Summary

Un modello di ratto di infezione cerebrale EcoHIV

Published: January 21, 2021
doi:

Summary

Qui, presentiamo un protocollo per stabilire un nuovo modello di ratto di infezione attiva da HIV utilizzando l’HIV chimerico (EcoHIV), che è fondamentale per migliorare la nostra comprensione dei serbatoi virali dell’HIV-1 nel cervello e offrire un sistema per studiare i disturbi neurocognitivi associati all’HIV e le comorbilità associate (cioè l’abuso di droghe).

Abstract

È stato ben studiato che il modello di topo infetto EcoHIV è di notevole utilità nello studio delle complicanze neurologiche associate all’HIV. L’istituzione del modello di ratto infetto EcoHIV per studi sull’abuso di droghe e sui disturbi neurocognitivi sarebbe utile nello studio dei disturbi neurocognitivi associati al neuroHIV e all’HIV-1 (HAND). Nel presente studio, dimostriamo la creazione di successo di un modello di ratto di infezione attiva da HIV utilizzando l’HIV chimerico (EcoHIV). In primo luogo, il costrutto lentivirale di EcoHIV è stato confezionato in celle colturate da 293 FT per 48 ore. Quindi, il mezzo condizionale è stato concentrato e piastrellato. Successivamente, abbiamo eseguito iniezioni stereotassiche bilaterali dell’EcoHIV-EGFP nel tessuto cerebrale del ratto F344/ N. Una settimana dopo l’infezione, sono stati rilevati segnali di fluorescenza EGFP nel tessuto cerebrale infetto, indicando che EcoHIV induce con successo un’infezione attiva da HIV nei ratti. Inoltre, è stata eseguita l’immunostaining per il marcatore cellulare microgliale, Iba1. I risultati indicavano che le microglia erano il tipo di cellula predominante che ospitava EcoHIV. Inoltre, i ratti EcoHIV hanno mostrato alterazioni nell’elaborazione temporale, un potenziale meccanismo neurocomportamentale sottostante della MANO e disfunzione sinaptica otto settimane dopo l’infezione. Collettivamente, il presente studio estende il modello EcoHIV dell’infezione da HIV-1 al ratto offrendo un prezioso sistema biologico per studiare i serbatoi virali dell’HIV-1 nel cervello, nonché la MANO e le comorbilità associate come l’abuso di droghe.

Introduction

I sistemi biologici hanno migliorato la nostra comprensione dei disturbi neurocognitivi associati all’HIV-1 (HAND) e dei loro meccanismi neurali sottostanti2. La determinazione del sistema biologico più appropriato per un dato studio dipende spesso dalla questione dell’interesse2. La limitazione della gamma di modelli animali ospiti sfida gli studi sullo sviluppo della malattia dell’HIV-1. Per indagare la replicazione virale e la patogenesi dell’HIV-1, Potash etal. Dopo iniezioni di vene della coda nei topi dell’HIV chimerico (EcoHIV), sono state osservate molte caratteristiche simili a quelle degli individui sieropositivi HIV-1 (ad esempio linfociti infetti e macrofagi, mirati per risposte immunitarie antivirali einfiammazione 3,5,6).

Sebbene topi e ratti siano entrambi membri dei Muridae, le differenze fondamentali delle specie possono influenzare la loro idoneità per specifiche domande sperimentali7. Pertanto, l’estensione del modello di infezione EcoHIV ai ratti (comunemente usato negli studi sull’abuso di droghe e sui disturbi neurocognitivi) sarebbe vantaggiosa nello studio del neuroHIV. Ad esempio, le loro dimensioni maggiori rendono più pratico l’impianto giugulare del catetere per le procedure di auto-somministrazionedei farmaci 8. Le tecniche di auto-somministrazione dei farmaci nei ratti sono state utilizzate per valutare la motivazione nell’HIV-19. Inoltre, molti compiti neurocognitivi / comportamentali sono stati inizialmente progettati per i ratti10. Qui, segnalamo l’utilizzo di iniezioni stereotassiche di EcoHIV nei ratti per estendere il modello di infezione EcoHIV e offrire un’opportunità chiave per affrontare nuove domande relative al neuroHIV e alla MANO.

