ヒトの同時感染はin vitroで再現するのが困難です。しかし、ヒトマラリア原虫は、新たに分離されたヒト末梢血単核細胞がHIVに自然に感染したのと同様に、in vitroで容易に培養することができます。これは、HIVの同時感染の文脈でマラリア原虫に対する初期の免疫応答を研究するための優れたモデルを提供します。
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ヒトの同時感染はin vitroで再現するのが困難です。しかし、ヒトマラリア原虫は、新たに分離されたヒト末梢血単核細胞がHIVに自然に感染したのと同様に、in vitroで容易に培養することができます。これは、HIVの同時感染の文脈でマラリア原虫に対する初期の免疫応答を研究するための優れたモデルを提供します。
マラリアとHIVの同時感染は、健康上の優先事項としてますます高まっています。しかし、マラリアやHIVに関するほとんどの研究は、現在、それぞれの感染に個別に焦点を当てています。これらの病原体それぞれの疾患動態を独立して理解することは重要ですが、これらの病原体間の相互作用を調査し理解することも重要です。
私たちは、HIV感染の状況におけるマラリアに対する宿主の免疫反応を研究するために、HIV-マラリア同時感染の多用途のin vitroモデルを開発しました。私たちのモデルでは、細胞上清、細胞表面および細胞内タンパク質マーカー、およびRNA発現レベル中の分泌因子の研究が可能です。実験デザインと使用した方法は、ばらつきを制限し、データの信頼性と再現性を促進します。
このモデルで使用されるすべての病原体は、自然界のヒト病原体(熱帯熱マラリア原虫とHIV-1)であり、すべての感染細胞は自然に感染し、新鮮に使用されます。熱帯熱マラリア原虫に寄生したヒト赤血球をin vitroで連続培養して使用しています。私たちは、慢性的なHIV感染のボランティアから新たに分離された末梢血単核細胞を入手します。使用されるすべての条件には適切なコントロールがあり(熱帯熱マラリア原虫寄生菌と正常な赤血球)、すべてのHIV感染ドナーはHIV非感染コントロールを持っており、そこから細胞が同じ日に採取されます。このモデルは、HIV感染の状況におけるマラリア原虫とヒト免疫細胞との間の相互作用を研究するための現実的な環境を提供します。
同時感染、複数の同時感染症の感染は、自然環境では標準です。同時感染は、疾患の病理学上の各感染の臨床管理に大きな影響を持つことができます。同時感染、ワクチン及び薬物の有効性、ならびに診断試験の文脈では、悪影響を受けることができる(1に概説)。しかし、その重要性にもかかわらず、病原体研究の大半は、単一の感染を考慮します。
マラリアおよびHIV-1(HIV)は世界的に罹患率と死亡率の原因をリードしています。 10 -マラリアやHIVの地方的流行の領域は同時感染のリスクが何百万人もの人々を入れ、その結果、より重度の臨床疾患2のリスクが、広い地理的なオーバーラップを共有しています。 2疾患は否定的に相互作用します。 HIVに感染した個体は、より高いHIVウイルス負荷およびCD4 + T細胞数の一時的な減少をしながら、マラリア感染の間に見ることができますマラリア原虫の負担と臨床および重症マラリアのリスクが同時感染した個体2,3,5,7,8,10に高くなっています。 HIVは、マラリアの重症度を増加するメカニズムは完全に理解し、さらなる調査を保証されていません。
ここでは、マラリア、HIV同時感染をインビトロで研究することができる方法を記載している。具体的には、この方法は、HIV感染の文脈におけるマラリア特異的免疫応答の検査が可能になります。我々のプロトコルは、培養されたP.慢性的にHIVに感染したドナーからインビトロで単離新たに単離した末梢血単核細胞を用いた汎用性の高い共培養系(のPBMC)について説明熱帯熱マラリア原虫は赤血球(PfRBC)を寄生しました。これらの応答のHIV抗レトロウイルス療法の影響はまた、HIV(+)ドナー前および治療後からプロスペクティブに収集したPBMCを使用して検査することができます。
我々は、HIV感染の影響を調査するためにこのシステムを使用していますマラリア固有の自然免疫応答の11,12、およびNK細胞で損なわれることマラリア固有のIFNγおよびTNF応答を決定することができました、HIV(+)ドナー前後のHIV抗レトロウイルス療法からNKT細胞、γδT細胞。さらに、当社は、単球の機能はまた、HIV(+)ドナーにおいて減損が、後のHIV抗レトロウイルス療法を回復していると判断する。このシステムを使用することができました。
