De Aziatische tijgermug Aedes albopictus (Skuse) (Diptera: Culicidae), een belangrijke vector van het denguevirus (DENV) in Azië en andere delen van de wereld1, is een natuurlijke gastheer van twee soorten intracellulaire bacteriën, Wolbachia (wAlbA en wAlbB), die verspreid zijn over de kiembaan en somatisch weefsel 2,3. De Aa23-cellijn afgeleid van A. albopictus-embryo's bestaat uit ten minste twee morfologische celtypen, die beide infectie4 ondersteunen en kunnen worden genezen van inheemse Wolbachia-infectie met behulp van antibiotica (Aa23-T). Aangezien Aa23 alleen albbbehoudt, is het een bruikbaar model voor de studie van gastheer-endosymbionten interacties 4,5,6.
Wolbachia wordt door de moeder overgedragen en infecteert naar schatting 65% van de insectensoorten 8,9 en 28% van de muggensoorten10. Het infecteert een verscheidenheid aan weefsels en vormt een intieme symbiotische relatie met de gastheer, meestal induceren cytoplasmatische incompatibiliteit (CI)11 en populatievervanging door het manipuleren van het voortplantingssysteem van de gastheer12,13. Deze gastheerresponsen zijn waargenomen in natuurlijke populaties van Drosophila simulans14 en in A. aegypti in een laboratoriumkooi en veldproef15. Een belangrijke niet-productieve manipulatie die door Wolbachia wordt uitgelokt, is geïnduceerde gastheerresistentie tegen een verscheidenheid aan pathogenen, waaronder DENV, Chikungunya-virus (CHIKV) en West-Nijlvirus (WNV)16,17, dat kan worden gemedieerd door een verbeterd aangeboren immuunsysteem van de symbiont18,19, concurrentie tussen Wolbachia en virussen voor essentiële gastheerbronnen20, en manipulatie van gastheer virale verdedigingsroutes21 .
Dit protocol is ontwikkeld voor het bestuderen van deze onderliggende mechanismen van Wolbachia-geïnduceerde gastheer antivirale responsen. Het maakt gebruik van vier methoden voor de detectie van intracellulaire Wolbachia-infectie van Aa23-cellen. Deze methoden bieden een sterke theoretische basis voor studies van intracellulaire Wolbachia-infectie van andere gastheersoorten. De eerste methode, PCR - een krachtige techniek die de enzymatische amplificatie van specifieke DNA-regio's mogelijk maakt zonder gebruik te maken van conventionele kloonprocedures - werd gebruikt om Wolbachia-DNA te detecteren en de aanwezigheid / afwezigheid van Wolbachia-infectie te bepalen 22. De tweede methode meet de dichtheid van Wolbachia DNA-kopieën met behulp van kwantitatieve PCR (qPCR) voor betrouwbare detectie en meting van producten die tijdens elke PCR-cyclus worden gegenereerd en die direct evenredig is met de hoeveelheid sjabloon vóór PCR23. De derde methode detecteert de aanwezigheid van intracellulaire Wolbachia-eiwitten , met behulp van western blot - een van de krachtigste hulpmiddelen voor het detecteren van specifieke eiwitten in complexe mengsels door de hoge scheidingskracht van elektroforese, de specificiteit van antilichamen en de gevoeligheid van chromogene enzymatische reacties te combineren. De laatste methode is een immunofluorescentietest (IFA) die immunologie, biochemie en microscopie combineert om het Wolbachia-oppervlakte-eiwit (wsp) te detecteren via een antigeen-antilichaamreactie om de cellulaire opname van Wolbachia te bevestigen en de cellulaire lokalisatie ervan te bepalen.
Dit artikel beschrijft de vier hierboven genoemde methoden om het bestaan van Wolbachia in de cellen te verifiëren, die kunnen worden gebruikt om te detecteren of de exogene Wolbachia met succes is getransfecteerd en de Wolbachia in de cel is gewist. Na het bepalen of Wolbachia al dan niet in de cellen aanwezig is, kunnen verschillende analyses worden uitgevoerd, waaronder genomics, proteomics of metabolomics. Dit protocol demonstreert de detectie van Wolbachia via Aa23-cellen, maar kan ook in andere cellen worden gebruikt.