Determinazione dell'efficienza dell'inibitore chimico contro la crescita intracellulare del Toxoplasma Gondii utilizzando un saggio di crescita basato su Luciferase

Melanie Key; Amy Bergmann; Chiara Micchelli; L. Brock Thornton; Sophie Millard; Zhicheng Dou

doi:10.3791/60985

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Articolo metodologico

Determinazione dell'efficienza dell'inibitore chimico contro la crescita intracellulare del Toxoplasma Gondii utilizzando un saggio di crescita basato su Luciferase

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DOI:

10.3791/60985

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29 aprile 2020

Melanie Key^*¹^,² , Amy Bergmann^*¹^,² , Chiara Micchelli¹^,² , L. Brock Thornton¹^,² , Sophie Millard¹^,² , Zhicheng Dou¹^,²

¹Department of Biological Sciences, Clemson University, ²Eukaryotic Pathogens Innovation Center, Clemson University

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Presentato qui è un protocollo per valutare l'efficacia dell'inibizione dei composti chimici contro la crescita intracellulare in vitro di Toxoplasma gondii utilizzando un analisi della crescita basata sulla luciferasi. La tecnica viene utilizzata per confermare la specificità dell'inibizione mediante la delezione genetica del gene bersaglio corrispondente. L'inibizione di LHVS contro la proteasi TgCPL viene valutata come esempio.

Abstract

Il toxoplasma gondii è un patogeno protozoo che colpisce ampiamente la popolazione umana. Gli attuali antibiotici utilizzati per il trattamento della toxoplasmosi clinica sono limitati. Inoltre, essi esibiscono effetti collaterali negativi in alcuni gruppi di persone. Pertanto, la scoperta di nuove terapie per la toxoplasmosi clinica è imperativa. Il primo passo dello sviluppo di nuovi antibiotici è quello di identificare composti chimici che mostrano un'elevata efficacia nell'inibizione della crescita dei parassiti utilizzando una strategia di screening ad alto throughput. Come agente patogeno intracellulare obbligato, Toxoplasma può replicarsi solo all'interno delle cellule ospiti, il che vieta l'uso di misurazioni ottiche di assorbimento come indicatore rapido della crescita. Presentato qui è un protocollo dettagliato per un saggio di crescita di luciferasi. Ad esempio, questo metodo viene utilizzato per calcolare il tempo di raddoppio dei parassiti Toxoplasma di tipo selvatico e misurare l'efficacia del morfnurea-leucyl-omofenicolo-vicinquel-vinile sulfone fenil (LHVS, un composto che mira la proteasi cisteina) per quanto riguarda l'inibizione della crescita intracellulare. È stato descritto anche un protocollo di eliminazione genica basato su CRISPR-Cas9 nel Toxoplasma che utilizza regioni omologhe da 50 bp per la ricombinazione dipendente dall'omologia (HDR). Quantificando i efficacidi di inibizione di LHVS in wild-type e TgCPL (Toxoplasma cathepsin L-like protease)-deficiente-deficiente parassiti, è dimostrato che LHVS inibisce la crescita del parassita di tipo selvatico più efficiente rispetto alla crescita zcpl, suggerendo che TgCPL è un obiettivo che LHVS si lega a Toxo. L'elevata sensibilità e il facile funzionamento di questo analisi della crescita di luciferasi lo rendono adatto per monitorare la proliferazione di Toxoplasma e valutare l'efficacia dei farmaci in modo ad alto consumo.

Introduzione

Toxoplasma gondii è un parassita intracellulare di grande successo che infetta circa un terzo della popolazione umana. Il suo alto tasso di trasmissione è principalmente dovuto alle sue diverse vie di trasmissione, tra cui il consumo di carne poco cotta, l'esposizione ai serbatoi di mammiferi e la trasmissione congenita durante la nascita. T. gondii provoca principalmente infezioni opportunistiche che possono portare a una grave morbilità e mortalità in individui immunocompromessi¹^,²^,³^,⁴^,⁵....