Article de méthode

Isolement des bactéries pathogènes intracellulaires à partir de cellules hôtes infectées

26 février 2026

Dans cet article

Résumé

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Source : Sigal, N., et al. Purification de l’ARN à partir de Listeria monocytogenes cultivée intracellulairement dans des cellules macrophages. J. Vis. Exp. (2016).

Cette vidéo montre l’isolement de bactéries pathogènes intériorisées à partir de macrophages dérivés de la moelle osseuse infectés (BMDM). Les bactéries sont laissées s’attacher aux cellules de l’hôte, et les bactéries non attachées sont emportées. Après l’internalisation, un antibiotique est ajouté pour éliminer les bactéries non internalisées. Les cellules hôtes sont lysées, centrifugées, et le surnageant est filtré pour capturer les bactéries sur du papier filtrant, qui est congelé rapidement et stocké pour une utilisation ultérieure.

Protocole

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REMARQUE : Pendant toute l’expérience, les cellules de macrophages sont incubées à 37 °C dans un incubateur à air forcé à 5 % deCO2 et retirées de l’incubateur uniquement pour des manipulations expérimentales, réalisées dans un cabinet de sécurité biologique de classe II. Travailler avec la bactérie Listeria monocytogenes est conforme aux réglementations de niveau 2 de sécurité biologique.

1. Préparation cellulaire et infection bactérienne (jours 1 et 2)

  1. Jour 1
    1. Semez 2,0 x10 cellules macrophages dérivées de la moelle osseuse (BMDM) sur un plat de 145 mm dans un milieu de 30 ml de BMDM + Pen-strep (Tableau 2). Semez 3 plaques pour chaque souche bactérienne à analyser. Incubez toute la nuit à 37 °C dans un incubateur à air forcé à 5 % de CO2 .
    2. Commencez une culture bactérienne nocturne de la souche sauvage de L. monocytogenes 10403S dans 10 ml de milieu d’infusion cérébrale (BHI), à 30 °C, dans un incubateur standard. Placez les tubes de culture inclinés sans secousses.
      REMARQUE : Ces conditions de croissance régulent à l’excès l’expression des gènes des flagelles, ce qui favorise une infection efficace.
  2. Jour 2
    1. Milieu BMDM pré-chaud (sans antibiotiques Pen-Strep) (Tableau 2) et solution physiologique tamponnée phosphate (PBS) à 37 °C.
    2. Lavez deux fois la monocouche de macrophage avec 25 ml de PBS pré-chauffé pour retirer les antibiotiques. Ajoutez 30 ml de substrat BMDM frais.
    3. Lavez 1,5 ml de culture bactérienne pendant la nuit avec du PBS en centrifugant les bactéries à > 14 000 x g pendant 1 minute, en éliminant le surnageant, puis en resuspendant doucement les bactéries dans 1,5 ml de PBS par pipetage. Répétez deux fois.
    4. Infecter chaque plaque macrophage avec 0,5 ml d’une culture lavée de type L. monocytogenes sauvage pendant la nuit. Si vous utilisez plusieurs assiettes, infectez chaque assiette à 15 minutes d’intervalle. Cet intervalle de temps permettra de prélever chaque plaque individuellement à la fin de l’infection.
      REMARQUE : La multiplicité de l’infection (MOI) est évaluée en placant les dilutions sérielles de cultures bactériennes utilisées pour l’infection sur les plaques d’agar BHI et en comptant les unités formatrices de colonies (UFC) après une incubation de 24 heures des plaques à 37 °C. L’utilisation de 0,5 ml de WT L. monocytogenes souche 10403S donne un MOI de ~ 100 (100 UFC bactériennes par cellule macrophage). Lors de l’analyse des mutants bactériens défectueux dans la croissance intracellulaire, un MOI plus élevé doit être pris en compte.
    5. Après une incubation de 0,5 h à 37 °C, lavez deux fois les cellules infectées avec du PBS pour éliminer les bactéries non attachées, puis ajoutez 30 ml de substrat BMDM préchauffé. Les bactéries attachées s’intérioriseront pendant les 0,5 heures suivantes.
    6. À 1 heure après l’infection, ajoutez 30 μl de gentamicine (1:1 000 pour atteindre une concentration finale de 50 μg/ml) afin de tuer les bactéries extracellulaires.
    7. Montez l’appareil filtrant en plaçant une tête filtrante sur une fiole de liquide collecteur avec un port de sortie sous vide. Ensuite, placez un filtre (0,45 μm) sur une tête filtrante, suivi d’un entonnoir cylindrique, et fixez les différentes pièces avec une colle-serre métallique. Préparez de l’eau glacée sans RNase.
    8. 6 heures après l’infection, prélever les bactéries des cellules infectées comme suit. Traitez chaque assiette individuellement.
      REMARQUE : Habituellement, L. monocytogenes complète 1 log de croissance pendant 6 heures d’infection dans les cellules macrophages. Des incubations plus longues pourraient entraîner une prolifération bactérienne et la mort cellulaire des macrophages, tandis que des périodes d’incubation plus courtes pourraient entraîner des charges bactériennes considérablement plus faibles. Le MOI et le moment de l’infection peuvent être modifiés pour atteindre des conditions optimales.
      1. Lavez les cellules infectées avec du PBS une fois. Ajoutez 20 ml d’eau froide sans RNase pour lyser les cellules macrophages. À l’aide d’un grattoir à cellules, grattez rapidement mais soigneusement les cellules de la plaque.
      2. Collectez les cellules lysées dans un tube conique de 50 ml. Vortex pendant 30 secondes. Centrifugez à 800 x g pendant 3 minutes à 4 °C.
      3. Faites passer le surnageant à travers l’appareil filtrant à l’aide d’un système à vide. À l’aide d’une pince à épiler, roulez le filtre et transférez-le rapidement dans un tube conique de 15 ml. Congelez brusquement les tubes avec les filtres dans de l’azote liquide.
      4. Assemblez l’appareil de filtration avec un nouveau filtre pour l’échantillon suivant, comme décrit dans la 1.2.7.
      5. Conservez les filtres gelés à -80 °C pour le lendemain. Sinon, procéder directement à l’extraction des acides nucléiques.

Tableau 1 : Protocole de réaction DNase.

ARNjusqu’à 2 μg (en volume maximal de 44 μl)
Tampon DNase 10x5 μl
Eau sans RNaseComplet à 50 μL en volume total
DNAse1 μl (1 unité)

Tableau 2 : Recettes de médias et de tampons.

1. 500 ml de substrat BMDM+Pen-strep (Stérilisé par filtre) : 
Eagle Medium Modifié (DMEM) de Dulbecco235 ml
Sérum bovin fœtal (FBS) (inactivé 30 min à 54 °C)100 ml
Facteur stimulant la colonie de macrophages ou M-CSF (milieu conditionné L-929)150 ml
Glutamine5 ml
Pyruvate de sodium5 ml
β-Mercaptoéthanol0,5 ml
Pénicilline/Streptomycine5 ml
Total500 ml
2. 500 ml BMDM (stérilisé par filtre) : 
DMEM235 ml
FBS (inactivé 30 min à 54 °C)100 ml
M-CSF (L-929 moyen conditionné)150 ml
Glutamine5 ml
Pyruvate de sodium5 ml
β-Mercaptoéthanol0,5 ml
Total500 ml
3. Tampon AE 
Acétate de sodium (NaOAc) pH 5,250 mM
Acide éthylédiamine tétraacétique (EDTA)10 mM
Eau sans RNase 
4. phénol-chloroforme-IAA 
Phénol25 ml
Chloroforme24 ml
Alcool iso-amyl1 ml
5. chloroforme-IAA 
Chloroforme24 ml
Alcool iso-amyl1 ml

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Listeria monocytogenes 10403S   
Macrophages dérivés de la moelle osseuse préparés à partir de souris femelles C57B/6   
H₂O, sans ARNSEThermo Scientific10977-015L’eau traitée par DEPC peut être utilisée
DMEMGibco41965039 
GlutamineGibco25030081 
Pyruvate de sodiumGibco11360-088 
β-MercaptoéthanolGibco31350010 
Pénétrographe/StreptocoqueGibco15140-122 
GentamicinSigma-AldrichG1397 
FBSGibco10270106 
Solution Saline Tamponnée au Phosphate de Dulbecco - PBSSigma-AldrichD8537 
Perfusion cérébrale et cérébrale (BHI)Merckmillipore1104930500 
Acétate de sodiumSigma-AldrichW302406 
EDTASigma-AldrichEDS 
Absolu de l’éthanolMerck Millipore1070174000 
Incubateur à air forcé 37 °C, 5 % de CO₂Thermo ScientificModèle 3111 
Grattoirs à cellulesNunc179693 
Porte-verre Kontes pour filtres de 45 mmFisherK953755-0045 
Filtres MF-Millipore 45 mm, 0,45 μmMerck MilliporeHAWP04700 
Système SpeedVacThermo ScientificSPD131DDA 
Vortex-Génie 2Industries scientifiquesModèle G560E 
Antennes de culture cellulaire de 145 mmGreiner639 160 
Tubes de 1,7 ml, sans RNaseAxygèneMCT-175-C 
Centrifugeuse table à 4 °CEppendorf5417R 
Pipettes stériles, 25 mlGreiner  
Tubes Falcon, 50 mlGreiner  

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Mots-clés

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