Protocol

Tutti i protocolli sugli animali sono stati esaminati e approvati dal Comitato per la cura e l’uso degli animali presso l’Università della Carolina del Sud (numero di garanzia federale: D16-00028). Sei ratti adulti F344/N maschi sono stati alloggiati in un ambiente controllato sotto una luce 12/12: ciclo scuro con accesso ad libitum a cibo e acqua. Tutti gli animali sono stati curati utilizzando le linee guida stabilite dagli Istituti Nazionali di Sanità nella Guida per la cura e l’uso degli animali da laboratorio….

Representative Results

Il mezzo condizionato è stato raccolto dal lentivirus delle cellule 293FT infettate da EcoHIV-EGFP. Successivamente, è stato concentrato e titerato, quindi iniettato stereotassicamente nel cervello (regione corticale) dei ratti F344 / N. Sette giorni dopo l’iniezione, i ratti sono stati sacrificati e le immagini sono state prese da fette cerebrali coronali che vanno dal bregma 5,64 mm al bregma -4,68 mm. Nella figura 1A, ci sono significativi segnali EcoHIV-EGFP in tutto il cervello, speci…

Discussion

In questo protocollo, abbiamo stabilito un modello di infezione da HIV indotto da EcoHIV nei ratti. In particolare, abbiamo descritto un’iniezione stereotassica bilaterale di EcoHIV nella corteccia che ha indotto con successo l’infezione attiva da HIV nel cervello del ratto 7 giorni dopo l’iniezione. Inoltre, dimostriamo che l’infezione da EcoHIV nei ratti potrebbe essere un buon sistema biologico per studiare gli aspetti chiave della MANO. Otto settimane dopo l’infezione da EcoHIV, i ratti hanno mostrato significativi d…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato finanziato da sovvenzioni NIH HD043680, MH106392, DA013137 e NS100624.

Materials

293FT cells ThermoFisher Scientific R70007
Antibiotic-Antimycotic solution Cellgro 30004CI 100X
Corning BioCoatGelatin 75cm² Rectangular Canted Neck Cell Culture Flask with Vented Cap Life Technologies 354488
Corning DMEM with L-Glutamine, 4.5 g/L Glucose and Sodium Pyruvate Life Technologies 10013CV
Cover glass VWR 637-137
drill
Dumont #5 Forceps World Precision Instruments 14095
Dumont #7 Forceps World Precision Instruments 14097
Eppendorf Snap-Cap Microcentrifuge Biopur Safe-Lock Tubes Life Technologies 22600028
Ethicon Vicryl Plus Antibacterial, 4-0 Polyglactin 910 Suture, 27in. FS-2 Med Vet International VCP422H
Hamilton syringe Hamilton 1701
Invitrogen Lipofectamine 3000 Transfection Reagent Life Technologies L3000015
Iris Forceps World Precision Instruments 15914
Iris Scissors World Precision Instruments 500216
Lentivirus-Associated p24 ELISA Kit Cell Biolabs, inc. VPK-107-5
Lenti-X Concentrator Takara PT4421-2
Opti-MEM I Reduced Serum Medium Life Technologies 11058021
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich 158127-500G
Paraformaldehyde Sigma P6148
ProLong Gold Fisher Scientific P36930
Sevoflurane Merritt Veterinary Supply 347075
stereotaxic apparatus Kopf Instruments Model 900
SuperFrost Plus Slides Fisher Scientific 12-550-154%
Vannas Scissors World Precision Instruments 500086

Riferimenti

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Citazione di questo articolo
Li, H., McLaurin, K. A., Mactutus, C. F., Booze, R. M. A Rat Model of EcoHIV Brain Infection. J. Vis. Exp. (167), e62137, doi:10.3791/62137 (2021).

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