Ce travail vise à décrire une méthode simple d’analyse de plaque pour aider au criblage de nouvelles molécules bioactives face au stade tachyzoïte du protozoaire Toxoplasma gondii.
Article de méthode
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Ce travail vise à décrire une méthode simple d’analyse de plaque pour aider au criblage de nouvelles molécules bioactives face au stade tachyzoïte du protozoaire Toxoplasma gondii.
La toxoplasmose est une infection parasitaire généralement associée à des lésions oculaires et des malformations néonatales. Depuis le début des années 1950, le traitement de première ligne de cette maladie repose sur la combinaison de sulfadiazine, pyriméthamine et acide folinique. Au fil des années, seuls quelques protocoles alternatifs ont été introduits. Cela souligne la nécessité de découvrir de nouvelles molécules bioactives contre Toxoplasma gondii. Étant donné que ce pathogène est un parasite intracellulaire obligatoire, le dépistage médicamenteux traditionnel en laboratoire nécessite généralement des matériaux et équipements coûteux, tels que des tests utilisant des protéines fluorescentes ou des parasites exprimant β-galactosidase. De plus, des méthodes comme la quantification par microscopie optique peuvent être chronophages. Le test de plaque est une méthode qui évalue l’intensité de la prolifération intracellulaire des pathogènes en mesurant le nombre de régions et la zone de destruction dans une monocouche cellulaire endommagée par le cycle lytique du parasite. Ce travail décrit un protocole optimisé de test de plaque conçu pour le dépistage des molécules actives contre les tachyzoïtes intracellulaires de T. gondii in vitro. Ce protocole utilise des matériaux peu coûteux et un laboratoire simple, produisant des résultats rapides et reproductibles facilitant l’identification de nouvelles molécules actives contre ce parasite par divers groupes de recherche.
La toxoplasmose est une maladie zoonotique à répartition hétérogène dans le monde, affectant environ un tiers de la populationmondiale 1,2. Les symptômes de cette maladie sont associés au degré d’immunité de l’hôte et à la réplication duparasite 3,4. La phase aiguë de la maladie, caractérisée par la réplication du stade tachyzoïte, est généralement asymptomatique chez les individusimmunocompétents 5,6. En revanche, les personnes immunodéprimées présentent des symptômes plus fréquents, incluant des symptômes non spécifiques tels que malaise général, fièvre, ainsi que l’encéphalite et la rétinochoroïdite 6,7,8. Malgré son importance clinique, le traitement actuellement disponible est inefficace contre le stade de la bradyzoïte Toxoplasma gondii (en phase chronique) et ne conduit pas à une guérison parasitologique. Les effets indésirables des médicaments actuels réduisent également l’adhésion autraitement 9,10,11. Il est donc nécessaire de trouver de nouveaux traitements, plus sûrs et plus efficaces pour la toxoplasmose.
Le développement de nouveaux médicaments nécessite une longue période, des milliards de dollars d’investissements et plusieurs étapes de recherche. Comme le coût du développement des médicaments est élevé, l’industrie pharmaceutique doit sélectionner le meilleur candidat à l’avance12, 13, 14, 15. Pour le dépistage de drogues, plusieurs approches peuvent être employées, notamment les méthodes in silico, l’utilisation de l’intelligence artificielle, et l’approche la plus courante, les méthodesbiologiques 16, 17, 18, 19. Le dépistage biologique in vitro implique l’utilisation de bibliothèques de molécules (chimiobibliothèques) pour rendre les molécules disponibles pour l’identification de l’activitébiologique 20,21,22. Comme ces chimiobibliothèques contiennent une diversité de molécules, il est nécessaire d’optimiser les ressources et le temps. Par conséquent, le test de plaque peut servir de méthode pour aider à filtrer rapidement de nouvelles molécules bioactives contre divers agents pathogènes, tels que T. gondii.
Le test de plaque est une méthode in vitro qui utilise le cycle lytique des agents pathogènes intracellulaires pour quantifier la concentration de pathogènes dans une monocouche cellulaire, entraînant la formation de plaques nécrotiques au fil dutemps 23. La première étude utilisant la technique du test de plaque remonte au début de la seconde moitié du XXe siècle, lorsque l’équipe de Renato Dulbecco a utilisé des monocouches de fibroblastes de poulet infectés par le virus de l’encéphalomyélite équine occidentale pour démontrer la proportionnalité entre le nombre de plaques nécrotiques formées et la concentration du virus16. L’utilisation de cette technique chez T. gondii a également été bien décrite, comme l’ont déjà expliqué Ufermann et sescollaborateurs 23.