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このプロトコルは、寄生虫培養に使用される血清およびRBCのためのドナーの補充を必要とし、PBMCの単離のためのHIV(+)と非感染ドナー。機関審査委員会は、すべての研究を承認する必要があり、すべてのドナーは、血液採取の前にインフォームドコンセントを提供する必要があります。
注意:ヒトの血液サンプルと人間のマラリア原虫での作業は、予防措置が必要です。常にレベル2バイオセーフティキャビネットに白衣、手袋、作業を着用してください。人間のマラリアへの偶発的な経皮的曝露の場合には、予防的治療のための健康と安全に報告。さらなる安全性の考慮はまた、HIV(+)の血液を処理するための場所に置かれるべきです。バック閉じる白衣を着用してください。ダブル手袋(トップ手袋はラテックスであるべきです)。レベル2バイオセーフティキャビネット内のすべての処理を実行します。任意のガラスや、先がとがった物を使用しないでください。吸引器を使用しないでください。捨てる前に1時間の最低virox液や漂白のすべての汚染されたアイテムを配置します。使用後1時間viroxとUVとのすべての表面を洗浄します。各機関が続いする必要があり、独自の特定の生物学的安全性の規制があることに注意してください。可能な暴露後予防の評価および検討のための健康と安全へのHIV感染血液へのすべての偶発的暴露を報告します。
注:Pの異なる株を熱帯熱マラリア原虫が存在します。 ITGは、これらの実験に使用したが、異なる株を使用することができます。凍結融解の熱帯熱マラリア原虫寄生虫に優れた命令は、MR4のウェブサイト13でご利用いただけます。
1.マラリア原虫の文化のためのRPMI-Aを作ります
寄生虫の文化のための準備2.ヒト赤血球
注:血液ドナー型O.でなければなりません
3.パラサイト文化の維持
4.パラサイト同期
注意:T前日彼は、実験アラニンで処理することによって寄生虫文化を同期します。リングステージ寄生虫と感染していないRBCのみがこの治療を生き残ります。アラニンの同期はあなたの共培養実験に使用することができ、次の日に、純粋な栄養型文化を与えます。リング期寄生虫の大半が含まれている寄生虫の文化で開始することを確認します。
共培養実験のための5寄生虫とRBC準備
ヒト末梢血単核細胞(PBMC)の単離6。
7.マラリア/ HIV同時感染の文化
8.検出マラリア免疫応答の
注:限り4として日間共培養実験を行います。いいえ培地交換はこの時間の間に必要とされません。最適な時点は、目的の細胞型と尋ねた質問に依存します。リンパ球の応答は最高72〜96時間で観察された12〜48時間のインキュベーションは、PfRBCsへの単球の応答に最適です。時点は、実験の質問に基づいて最適化する必要があります。インタクトPfRBCのPBMCとの間の相互作用が重要である場合は、より短い期間(2-4時間)を使用することができます。
Pで PBMC共培養を用いて細胞に特異的Ccytokine応答9.細胞内フローサイトメトリー熱帯熱マラリア原虫感染赤血球
注:共培養の長さは、上述したように、目的の細胞型に依存します。短い潜伏期間をPfRBCする単球の反応に興味があれば必要とされています。先天性リンパ球応答は、CD4およびCD8 T細胞の静止長いT細胞、NK細胞、NKT細胞)γδ、及びための時間が長くなります。最適化が必要となります。
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グラフは、NKT細胞の集団を得るためにCD56 + CD3 +γδ-ゲートを使用して、NKT細胞からのIFNγ産生( 図2)のレベルを示している(データは示さず)。細胞は染色前に72時間培養しました。一度染色100,000 CD3 +細胞は、NK、NKTおよびγδ細胞(目的の細胞)の十分な大きさの集団を得るために、フローサイトメーターで得ました。 5600 NKT細胞の最小値を各グラフに表示されます。 TNF産生は、同様の方法で得られた(データは示さず)。 ( - )PfRBCに曝露された個体のグラフは明らかにIFNγ産生がHIVに比べて、HIV(+)個体由来の細胞では低くなっていることを示しています。
フローサイトメトリー分析は非常に主観的です。これは、各実験のためのすべての適切な制御を有することが不可欠である( 図2参照)。バックグラウンドレベルは、サイトカイン染色の真の表現を可能にするFMOサンプルを用いて計算されます。PMA /イオノマイシンで刺激された細胞は、陽性対照として使用した(データは示さず)。 P...
