Descriviamo una tecnica di trasduzione rapida transitoria in diversi stadi di sviluppo di Echinococcus granulosus utilizzando vettori lentivirali di terza generazione.
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Articolo metodologico
Descriviamo una tecnica di trasduzione rapida transitoria in diversi stadi di sviluppo di Echinococcus granulosus utilizzando vettori lentivirali di terza generazione.
L'echinococcosi cistica o malattia idatide è una delle più importanti malattie parassitarie zoonotiche causate da Echinococcus granulosus, una piccola tenia ospitata nell'intestino dei canini. C'è un urgente bisogno di ricerca genetica applicata per comprendere i meccanismi di patogenesi e controllo e prevenzione delle malattie. Tuttavia, la mancanza di un efficace sistema di valutazione genica impedisce l'interpretazione diretta della genetica funzionale dei parassiti cestodi, compresa la specie Echinococcus . Il presente studio dimostra il potenziale della trasduzione transitoria del gene lentivirale nelle forme metacestolodiche e strobilate di E. granulosus. I protoscoleces (PSC) sono stati isolati dalle cisti idatide e trasferiti in specifici terreni di coltura bifasici per svilupparsi in vermi strobilati. I vermi sono stati trasfettati con lentivirus di terza generazione raccolti, insieme a cellule HEK293T come controllo del processo di trasduzione. Una fluorescenza pronunciata è stata rilevata nei vermi strobilati per 24 ore e 48 ore, indicando una trasduzione lentivirale transitoria in E. granulosus. Questo lavoro presenta il primo tentativo di trasduzione transitoria basata sul lentivirus nelle tenie e dimostra i risultati promettenti con potenziali implicazioni negli studi sperimentali sulla biologia dei vermi piatti.
L'echinococcosi cistica (CE) è una delle più importanti malattie da elminti causata da Echinococcus granulosus, una piccola tenia della famiglia Taeniidae 1,2. Sono stati condotti studi approfonditi sullo sviluppo immunodiagnostico e vaccinale per E. granulosus. Tuttavia, una conoscenza inadeguata delle basi molecolari della biologia dei parassiti pone importanti limitazioni nella diagnosi, gestione e prevenzione della malattia idatide 3,4,5,6.
Negli ultimi anni, a causa dello sviluppo del sequenziamento del genoma e dei metodi trascrittomici, una vasta gamma di studi molecolari è stata condotta sui platelminti da diversi gruppi di ricerca 7,8,9. Tuttavia, nel mondo dei parassiti, i progressi nella tecnologia di trasferimento genico nei vermi piatti parassiti sono ancora limitati rispetto ai metodi di trasduzione transitoria altamente riproducibili sviluppati per alcuni protozoi 10,11,12.
L'uso di sistemi di consegna virale è emerso come uno strumento essenziale per la consegna transgenica e le indagini geniche / proteiche negli ultimi due decenni13. Il lentivirus infetta sia le cellule in divisione che quelle non in divisione, rendendo così possibile infettare le cellule postmitotiche 14,15,16. Prove recenti indicano che l'utilizzo di un sistema di trasduzione basato su lentivirus nelle cellule di mammifero offre il potenziale per superare la maggior parte dei limiti delle precedenti tecniche di knock-in / knock-down. La progettazione e la costruzione di vettori lentivirali di espressione con marcatori molecolari appropriati, come l'espressione GFP, sono stati descritti in precedenza16. Pertanto, valutiamo la trasduzione transitoria lentivirale di un gene reporter GFP nei protoscoleces e nei vermi strobilati di E. granulosus.
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Questo studio è stato approvato dal National Institute for Medical Research Development e dal Research Ethics Review Committee, n. 958680. I lentivirus sono classificati come organismi BSL-2; quindi, tutte le procedure di coltura di laboratorio in questo protocollo sono state eseguite utilizzando pratiche di laboratorio sterili e condotte sotto una cappa a flusso laminare secondo le linee guida NIH. La Figura 1 mostra una presentazione schematica del protocollo di studio per i diversi stadi di E. granulosus .
1. Raccolta di cisti idatidi
2. Coltivazione bifasica di PSC di E. granulosus per ottenere vermi adulti
NOTA: le PSC isolate devono essere coltivate in condizioni sterili in un armadio a flusso laminare di classe II. Preparare separatamente le fasi solida e liquida del terreno di coltura bifasico prima di procedere ai passaggi successivi19.
3. Coltivazione monofasica di PSC di E. granulosus
4. Coltura cellulare per la produzione e la preparazione del virus
NOTA: Le cellule del rene embrionale umano 293T (HEK293T) sono state ottenute per la produzione di vettori dal Pathology and Stem Cell Research Center, Kerman University of Medical Sciences.
5. Produzione e preparazione del virus con i vettori lentivirali di terza generazione
NOTA: Il vettore di lentivirus pCDH513b (vettore di trasferimento) e PLPII, PLPI e PMD2G (vettori helper) sono stati utilizzati per esprimere il gene reporter GFP. Vedere la tabella dei materiali e la figura supplementare S1.