L’une des premières études utilisant le test de plaque pour observer une réponse dans l’inhibition de T. gondii face à différentes concentrations de molécules a été réalisée par Roberts et al. en 197617. Bien que le test de plaque soit largement utilisé pour la titragevirale 16,24, cette méthode n’a été employée que par quelques groupes de recherche pour évaluer l’activité anti-T. gondii des molécules 21,22,25,26,27. À la recherche d’un test permettant de tester des bibliothèques de composés à haut débit, utilisant des matériaux peu coûteux et un laboratoire simple, le test de plaque a été exploré comme alternative au dépistage de drogues en laboratoire de routine. Cela a conduit à l’établissement d’un protocole optimisé permettant l’évaluation simultanée de l’activité de différentes molécules à l’aide de matériaux simples et d’un système d’acquisition d’images, produisant des résultats rapides et reproductibles. Ainsi, nous décrivons ici le protocole détaillé, validé dans notre laboratoire, pour aider d’autres groupes à dépister de nouvelles molécules bioactives contre les tachyzoïtes de T. gondii.
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La manipulation des parasites et des cultures cellulaires, ainsi que l’élimination et la destination des déchets, ont été réalisées conformément à la législation brésilienne, comme l’exige l’Agence nationale de surveillance sanitaire (ANVISA) RDC n° 222/2018. Toutes les procédures étaient supervisées par le Comité interne de biosécurité (CIBio) de l’ICB-UFMG. Cette étude n’implique pas l’utilisation d’animaux, d’humains ou d’organismes génétiquement modifiés. Des subventions du CNPq, du CAPES et du FAPEMIG ont soutenu ce travail. ESMD (CNPq 308082/2023-0) et RWAV (CNPq 305574/2021-3) sont des boursiers CNPq en productivité. Les réactifs et l’équipement utilisés sont listés dans le tableau des matériaux.
1. Préparation du support RPMI-1640 renforcé
REMARQUE : Le milieu RPMI-1640 a été initialement développé pour la culture des cellules leucémiques humaines en suspension et en monocouche. Cependant, des études ultérieures ont démontré son adéquation à diverses cultures cellulaires de mammifères.
2. Préparation du PBS (1x)
REMARQUE : Pour préparer 1 L de solution saline tamponnée phosphate (PBS) à pH 7,2 et 25 °C, suivez les étapes ci-dessous.
3. Préparation d’une solution de formaldéhyde à 4 %
4. Préparation de la solution d’origine des molécules actives
REMARQUE : Vérifiez la solubilité des molécules contenues dans le DMSO, le DMF, l’éthanol ou l’eau, et sélectionnez le solvant le plus adapté. Pour minimiser les effets potentiels de toxicité des diluants sur les parasites, la solution d’étape doit être au moins 1000 fois plus concentrée que la concentration la plus élevée du composé à tester. Par exemple, si la concentration la plus élevée à tester est de 1 μM, la solution d’origine doit être d’au moins 1 mM. Pour préparer une solution d’origine de 10 mM, suivez les étapes ci-dessous :
5. Culture cellulaire
6. Préparation des plaques de culture
7. Culture in vitro de la tachyzoïte
REMARQUE : Pour le test de plaque, nous recommandons la souche RH de T. gondii.
8. Quantification de la tachyzoïte
9. Préparation du test de plaque pour les molécules actives de créacement, à partir d’une chimiobibliothèque
REMARQUE : Ce test vise à identifier les molécules qui réduisent la prolifération de T. gondii de plus de 50 % à une concentration de 1 μM. Avant d’initier ce test, un test de cytotoxicité (par exemple, méthode MTS ou méthode MTT) doit être réalisé afin de s’assurer que les concentrations de composé utilisées dans le test de plaque ne sont pas toxiques pour les cellules hôtes.
10. Coloration de plaques au violet cristal et acquisition d’images
11. Essai de réversibilité
REMARQUE : L’objectif principal du test de réversibilité avec les tachyzoïtes de T. gondii est de déterminer si la capacité de prolifération des parasites traités est complètement abolie ou réduite après le retrait des composés du milieude culture 31.
12. Analyse d’image utilisant le logiciel ImageJ

Figure 1 : Analyse étape par étape des résultats dans le logiciel ImageJ. (A) Sélection de l’outil « ovale ». (B) Sélection de la zone d’intérêt de l’image. (C) Nouvelle fenêtre d’image (Ctrl + N) avec les réglages recommandés. (D) Étapes pour « Analyse de seuil après avoir collé la zone d’intérêt dans la nouvelle fenêtre d’image. (E) Huang et sélection des options rouges dans la fenêtre Seuil, ce qui fait que toutes les zones blanches sont remplies en rouge. (F) Séquence des étapes utilisées pour « Analyser les particules ». (G) Le réglage utilisé pour analyser les particules. (H) Le résultat du pourcentage de la superficie totale détruite est affiché dans la fenêtre de résumé. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.
13. Analyse statistique
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Pour évaluer le test de plaque après traitement, les contrôles positifs (cellules infectées par les tachyzoïtes et non traitées) et négatifs (cellules non infectées avec 0,1 % de DMSO) sont essentiels. À la fin de l’expérience, le puits témoin positif doit présenter des espaces vides bien définis avec des restes de cellules adhérées (Figure 2). En revanche, le puits de contrôle négatif doit afficher une monocouche intacte sans espaces vides. Le contrôle négatif est crucial pour confirmer l’i...
