El ensayo de protección de la amikacina es un enfoque modificado para evaluar la invasión de E. coli en células epiteliales. Varios pasos son fundamentales para el éxito de este ensayo, incluyendo el recubrimiento de colágeno de las placas, el mantenimiento de la integridad de la monocapa y la eficiencia en la lisis celular. Las células Caco-2 son una línea celular adherente que puede adherirse a plástico tratado con cultivo de tejidos y formarmonocapas 20. Sin embargo, durante la infección, el uso de medios sin suero y los lavados repetidos pueden influir en el desprendimiento celular, lo que lleva a una subrepresentación de la invasiónbacteriana 21. Para solucionar esto, recubrir placas con componentes de la matriz extracelular, como el colágeno tipo IV, puede favorecer la unión celular y la formación de una monocapa estable y confluente durante la infección21. Esto es importante ya que se ha demostrado que la cepa AIEC LF82 interrumpe uniones estrechas durante la invasión, y la formación incompleta de una monocapa puede eludir este paso, lo que lleva a resultadossesgados 22. Por último, la lisis celular eficiente es otro paso clave que afecta a la recuperación bacteriana, ya que la lisis incompleta podría enmascarar la invasividad, confundiendo los resultados delensayo 23. Para evitar esto, es importante resuspender completamente el lisado celular tras la incubación con Triton-X-100.
Además de los desafíos técnicos que podrían contribuir a la variabilidad del ensayo de invasión, se ha demostrado que el porcentaje de inóculo recuperado tras la infección para la cepa AIEC LF82 oscila entre 0,61 y 17,25%8. Esta variabilidad podría estar influida por la ausencia de ciertas señales ambientales, como sales biliares, mucina y otros metabolitos intestinales en este ensayo in vitro que se sabe que contribuyen a la virulenciaAIEC 24,25,26. Específicamente, se ha demostrado que las sales biliares inducen la expresión de fimbrias polares largas, que aumentan la unión y translocación de AIEC a través de las célulasM 27. Otros patógenos gastrointestinales, como Vibrio y Shigella, son conocidos por regular sus sistemas de secreción tipo III en respuesta a la bilis para mediar la invasión celularepitelial 28,29. La subcultivación con sales biliares para inducir la expresión del factor de virulencia es estándar en los protocolos de protección contra gentamicina para otros patógenos, y el cultivo de AIEC con estas señales ambientales puede estabilizar la invasión y producir perfiles másconsistentes 30,31.
Otra limitación de este ensayo es que la invasión bacteriana se evalúa en un único punto temporal, lo cual, aunque es estándar en el campo, probablemente simplifica en exceso el procesode invasión 12. La invasión bacteriana es un proceso dinámico que implica adherencia, internalización, replicación intracelular y escape de la célulahuésped 32. Dado que los genes nuevos que contribuyen a la invasión de la AIEC han sido difíciles de identificar, el uso de un solo ensayo temporal podría subestimar el número de genes que contribuyen a esteproceso 12. Por lo tanto, se han utilizado ensayos de invasión temporales para evaluar cómo genes específicos contribuyen a la invasión y para estudiar la replicación de AIEC en células I-407 yHep-2 8,33. Aunque el uso de un ensayo de invasión temporal es valioso para caracterizar la contribución de genes individuales a la invasión, requiere mucho trabajo, especialmente al detectar muchos aislados clínicos. Por esta razón, se utiliza un único punto temporal para evaluar la invasión.
Además, el estilo de vida intracelular de AIEC no ha sido muy bien caracterizado. La mayoría de los estudios utilizan la invasión porcentual como lectura principal para detectar cambios en la UFC de varios mutantes de deleción del factor devirulencia 14,34. La visualización de las células huésped infectadas puede proporcionar perspectivas únicas sobre la biología de AIEC que se pierden al usar solo la enumeración de laUFC 35. Por lo tanto, para evaluar de forma exhaustiva el papel de los diferentes genes en la invasión celular, se debe realizar una microscopía de inmunofluorescencia de las células infectadas junto con la enumeración de UFC. Esto es importante porque puede ayudar a identificar genes que funcionan en la supervivencia y escape endosómico, que atacan el citoesqueleto del huésped o que presentan diferencias en la carga bacteriana por célula, lo cual podría pasarse por alto solo con la recuperación de la UFC. Es importante señalar que el uso del protocolo de tinción por inmunofluorescencia descrito aquí para detectar bacterias intracelulares no distingue entre bacterias verdaderamente internalizadas y aquellas adheridas a la superficie celular. Un enfoque de tinción diferencial, en el que las bacterias extracelulares se marcan con un anticuerpo secundario distinto antes de la permeabilización y las bacterias intracelulares se tiñen tras la permeabilización, abordaría esta limitación y podría implementarse en futuros estudios para distinguir de forma más definitiva estaspoblaciones 36.
La importancia de este método radica principalmente en la capacidad de detectar aislados de E. coli multirresistentes a pacientes con EII que reciben tratamiento antibióticodiverso 11. La gentamicina se utiliza para tratar pacientes con EII de inicio temprano y puede administrarse para tratar otras infeccionesbacterianas 37. La aparición de aislados resistentes a gentamicina impediría el uso del ensayo estándar, haciendo de la amikacina una alternativa másfiable 11. El uso de los protocolos descritos en este artículo permitirá una caracterización más completa de la biología de la infección en AIEC y ayudará a identificar nuevos genes que pueden contribuir a la invasión. Estos métodos son importantes en el contexto de la patogénesis bacteriana y la investigación de interacción huésped-patógeno, ya que permiten el descubrimiento de nuevos factores de virulencia, la caracterización del ciclo de vida intracelular bacteriano y la exploración de las vías del huésped dirigidas durante la infección. Además, son ampliamente aplicables para estudiar otros patógenos invasores utilizando modelos celulares epiteliales in vitro .