6. Trasduzione transitoria di diversi stadi di E. granulosus con il virus
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Qui, descriviamo una tecnica di trasduzione transitoria rapida ed efficiente in E. granulosus utilizzando vettori lentivirali di terza generazione. Abbiamo coltivato PSC in un terreno di coltura bifasico per ottenere vermi strobilati, come descritto in precedenza25,26. I protoscoleces si sviluppano in vermi strobilati dopo 6 settimane in vitro. Diversi stadi di E. granulosus sono stati osservati nel terreno di coltura bifasico, tra cui ...
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Comprendere le basi molecolari dei nematodi e la biologia di Platyhelminthes è fondamentale per comprendere la patogenicità dei parassiti zoonotici27. La mancanza di un efficace sistema di valutazione genica è un grosso ostacolo all'interpretazione diretta della genetica funzionale dei parassiti cestodi, tra cui la specie Echinococcus 12,27. Il presente studio dimostra l'eccellente potenziale del lentivirus nella trasduzione t...
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Gli autori non hanno conflitti di interesse da divulgare.
La ricerca riportata in questa pubblicazione è stata sostenuta dall'Elite Researcher Grant Committee con il numero di premio 958680 del National Institute for Medical Research Development (NIMAD), Teheran, Iran.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| piastre di coltura a 12 pozzetti | SPL Life Sciences | 30012 | |
| pallone di coltura da 25 cm2 | SPL Life Sciences | 70325 | |
| piastre di coltura a 6 pozzetti | SPL Life Sciences | 30006 | |
| Cloruro di calcio | Sigma-Aldrich | C4901-500G | Concentrazione di lavoro: 2,5 mM |
| CMRL 1066 medio | Thermo Fisher Scientific | 11530037 | |
| CO2 incubatore | memmert | ICO150 | |
| D-(+)-Glucosio | Sigma-Aldrich | G8270-1KG | |
| DMEM | Life Technology | 12100046 | |
| Bile | Isolato da un cane soppresso e sterilizzato da 0,2 μ m filtro siringa | ||
| Eosin Y | Sigma-Aldrich | E4009-5G | preparare lo 0,1% di Eosina per il test di esclusione |
| funzionante Siero fetale bovino (FBS) | DNAbiotech | DB9723-100ml | Inattivazione del calore di FBS (30 min in 40 ° C) |
| Siero fetale di vitello (FCS) | DNAbiotech | DB9724-100ml | Inattivazione termica di FCS (30 min in 40 ° C) |
| HEK293T cellule | BONbiotech | BN_0012.1.14 | Rene embrionale umano 293T |
| HEPES soluzione salina tamponata (HBS) | Sigma-Aldrich | 51558-50ML | 2x concentrato |
| Microscopio a fluorescenza invertita | OLYMPUS | IX51 | |
| Penicillina | Sigma-Aldrich | P3032-10MU | Concentrazione di lavoro: 100 UI/mL |
| Pepsina | Roche | 10108057001 | Concentrazione di lavoro: 2 mg/mL, pH 2 |
| Soluzione salina tamponata con fosfato (PBS) | DNAbiotech | DB0011 | Questo reagente si risolve in meno di 1 minuto in D.W |
| Polybrene (reagente di trasfezione) | Sigma-Aldrich | TR-1003-G | |
| RPMI medium | BioIdea | BI-1006-05 | |
| Bicarbonato di sodio (NaHCO3) | Sigma-Aldrich | S5761-1KG | |
| Streptomicina | Sigma-Aldrich | S9137-25G | Concentrazione di lavoro: 100 μ g/mL |
| Plasmide lentivirale di terza generazione (pCDH513b) | SBI System Biosciences (BioCat GmbH) | CD513B-1-SBI | Vettore di trasferimento (ottenuto commercialmente dal Dipartimento di Ricerca di Medicina Molecolare del Centro Accademico Iraniano per l'Istruzione, la Cultura e la Ricerca (ACECR), Mashhad, Iran) |
| Plasmide lentivirale di terza generazione (pLPI e pLPII) | Invitrogen (Life Technologies) | K4975-00 | Vettore helper (ottenuto commercialmente dal Dipartimento di Ricerca di Medicina Molecolare del Centro Accademico Iraniano per l'Educazione, la Cultura e la Ricerca (ACECR), Mashhad, Iran) |
| Plasmide lentivirale di terza generazione (pMD2G) | Addgene | Plasmid 12259 | Vettore helper (ottenuto commercialmente dal Dipartimento di Ricerca di Medicina Molecolare del Centro Accademico Iraniano per l'Istruzione, la Cultura e la Ricerca (ACECR), Mashhad, Iran) |
| Tris/EDTA Buffer (TE) | DNAbiotech | DB9713-100ml | |
| Tripsina | Sigma-Aldrich | T9935-50MG | 1x soluzioni di lavoro (pH 7,4– 7.6) |
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