra aerosoles (100-1000 μL)Marca Pescadora02-707-404
Puntas de pipeta de barrera de aerosol (20-200 μL)Marca Pescadora02-707-430
Puntas de pipeta de barrera contra aerosoles (2-20 μL)Marca Pescadora02-707-432
Cuchilla quirúrgica de acero al carbono Bard-Parker Rib-Back #10Álamo Temblón Quirúrgico371110
BD Luer-Lok Punta Jeringa 10 mLBecton Dickinson (BD)309604
Aguja BD Precisionglide, 25GBecton Dickinson (BD)305124
Plato de cultivo celular 35 mm x 10 mmEstrella celular627 160
matraz de cultivo celularEstrella celular660175
Cubreobjetos: círculos de 12 mmMarca PescadoraTeléfono 12-545-80
DAPI (4',6-diamidino-2-fenilindol, diclorhidrato)InvitrogenD1306
D-BiotinaJ.T. BakerC272-00
EDTASigma AldrichEds
Alcohol etílico de 200 gradosPharmco-AAPER111000200
Placa de Petri de poliestireno sin TC de 100 mm x 15 mmCorning351029
Suero Fetal BovinoSeradigm1500-500
Ficoll400Sigma AldrichF8016
Microscopio de fluorescenciaNikonE200
Cabra anti-ratón IgG Texas rojoInvitrogenT-862
cabra anti-conejo IgG AlexaFluor488InvitrogenA-11034
HeminaIndustria química de Tokio Co. LtdH0008
HECTÁREAS (1M)Gibco15630-080
Diluyente Isoton IIBeckman Coulter8546719
L-GlutaminaGéminis400-106
Mediano 199 (10X)Gibco11825-015
Piruvato de Na (100 mM)Gibco11360-070
ParaformaldehidoAlfa Aesar43368
Penicilina/EstreptomicinaGéminis400-109
Solución salina tamponada con fosfato (-/-)ThermoFisher14200166
Tubos de centrífuga cónicos de polipropileno 15 mLEstrella celular188 271
Tubos de centrífuga cónicos de polipropileno 50 mLEstrella celular227 261
Reactivo antidecoloración ProLong GoldThermoFisherP36930
Anticuerpo Lamp-1 anti-ratón rataBanco de Hibridomas de Estudios del Desarrollo1D4B
M-CSF humano recombinantePeproTech300-25
Hemocitómetro Reichert Bright-LineHausser CientíficoAño 1492
RPMI Medio 1640 (1X)Gibco11875-093
Triton X-100 SurfactanteMillipore SigmaTX1568-1
Azul de tripanoSigma AldrichT8154
Tijeras delicadas, 4 1/2"VWR82027-582
Pinzas de disección, punta finaVWR82027-386
Portaobjetos de microscopioVWR16004-368
Contador de partículas Z1 Coulter, umbral dobleBeckman Coulter6605699

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