Trypanosoma cruzi is de veroorzaker van de ziekte van Chagas, die overwegend in Latijns-Amerika1voorkomt. T. cruzi heeft kenmerkende levenscyclus stadia tussen een insecten vector en een zoogdier gastheer2. T. cruzi repliceert als een epimastigote in de hepatopancreas van een bloedzuigende triatomine bug en onderscheidt zich in een infectieuze metacyclische trypomastigote in zijn achterhand voordat het wordt afgezet op een menselijke of dierlijke gastheer. Zodra de trypomastigote door de bijt plaats of door een slijmvlies in het gastlichaam komt, valt de parasiet in een holecel en transformeert in een flagella-loze ronde vorm genaamd een amastigote. De amastigote repliceert binnen de ontvangende cel en maakt uiteindelijk onderscheid in trypomastigote, die uit de ontvangende cel uitbarst en de bloedstroom binnenkomt om een andere hostcel te infecteren.
Aangezien momenteel beschikbare chemotherapeutische middelen, benznidazol en Nifurtimox, nadelige bijwerkingen veroorzaken en niet effectief in de chronische fase van de ziekte3, het is van groot belang om te identificeren van de nieuwe drug doelen tegen T. cruzi. In de afgelopen jaren is het CRISPR/Cas9 systeem uitgegroeid tot een krachtig instrument om genen knock-out effectief uit te voeren in T. cruzi, hetzij door transfectie van afzonderlijke of enkelvoudige plasmide (s) die Grna en Cas94bevatten, door stabiele expressie van Cas9 en daaropvolgende introductie van grna5,6,7 of transcriptie sjabloon van grna8, of door elektroporation van het voorgevormde grna/Cas9 RNP complex7,9. Deze technologische vooruitgang is zeer verwacht te versnellen van de drug target onderzoek in de ziekte van Chagas.
Om verder te gaan met de ontwikkeling van geneesmiddelen, is het cruciaal om de essentialiteit van het doel gen of de werkzaamheid van kandidaatstoffen in de amastigote van T. cruzite valideren, omdat het de replicatie fase van de parasiet is in de zoogdier gastheer. Echter, dit is een uitdagende taak, omdat amastigotes kan niet rechtstreeks worden gemanipuleerd als gevolg van de aanwezigheid van een obstructieve host-cel. In Leishmania, een nauw verwante protozoa parasiet tot T. cruzi, een Axenische amastigote kweekmethode werd ontwikkeld en is gebruikt in drug screening testen10,11,12, 13. Hoewel er enkele discrepanties in gevoeligheid voor verbindingen tussen Axenische amastigotes en intracellulaire amastigotes14, het vermogen om de Axenische cultuur te handhaven niettemin biedt waardevolle experimentele instrumenten om te bestuderen van de basis biologie van de klinisch relevante fase van Leishmania15,16. In het geval van T. cruzi, literaturen met betrekking tot de aanwezigheid van natuurlijk voorkomende extracellulaire amastigotes (EA)17 en in vitro productie van EA17,18,19 dateren uit decennia geleden. Daarnaast is het bekend dat EA een besmettelijke capaciteit heeft20, zij het minder dan die van trypomastigote, en het mechanisme van amastigote gastheer invasie is in de afgelopen jaren opgehelderd (beoordeeld door Bonfim-Melo et al.21). Echter, in tegenstelling tot Leishmania, was EA niet gebruikt als een experimenteel hulpmiddel in T. cruzi, vooral omdat EA werd beschouwd als een verplicht intracellulaire parasiet, en dus niet werd beschouwd als "replicatieve vorm" in een praktische Zin.
Onlangs heeft onze fractie voorgesteld om EA van T. cruzi te gebruiken als een temporale Axenische-cultuur22. Amastigotes van T. cruzi tulahuen stam kan repliceren vrij van gastheer cellen in verlicht medium bij 37 ° c voor maximaal 10 dagen zonder ernstige verslechtering of verlies van amastigote-achtige eigenschappen. Tijdens de host-vrije groeiperiode werd EA met succes gebruikt voor exogene genexpressie door conventionele elektroporation, drug titratie assay met trypanocidale verbindingen, en CRISPR/Cas9-gemedieerde Knockout, gevolgd door groei fenotype monitoring. In dit rapport beschrijven we het gedetailleerde protocol om in vitro afgeleide EA te produceren en om de Axenische amastigote in Knockout-experimenten te gebruiken.