We beschrijven een snelle transiënte transductietechniek in verschillende ontwikkelingsstadia van Echinococcus granulosus met behulp van lentivirale vectoren van de derde generatie.
Method Article
We beschrijven een snelle transiënte transductietechniek in verschillende ontwikkelingsstadia van Echinococcus granulosus met behulp van lentivirale vectoren van de derde generatie.
Cystische echinokokkose of hydatidziekte is een van de belangrijkste zoönotische parasitaire ziekten veroorzaakt door Echinococcus granulosus, een kleine lintworm in de darm van honden. Er is dringend behoefte aan toegepast genetisch onderzoek om de mechanismen van pathogenese en ziektebestrijding en -preventie te begrijpen. Het ontbreken van een effectief genevaluatiesysteem belemmert echter de directe interpretatie van de functionele genetica van cestodeparasieten, waaronder de Echinococcus-soorten . De huidige studie toont het potentieel aan van lentivirale gentransiënte transductie in de metacestode en gestrobileerde vormen van E. granulosus. Protoscoleces (PSC's) werden geïsoleerd uit hydatid cysten en overgebracht naar specifieke bifasische kweekmedia om zich te ontwikkelen tot gestrobileerde wormen. De wormen werden getransfecteerd met geoogst lentivirus van de derde generatie, samen met HEK293T-cellen als transductieprocescontrole. Een uitgesproken fluorescentie werd gedetecteerd in de gestrobileerde wormen gedurende 24 uur en 48 uur, wat wijst op voorbijgaande lentivirale transductie in E. granulosus. Dit werk presenteert de eerste poging tot lentivirus-gebaseerde transductie in lintwormen en toont de veelbelovende resultaten met mogelijke implicaties in experimentele studies over platwormbiologie.
Cystische echinokokkose (CE) is een van de belangrijkste helmintziekten veroorzaakt door Echinococcus granulosus, een kleine lintworm binnen de familie Taeniidae 1,2. Uitgebreide studies over immunodiagnostische en vaccinontwikkeling voor E. granulosus zijn uitgevoerd. Onvoldoende kennis over de moleculaire basis van parasietbiologie vormt echter grote beperkingen in de diagnose, het beheer en de preventie van hydatidziekte 3,4,5,6.
In de afgelopen jaren is, als gevolg van de ontwikkeling van genoomsequencing en transcriptomische methoden, een breed scala aan moleculaire studies uitgevoerd op platwormen door verschillende onderzoeksgroepen 7,8,9. In de wereld van parasieten is de vooruitgang in genoverdrachtstechnologie bij parasitaire platwormen echter nog steeds beperkt in vergelijking met de zeer reproduceerbare transductiemethoden die zijn ontwikkeld voor sommige protozoa 10,11,12.
Het gebruik van virale toedieningssystemen is de afgelopen twee decennia naar voren gekomen als een essentieel hulpmiddel voor transgene levering en gen / eiwitonderzoeken13. Lentivirus infecteert zowel delende als niet-delende cellen, waardoor het mogelijk is om postmitotische cellen 14,15,16 te infecteren. Recent bewijs geeft aan dat het gebruik van een op lentivirus gebaseerd transductiesysteem in zoogdiercellen het potentieel biedt om de meeste beperkingen van eerdere knock-in / knock-down-technieken te overwinnen. Het ontwerp en de constructie van expressie lentivirale vectoren met geschikte moleculaire markers, zoals GFP-expressie, zijn eerder beschreven16. Daarom evalueren we lentivirale transiënte transductie van een GFP reporter-gen in de protoscoleces en gestrobileerde wormen van E. granulosus.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Deze studie werd goedgekeurd door het National Institute for Medical Research Development en de Research Ethics Review Committee, nr. 958680. Lentivirussen zijn geclassificeerd als BSL-2 organismen; daarom werden alle laboratoriumkweekprocedures in dit protocol uitgevoerd met behulp van steriele laboratoriumpraktijken en uitgevoerd onder een laminaire stromingskap volgens de NIH-richtlijnen. Figuur 1 toont een schematische presentatie van het onderzoeksprotocol voor de verschillende E. granulosusstadia .
1. Hydatid cysten verzamelen
2. Bifasische teelt van PSC's van E. granulosus om volwassen wormen te verkrijgen
OPMERKING: Geïsoleerde PSC's moeten in steriele omstandigheden worden gekweekt onder een laminaire stromingskast klasse II. Bereid de vaste en vloeibare fasen van het bifasische kweekmedium afzonderlijk voor voordat u doorgaat naar de volgende stappen19.
3. Monofasische teelt van psc's van E. granulosus
4. Celkweek voor virusproductie en -bereiding
OPMERKING: Menselijke embryonale nier 293T (HEK293T) cellen werden verkregen voor vectorproductie van het Pathology and Stem Cell Research Center, Kerman University of Medical Sciences.