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La standardisation de nouveaux protocoles pour les tests antiprolifératifs constitue une étape fondamentale pour faire progresser la recherche scientifique sur l’identification des futurs médicaments. Le protocole présenté ici propose une approche alternative à l’évaluation in vitro de l’activité des molécules bioactives contre les tachyzoïtes de T. gondii. Étant donné que T. gondii est un parasite intracellulaire obligatoire qui locomote par motilité glissante...
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Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun conflit d’intérêts.
Les auteurs remercient également le financement du Conselho Nacional de Desenvolvimento e Pesquisa (CNPq), de la Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG) et de CAPES/PROEX. Les auteurs tiennent à remercier la Pró-Reitoria de Pesquisa de l’Universidade Federal de Minas Gerais pour son soutien à cette recherche. ESMD (CNPq 308082/2023-0) et RWAV (CNPq 305574/2021-3) sont des boursiers CNPq en productivité.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 0,05 % de trypsine-EDTA | Technologies de vie | 25300-062 | |
| Pipette sérologique de 10 mL | Olen | K17-110 | |
| Centrifugeuse à tube Falcon de 15 mL | Fanem | Modèle : 206 | |
| Pipette sérologique de 5 mL | Olen | K17-115 | |
| Plaque de culture à 6 puits | Sarstedt | 833920 | |
| Bilan analytique | Mettler Toledo ; | Modèle : AB204 Numéro de série : 1116473813 | |
| Antibiotique-Antimycotique (100X) | Technologies de vie | 15240-062 | |
| Pipette automatique | Kasvi | K1-AID | |
| Centrifugeuse | Eppendorf | Modèle 5415 R numéro de série : 0023591 | |
| Incubateur CO2 | PHC Corporation | Modèle n° : MCO-230AICUVL-PA Numéro de série : 210360090 | |
| Bouteille de culture 25 cm2 | Sarstedt | 833910 | |
| Diméthylsulfoxyde (DMSO) P.A. | Merck ; | 1,02,95,21,000 | |
| Ethanol P.A | Merck | 1,00,98,31,000 | |
| Sérum fœtal bovin (FBS) | Technologies de vie | 12657-029 | |
| Formaldéhyde 37-38 % | Panreac | 131328 | |
| GraphPad Prism ; | Logiciel GraphPad | - | Version 8.0.1 |
| ImageJ ; logiciels ; | - | - | Version 1.52e |
| Systèmes de documentation d’imagerie | Bio-Rad | Modèle : ; ChemiDoc MP Imaging System Numéro de série : 734BR2249 | |
| Hotte à écoulement laminaire | Veco do Brasil | Modèle : VLFS-09 | |
| L-glutamine 200 mM (100X) | Technologies de vie | 25030-081 | |
| Micro-tube 0,5 mL | Sarstedt | 72,699 | |
| Fibroblaste dermique humain normal néonatal (NHDF) | Lonza | CC-3132 | Généreusement fourni par la Dre Sheila Nardelli, de Fiocruz Paraná, Brésil |
| Chambre de Neubauer 0,100 mm 0,0025 mm2 | Nouvelle optique | 7301-1 | |
| Compteur | Micronal | Modèle : B374 Numéro de série : 30/37 | |
| Pipette 20-200 & micro ; L | Kasvi basic | 22032893 | |
| Pipette 2-20 & micro ; L | Labmate Pro | 656630226 | |
| Pipette ; 0.2-2 & micro ; L | Labmate Pro | 556610114 | |
| Pipette ; 1000-5 000 & micro ; L | Uniscience | YM4A021482 | |
| Pipette ; 100-1000 & micro ; L | Eppendorf Research plus | Q34354C | |
| Phosphate de potassium monobasique ; (KH2PO4) P.A ; | Synthé | 01F2002.01.AF | |
| RPMI-1640 moyen | Sigma-Aldrich & nbsp ; | R0883 | |
| Chlorure de sodium (NaCl) P.A. ; | Cromoline Quí ; mica Fina ; | - | |
| Dibase phosphate de sodium (Na2HPO4) P.A. | CRQ Produtos Quimicos Eireli | R2715920500 | |
| Conseil 1.000 & micro ; L | Sarstedt | 7,01,186 | |
| Conseil 10 & micro ; L | Sarstedt | 7,03,010 | |
| Pourboire 5 000 & micro ; L | Sarstedt | 70,11,83,001 | |
| Tip ; 200 & micro ; L | Sarstedt | 7,03,030 | |
| Pipette de transfert ; (3,5 mL) ; | Sarstedt | 86,11,71,001 | |
| Tube 15 mL | Sarstedt | 6,25,54,502 | |
| Cristal violet | Merck | 101408 | |
| Mélangeur vortex | Phoenix | Modèle : AP56 Numéro de série : 6633 | |
| Bain d’eau | Hemoquimica do Brasil | Modèle : HM1003 Numéro de série : 700001556 |
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