$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Echinococcus granulosus is een zoönotische parasitaire worm die verantwoordelijk is voor een langdurige infectie die bekend staat als cystische echinokokkose1. Bij tussengastheren, zoals vee en mensen, tast de parasitaire infectie vooral de lever en de longen aan, waar het larvale stadium zich ontwikkelt als met vloeistof gevulde cysten of metacestoden die protoscoleces bevatten (zelf een larve). Zoals alle cestoden mist deze parasiet zowel spijsverterings- als uitscheidingssystemen en heeft daarom actieve endocytische en exocytische cellulaire processen ontwikkeld om de opname en uitscheiding van metabolieten te reguleren, evenals de afgifte van extracellulaire blaasjes2,3. Extracellulaire blaasjes (EV's) zijn lipide, dubbellaags, omsloten deeltjes die door blijkbaar alle celtypen worden uitgescheiden. Met name kleine extracellulaire blaasjes (sEV's), gedefinieerd als EV's kleiner dan 200 nm, ongeacht hun biogenese-oorsprong4, kunnen fungeren als intercellulaire immuunmediatoren. Deze functie is vooral belangrijk bij parasieten, die afhankelijk zijn van immunomodulatie van de gastheer om hun overleving te garanderen3. Immuunmanipulatie wordt bereikt door de opname van sEV's door dendritische cellen van de gastheer, de enige cellen die in staat zijn om naïeve T-cellen in vivo te activeren en een adaptieve immuunrespons te initiëren die zal leiden tot chronische infectie door deze parasitaire wormen. Dendritische cellen, professionele antigeenpresenterende cellen van het aangeboren immuunsysteem, verwerken en laden antigene peptiden op Major Histocompatibility Complex Klasse I en Klasse II (MHC I en MHC II) en stellen ze tentoon op hun membranen voor exclusieve naïeve T-celpriming (respectievelijk CD8+ en CD4+ T-cellen)5. Na dendritische cellen induceren ze hun rijping door inductie van expressie van de co-stimulerende markers CD80/CD86 en CD40 en MHC-II en migreren ze van perifere weefsels naar secundaire lymfoïde organen bij het herkennen van vreemde antigenen, waardoor ze worden geladen voor exclusieve naïeve T-celpriming6. Het algemene doel van dit protocol is dus om de worm-parasiet-gastheercommunicatie op een realistische manier te bestuderen, waarbij de verpakking en afgifte van parasitaire componenten in de vorm van sEV's worden geanalyseerd, die, bij het bereiken van de immuuncellen van de gastheer, de ontwikkeling van infectie en de progressie van de chronische parasitaire ziekte beïnvloeden.
Het aanpakken van de analyse van de helminth-host-interface door middel van de studie van sEV's heeft verschillende voordelen. Ten eerste is het omhulsel, de buitenste laag van platwormen, een dubbele membraanstructuur die een belangrijk kruispunt vormt tussen de parasiet en zijn gastheer, waardoor sEV's gemakkelijk kunnen worden gegenereerd of doordrongen van deze structuur7. Ten tweede zijn sEV's sterk beladen met eiwitantigenen uit alle stadia van de levenscyclus van de parasiet, die de natuurlijke manier vertegenwoordigen waarop het immuunsysteem van de gastheer antigenen bemonstert tijdens worminfectie 8,9. Door hun biologische productie, gemakkelijke zuivering (zonder weefselverstoring of eiwitfractionering) en directe interactie met gastheercellen, maken worm-sEV's de ontwikkeling mogelijk van in vitro experimenten om de in vivo omstandigheden van parasiet-gastheerinteractie te simuleren. Ten slotte vertegenwoordigen sEV's de mogelijkheid om parasitaire structuren te hebben die kunnen worden gefagocyteerd of geïnternaliseerd door gastheercellen, waardoor de onmogelijkheid wordt overwonnen om dit te doen met hele parasieten, vooral in het geval van ingekapselde wormen.
Gezien de vermelde voordelen en het feit dat helminthiases veel voorkomende en typisch chronische ziekten zijn waarbij parasieten vermoedelijk het immuunsysteem van de gastheer manipuleren als overlevingsstrategie, biedt de isolatie van van parasieten afgeleide EV's en hun studie in interactie met dendritische cellen een waardevol kader om deze immunomodulatie te onderzoeken10. In die zin is beschreven dat de internalisatie van EV's uit wormen, waaronder nematoden en platyhelminten zoals Schistosoma mansoni, Fasciola hepatica, Brugia malayi en E. granulosus, de rijping en activering van dendritische cellen induceert 9,11,12,13,14,15.
De isolatie van van wormen afgeleide EV's maakt niet alleen de studie van immunologische interacties mogelijk, wat mogelijk kan leiden tot de ontwikkeling van beschermende vaccins of immunotherapeutische middelen voor allergische of auto-immuunziekten, maar vergemakkelijkt ook de verkenning van andere biologische interacties en functies 8,16,17. In deze context kunnen EV's, die een rol spelen in de natuurlijke geschiedenis van parasitaire infecties, worden gebruikt om de ontwikkeling van parasieten en interacties met specifieke gastheercellen te onderzoeken. Bovendien kunnen ze potentiële toepassingen hebben als vroege of differentiële biomarkers voor de diagnose van parasitaire ziekten, het monitoren van therapeutische responsen en het bijdragen aan de controle en behandeling van parasitaire infecties17,18.
Bovendien, zoals eerder aangetoond, is het larvale stadium van E. granulosus gevoelig voor veranderingen in de cytosolische calciumconcentratie, die niet alleen een rol speelt bij de levensvatbaarheid van parasieten, maar ook de exocytosesnelheid regelt19,20. In deze context, en wetende dat intracellulaire calciumverhoging de afgifte van EV's verbetert, zou het gebruik van een intracellulaire calciumversterker als loperamide een cruciale strategie kunnen zijn om het aantal EV's te verhogen. Deze benadering is vooral interessant voor cellulaire systemen die grote populaties nodig hebben om een voldoende hoeveelheid EV's te genereren voor vracht- en functionele analyse 11,21,22. Het huidige protocol (Figuur 1) beschrijft de methoden voor het verkrijgen van zuivere culturen van het larvale stadium van E. granulosus en de omstandigheden die de productie van sEV bevorderen. Het beschrijft ook de workflow voor de isolatie en karakterisering van deze blaasjes, evenals hun opname door muizendendritische cellen, een essentiële stap in de eerste studie van de modulatie van het immuunsysteem van de gastheer.