5. Productie en bereiding van het virus met de lentivirale vectoren van de derde generatie
OPMERKING: De lentivirusvector pCDH513b (transfervector) en PLPII, PLPI en PMD2G (helpervectoren) werden gebruikt om het GFP-reportergen tot expressie te brengen. Zie de tabel met materialen en aanvullende figuur S1.
6. Voorbijgaande transductie van verschillende stadia van E. granulosus met het virus
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Hier beschrijven we een snelle en efficiënte transiënte transductietechniek in E. granulosus door gebruik te maken van lentivirale vectoren van de derde generatie. We kweekten PSC's in een bifasisch kweekmedium om gestrobileerde wormen te verkrijgen, zoals eerder beschreven25,26. Protoscoleces ontwikkelen zich na 6 weken in vitro tot gestrobileerde wormen. Verschillende stadia van E. granulosus werden waargenomen in het bifasische kweek...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Het begrijpen van de moleculaire basis van nematoden en Platyhelminthes biologie is cruciaal voor het begrijpen van de pathogeniciteit van zoönotische parasieten27. Het ontbreken van een effectief genevaluatiesysteem is een groot obstakel voor de directe interpretatie van functionele genetica van cestodeparasieten, waaronder Echinococcus-soorten 12,27. De huidige studie toont het uitstekende potentieel van lentivirus in E. gra...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
De auteurs hebben geen belangenconflicten te onthullen.
Onderzoek gerapporteerd in deze publicatie werd ondersteund door Elite Researcher Grant Committee onder toekenningsnummer 958680 van het National Institute for Medical Research Development (NIMAD), Teheran, Iran.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 12-well culture plates | SPL Life Sciences | 30012 | |
| 25 cm2 culture flask | SPL Life Sciences | 70325 | |
| 6-well culture plates | SPL Life Sciences | 30006 | |
| Calcium chloride | Sigma-Aldrich | C4901-500G | Werkconcentratie: 2,5 mM |
| CMRL 1066 medium | Thermo Fisher Scientific | 11530037 | |
| CO2 incubator | memmert | ICO150 | |
| D-(+)-Glucose | Sigma-Aldrich | G8270-1KG | |
| DMEM | Life Technology | 12100046 | |
| Dog bile | Geïsoleerd uit een geëuthanaseerd hond en gesteriliseerd door 0,2 μm spuitfilter | ||
| Eosin Y | Sigma-Aldrich | E4009-5G | Bereid 0,1% Eosin voor uitsluitingstest |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | DNAbiotech | DB9723-100ml | Hitte-inactivatie van FBS (30 min in 40 °C) |
| Fetal Calf Serum (FCS) | DNAbiotech | DB9724-100ml | Hitte-inactivatie van FCS (30 min in 40 °C) |
| HEK293T cells | BONbiotech | BN_0012.1.14 | Human embryonic kidney 293T |
| HEPES buffered saline (HBS) | Sigma-Aldrich | 51558-50ML | 2x concentraat |
| Inverted fluorescence microscope | OLYMPUS | IX51 | |
| Penicillin | Sigma-Aldrich | P3032-10MU | Werkconcentratie: 100 IE/mL |
| Pepsin | Roche | 10108057001 | Werkconcentratie: 2 mg/mL, pH 2 |
| Phosphate-buffered saline (PBS) | DNAbiotech | DB0011 | Dit reagens lost in minder dan 1 min in D.W |
| Polybrene (transfectiereagens) | Sigma-Aldrich | TR-1003-G | |
| RPMI medium | BioIdea | BI-1006-05 | |
| Sodium bicarbonate (NaHCO3) | Sigma-Aldrich | S5761-1KG | |
| Streptomycin | Sigma-Aldrich | S9137-25G | Werkconcentratie: 100 μg/mL |
| Third-generation lentiviral plasmid (pCDH513b) | SBI System Biosciences (BioCat GmbH) | CD513B-1-SBI | Transfer vector (commercieel verkregen van Molecular Medicine Research Department van Iranian Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Mashhad, Iran) |
| Third-generation lentiviral plasmid (pLPI en pLPII) | Invitrogen (Life Technologies) | K4975-00 | Helper vector (commercieel verkregen van Molecular Medicine Research Department van Iranian Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Mashhad, Iran) |
| Third-generation lentiviral plasmid (pMD2G) | Addgene | Plasmid 12259 | Helper vector (commercieel verkregen van Molecular Medicine Research Department van Iranian Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Mashhad, Iran) |
| Tris/EDTA Buffer (TE) | DNAbiotech | DB9713-100ml | |
| Trypsin | Sigma-Aldrich | T9935-50MG | 1x werkoplossingen (pH 7,4–7,6) |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission