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Les OMV de pathogènes bactériens et l'impact de ces vésicules membranaires sur leurs cellules cibles sont actuellement intensivement étudiés. Par exemple, Clostridium perfringens -derived OMV induisent la sécrétion de cytokines dans les macrophages, les lymphocytes B peuvent être activés par des OMV à partir de Borrelia burgdorferi, et Helicobacter pylori -released vésicules membranaires peuvent agir sur les cellules gastriques epitheliales 21, 22, 23. L. pneumophila, un pathogène intracellulaire qui peut induire une forme grave de pneumonie atypique, libère également OMV qui sont capables d'activer les cellules pulmonaires et les macrophages 16, 19 épithéliales. Ici, nous présentons un protocole détaillé pour l'isolement à petite échelle de L. pneumophila OMV de culture liquide pour étudier le rôle potentiel de l' OMVS dans la pneumonie. Il est essentiel de travailler sous condit stérileions et d'exclure la contamination par d' autres bactéries afin d'obtenir un L. pneumophila pur -derived préparation OMV. L'isolement de l' OMVS comprend une étape de filtration à travers des pores de 0,22 um afin d'éviter la contamination de la pastille OMV obtenue avec L. pneumophila, même si cela réduit le rendement OMV, puisque les plus grands sont perdus par OMV cette étape de filtration.
En outre, nous avons testé la réponse des macrophages humains et murins à ces vésicules isolées et les cellules infectées avec L. pneumophila pour approcher de plus près la situation dans la pneumonie Legionella, où OMV sont libérés à l' intérieur du LCV par des bactéries extracellulaires 15. Les doses employées OMV ont été estimées en fonction de la quantité libre OMV dans une infection des macrophages humains in vitro après 24 h d'incubation (décrits dans la référence 20). Pour la stimulation d'autres cellules réceptrices ou des expériences in vivo,d'autres doses OMV pourraient être nécessaires et doivent être mis en place. L'analyse de l'effet de L. pneumophila OMV représente un progrès le protocole décrit par Jäger et 24 Steinert.
Ici, PMA-différenciés cellules THP-1 servent de modèle pour les macrophages alvéolaires en raison de la disponibilité limitée de matériel humain primaire. L'addition de PMA différencie les monocytaires cellules THP-1 dans des cellules de type macrophage 25. En outre, ils sont une lignée cellulaire modèle bien connu pour L. pneumophila étudie 26. En plus de cette lignée cellulaire monocytaire humaine, les cellules sont utilisées mBMDM. mBMDM sont largement acceptés pour l'étude des effets de L. pneumophila 27, 28, 29. La possibilité d'utiliser KO génétiques pour différents TLR ou d'autres protéines en font un outil précieux pour l'étude des effets OMV. En ordre à réduire la quantité de souris par expérience, mBMDM sont utilisés au lieu des macrophages alvéolaires en raison des limitations des macrophages. expériences clés peuvent nécessiter des macrophages alvéolaires pour validation.
Outre le protocole décrit ici d' une ultracentrifugation pour purifier les OMV, il est possible de réaliser une centrifugation à gradient de densité, qui est inclus dans le protocole par Chutkan et al. 30. Cela pourrait améliorer la pureté de la préparation obtenue OMV et réduire la quantité d'agrégats de co-purifié les protéines, la flagelline, et LPS. La pureté de la préparation d'OMV obtenu peut être analysé par microscopie électronique à transmission ou par analyse de suivi nanoparticule comme une étape supplémentaire dans le contrôle de la qualité. Ceci peut fournir un moyen supplémentaire de quantification au-delà de la procédure de mesure des protéines présentées ici. Éventuellement, la concentration en LPS peut être analysée par un test de lysat Limulus amébocyte. Si le rendement OMV est faible, unl'étape supplémentaire de concentration par des filtres centrifuges pourrait être réalisée, ce qui n'a pas été fait ici. Si le rendement est plus faible que prévu, les OMV ont été rejetées.
Dans le cadre de l'effort continu visant à élucider les mécanismes biologiques et les fonctions derrière OMV, l'influence des différentes conditions de stress sur la production OMV pourrait être testé. La privation des éléments nutritifs, les changements de température d'incubation, ou l' exposition à des agents nocifs pourrait avoir un impact sur la sécrétion 31 OMV. Conditions de stress possibles sont discutées dans le protocole par Klimentova et Stulik 32. En outre, les mutants hyper- ou hypovesiculating L. pneumophila pourraient être générés. Les différentes préparations d' OMV pourraient ensuite être analysés dans des expériences d'infection avec des macrophages, des explants de tissus de poumon humain (décrit dans la référence 17), ou même dans des modèles in vivo. Outre le rôle de l'OMVS dans la signalisation immunitaire innée, leur influence dans la communication bactériennepeuvent être traités expérimentalement. En outre, l'impact des différentes cascades de signalisation immunitaire innée pourrait être analysé par l'utilisation de cellules knockout murins ou la génération de CRISPR KO / cas9 dans des lignées cellulaires humaines. Cette recherche fondamentale en OMVS aider à l'élaboration de nouvelles stratégies de vaccination, qui existent déjà pour la méningite B transmise par Neisseria meningitidis 33.
A partir du protocole sur OMV isolement et la caractérisation, on peut l'appliquer à d'autres bactéries gram-négatives et d'autres cellules hôtes; il doit seulement être adaptée à la croissance des bactéries dans une culture liquide. Le protocole publié par Chutkan et al. fournit des informations détaillées sur la production d'OMV à partir d' Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa 30. La culture ne doit pas atteindre la phase stationnaire tardive afin d'éviter l'augmentation des bactéries lysées et les protéines contaminantes et membranes. En outre, la dose OMV utilisée pour la stimulation des cellules hôtes doit être déterminé en fonction du montant de l' OMVS présente au cours des infections in vivo, tout en assurant un taux de cytotoxicité faible. De cette façon, le rôle pathologique de l'OMVS, leur impact sur la communication inter-espèces, et les interactions hôte-pathogène pourrait être examinée.
Pour étudier davantage le rôle de L. pneumophila OMVS pneumonie, des préparations normalisées OMV avec des rendements et des expériences d'infection comparables suffisantes sont nécessaires. Ce protocole contribuera à normaliser les procédures d'isolement et d'étendre les études OMV à d'autres bactéries Gram-négatives et à d'autres cellules hôtes. En outre, la recherche bénéficiera de la fiche détaillée de la connaissance in vitro, qui peut être utilisé pour étendre les expériences aux paramètres in vivo. À l'avenir, ce protocole pourrait être étendu à l'isolement de l'OMVS de matériel biologique primaire, tels que le sérum ou le lav bronchoalvéolairefluide d'âge, pour mieux comprendre dans la composition de l'OMVS libéré dans des conditions physiologiques. Cela aidera à déterminer les paramètres clés de la composition OMV et de comprendre les propriétés de l' OMVS -generated in vitro.