Articolo metodologico

Visualizzazione dei batteri anaerobi internalizzati all'interno delle cellule endoteliali dell'ospite

8 luglio 2025

In questo articolo

Abstract

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Fonte: Wunsch, C. M. et. al., Porphyromonas gingivalis come organismo modello per la valutazione dell'interazione dei batteri anaerobi con le cellule ospiti. (2015)

In questo video, dimostriamo una procedura per visualizzare il Porphyromonas gingivalis internalizzato, un batterio patogeno anaerobico, all'interno di cellule endoteliali umane utilizzando la microscopia confocale. I batteri vengono colorati con un colorante fluorescente mentre il citoscheletro di actina delle cellule endoteliali dell'ospite viene marcato con un colorante fluorescente diverso. Il Porphyromonas gingivalis internalizzato all'interno delle cellule endoteliali viene visualizzato utilizzando la microscopia confocale.

Protocollo

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1. Internalizzazione di batteri in cellule ospiti (microscopia fluorescente)

Nota: P. gingivalis è marcato con 2',7'-Bis-(2-Carbossietil)-5-(e-6)-Carbossifluoresceina, Acetossimetil estere (BCECF-AM). BCECF-AM è un colorante non fluorescente permeabile alla membrana; la sua conversione in fluoresceina BCECF attraverso l'azione delle esterasi intracellulari può indicare la vitalità cellulare. P. gingivalis viene marcato con il colorante BCECF-AM e quindi utilizzato per infettare le cellule eucariotiche. Dopo l'infezione, le cellule vengono fissate e marcate con DAPI e TRITC-falloidina. La colorazione DAPI utilizzata per colorare il nucleo della cellula eucariotica etichetterà anche il nucleo della cellula batterica, fornendo una contromisura per identificare i batteri non vitali che non possono scindere metabolicamente BCECF-AM. Le cellule ospiti sono evidenziate con TRITC-falloidina, un colorante rosso di actina.

  1. Vetrini coprioggetti per autoclave. Aggiungere asetticamente i vetrini coprioggetti alle piastre a 12 pozzetti prima di seminare le cellule endoteliali a 5 x 104 cellule/pozzetto. (Preparato il giorno prima dell'esperimento)
  2. Preparare le cellule endoteliali su vetrini coprioggetti circolari da 18 mm (spessore #1,5) in piastre a 12 pozzetti come descritto sopra.
  3. Preparare batteri anaerobi cresciuti fino alla fase di metà log (OD660 = 0,5-0,7).
  4. Lavare i batteri 2 volte con PBS anaerobico centrifugando a 5.000 x g e sospendendo il pellet in PBS a 5-7 x 108 cellule/ml.
  5. Aggiungere 20 μl di 0,2 mM BCECF-AM a 2 ml di sospensione batterica (5-7 x 108 cellule/ml) a una concentrazione finale di BCECF-AM di 2 μM.
  6. Incubare a 37 °C per 30 minuti al buio.
  7. Trasferimento di piastre con cellule endoteliali seminate su vetrini circolari da 18 mm (spessore #1,5) dall'incubatore per colture tissutali alla camera anaerobica. Lavare con PBS e sostituire con VEGF anaerobico media.
    Nota: verificare che gli HUVEC siano sani al microscopio ottico. Gli HUVECS dovrebbero essere confluenti ~80%, la morfologia dovrebbe essere paragonabile a quella dei produttori.
  8. Centrifugare i batteri marcati a 5.000 x g per 10 minuti per rimuovere il colorante BCECF-AM residuo. Sospendere in 2 ml di terreno anaerobico in VEGF.
  9. Infettare le cellule ospiti con batteri marcati a MOI di 100:1 (batteri: ospite).
  10. Incubare in camera anaerobica a 37 °C per 30 min.
  11. Dopo l'infezione, lavare le cellule con PBS tre volte e fissarle in paraformaldeide al 4,0% appena preparata per 10 min.
    nota: Dopo aver fissato le cellule, gli esperimenti possono essere condotti al di fuori della camera anaerobica.
  12. Lavare i vetrini coprioggetti con PBS tre volte.
  13. Aggiungere 1 ml di Triton X-100 allo 0,2% per 10 min.
  14. Lavare i vetrini coprioggetti con PBS tre volte.
  15. Aggiungere 50 μl di falloidina TRITC (50 μg/ml) ai vetrini coprioggetti per 45 minuti.
  16. Lavare i vetrini coprioggetti tre volte, rimuoverli dalla piastra a 12 pozzetti e posizionarli su un vetrino con un supporto di montaggio soft-set contenente DAPI. Sigillare i lati con smalto per unghie.
    nota: I vetrini possono essere conservati per un paio di mesi al buio. Evitare l'esposizione alla luce per evitare il fotosbiancamento.
  17. Visualizzazione dei vetrini con un microscopio confocale.
    1. In questo caso, è possibile utilizzare un sistema spettrale a 34 canali (rivelatore array a 32 canali e due rivelatori PMT laterali, più un rivelatore a luce trasmessa) configurato attorno a un supporto AxioObserver (invertito) con uno stadio XY motorizzato. Il sistema dispone di cinque laser: diodo blu (405 nm), Argon multilinea (458, 488, 514 nm), diodo verde (561 nm), HeNe rosso (633 nm) e un laser pulsato da 440 nm. Equipaggia un sistema di imaging a fluorescenza con 2 rivelatori GaAsP ibridi (per FRET-FLIM).
    2. Rileva la fluorescenza da DAPI e TRITC in un canale utilizzando un filtro a doppia banda con lunghezze d'onda di eccitazione di 340-380 nm e 540-560 nm e un filtro di emissione rispettivamente di 435-485 nm e 570-590 nm. Rilevare la fluorescenza da BCECF-AM utilizzando un filtro con lunghezza d'onda di eccitazione di 440-500 nm e un filtro di emissione di 510-590 nm.
      nota: I controlli per BCECF-AM devono essere effettuati su ogni ceppo batterico studiato per garantire una corretta etichettatura dei batteri vitali. Innanzitutto, convalidare che i batteri non vitali siano DAPI-positivi e BCECF-negativi. In secondo luogo, assicurarsi che i batteri vivi possano metabolizzare BCECF-AM in fluoresceina BCECF. Potrebbe essere necessario testare concentrazioni variabili dei batteri o del colorante BCECF-AM per un'etichettatura ottimale.

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Dichiarazioni

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Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Camera anaerobica vinilica-Tipo BProdotti da laboratorio CoyIncubatrice modello 2000
TSA II Tripticasi Agar di Soia con 5% di sangue di pecoraBbl221261
Pool di cellule endoteliali della vena ombelicale umana a 10 donatoriTecnologia LifeLineFC-0044
VascuLife VEGF Medium Kit CompletoTecnologia LifeLineLL-0003
TrypKitsagola di salvataggioLL-0013
BCECF-AMTecnologie di vitaB1150
TRITC FalloidinaSigma-AldrichP1951
Vetrini coprioggetti circolari da 18 mmScienze della microscopia elettronicaCodice: 72222-01
Supporto di montaggio VectaShield con DAPILaboratori VectorH-1200

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Porphyromonas gingivalisEndothelial CellsConfocal MicroscopyBacterial InternalizationFluorescent StainingActin CytoskeletonAnaerobic BacteriaBCECF AMPhalloidinDAPI

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