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我々のプロトコルは、最も現実的に、インビトロでの HIV-マラリア同時感染を研究するために最適化されています。まず、新鮮なヒト赤血球と血清はマラリア原虫の培養に必要とされます。これは、マラリア原虫の健常者集団を得ることが不可欠です。サイトカイン産生をはるかに迅速かつ強烈であるとしてライブPを使用したとき寄生虫溶解物は、ライブ寄生虫の代わりに使用することはできません熱帯熱マラリア原虫は 、RBC(PfRBC)17,18を感染させました。また、NK細胞のような細胞型の活性化は、全体PfRBCsを必要とし、寄生虫の溶解物を効率的に動作しません。これはPfRBCと白血球との間の直接接触の必要性であり得るか、または細胞表面受容体18と相互作用寄生虫由来のリガンドの不安定な性質に起因し得ます。マラリアPfRBCの培養もよく、実験前に(プロトコル4)を同期させる必要があります。同期PfRBCsは、実験データの再現性を向上させます。このプロトコルが、デ律共培養のための栄養型の段階PfRBCの使用は、それが簡単にリングステージPfRBCの研...
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著者らは開示するものは何もない。
C.A.M.F.とL.S.は、プロトコールの設計、データの取得と分析、および記事の起草に参加しました。
著者は、Dr. Kain、Dr. Loutfy、Dr. Wasmuth、Dr. Ayiの貢献に感謝したいと思います。
C.F.は、CTN/Ontario HIV Treatment Network(OHTN)のポスドクフェローシップによって支援されました。L.S.は、OHTN Junior Investigator Development Awardによって支援されています。本研究は、カナダ衛生研究所(CIHR)の運営助成金(MOP-13721および115160)とCIHR New Investigator Catalyst助成金の支援を受けました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| アラニン | Sigma | A7377 | |
| 抗体 (他の表を参照) | |||
| BD Cytofix/Cytoperm with BD GolgiPlug | BD | 555028 | には、ブレフェルジン A、Cytofix/Cytoperm バッファー、パーマ/洗浄バッファー |
| BD Vacutainer ACD Solution A | BD | 364506 | |
| BD Vacutainer ヘパリンナトリウム | BD | 17-1440-02 | |
| DPBS (カルシウム、マグネシウムなし) | Corning | 21-031-CV | |
| Fetal Bovine Serum | Sigma | F1051 | heat inactivated before use |
| Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare | 17-1440-02 | |
| gentamycin (10 mg/ml) | Gibco | 15710-064 | |
| Hema3 Staining Set | Fisher | 122-911 | |
| HEPES | Fisher | BP310-500 | |
| ヒポキサンチン | Σ | H9636 | |
| イオノマイシン | Σ | I3909 | |
| MEM 非必須アミノ酸 (10 mM) | Gibco | 11140 | |
| PMA | Σ | P8139 | |
| RPMI-1640 粉末 | Life-Technologies | 31800-022 | |
| RPMI-1640 L-グルタミンと HEPES | サーモScientific | SH30255.01 | |
| 重炭酸ナトリウム (粉末、細胞培養) | Sigma | S5761 | |
| ピルビン酸ナトリウム (100 mM) | Gibco | 11360 | |
| Tris (Trizma base) | Sigma | T6066 | |
| Trizol | Ambion | 15596018 | |
| Trypan Blue (0.4%) | Gibco | 15250-061 | |
| BD CompBead | BD | 552843、552845 | は使用される抗体に依存します |
| 寄生虫ガス混合物 | 特注 | 3%CO2、1%O2、バランスN2 | |
| Equipment | |||
| 0.2 μmフィルターユニット | |||
| ガラススライド | |||
| T25フラスコ | |||
| T75フラスコ | |||
| 50mlチューブ | |||
| 24ウェル培養プレート | |||
| プラグを抜いた パスツールピペット | |||
| プラグを差し込んだパスツールピペット | |||
| 滅菌トランスファーピペット | |||
| 血球計算盤 | |||
| フローサイトメーター (3レーザー) | |||
| <ストロング>フローサイトメトリーに使用される抗体 | |||
| アンチTNF | eBiosciences | 551487 | FITC(蛍光色素) 2 μl |
| アンチIFNγ | Biolegend | 506507 | PE(蛍光色素) 20 μl |
| 抗CD8 | バイオレジェンド | 300914 | PE-Cy7(蛍光色素) 1 μl |
| 抗CD14 | バイオレジェンド;BDバイオサイエンス | 325624;551487 | ビオチン(蛍光色素) 0.5 μl ストレプタビンPE-TR(蛍光色素) 0.1 μl |
| 抗CD56 | バイオレジェンド | 318322 | PerCP/Cy5.5(蛍光色素) 5 μl |
| アンチ-γδ | Biolegend | 331212 | APC(蛍光色素分子) 5 μl |
| 抗CD3 | バイオレジェンド | 300426 | APC-Cy7(蛍光色素) 5 μl |
| 抗CD4 | バイオレジェンド | 317424 | パシフィックブルー(蛍光色素) 1 μL |
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