$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Fluorescencyjne nanocząstki (NPs), w tym nanocząsteczki metali, kropki kwantowe, NP-NP-y polimerowe, NP-y krzemionkowe, kropki węglowe, itd., przyciągnęły znaczną uwagę w ciągu ostatnich dziesięcioleci1,2. W porównaniu z tradycyjnymi barwnikami organicznymi, fluorescencyjne nanocząsteczki wykazują pożądane właściwości chemiczne, optyczne i mechaniczne, takie jak silna siła sygnału, odporność na fotowybielanie i wysoka biokompatybilność3,4. Te zalety sprawiają, że są one metodą z wyboru do wykrywania wewnątrzkomórkowego i obrazowania żywych komórek. Co więcej, za pomocą mikroskopii elektronowej (EM) można dostrzec różne gęste elektronowo nanocząsteczki, co ułatwia ich wykorzystanie do skorelowanej analizy mikroskopowej, co umożliwia połączenie śledzenia żywych komórek z mikroskopią świetlną (LM) i wyższą rozdzielczość na poziomie ultrastrukturalnym za pomocą EM5. Na przykład nanocząsteczki złota od dawna są skutecznie wykorzystywane jako bioczujniki w żywych komórkach do czułej diagnostyki, a także w dziedzinie znakowania immunologicznego6. Ostatnie badania wskazują, że nanocząsteczki złota o różnej wielkości i kształcie mogą być łatwo wchłaniane przez wiele różnych linii komórkowych i rutynowo transportowane przez szlak endosomalny, dlatego mają ogromny potencjał do zastosowania w śledzeniu transportu pęcherzyków wewnątrzkomórkowych i znakowaniu systemu endolizomalnego7,8.
Patogeny mikrobiologiczne, takie jak Salmonella enterica, Shigella flexneri i Listeria monocytogenes, rozwinęły różne mechanizmy inwazji na niefagocytarne komórki gospodarza9. Po internalizacji patogeny, zlokalizowane w cytozolu lub sekwestrowane w przedziałach związanych z błoną, intensywnie oddziałują ze środowiskiem gospodarza i modulują je, aby sprzyjać własnemu przetrwaniu10. Na przykład Salmonella enterica rezyduje i replikuje się w wewnątrzkomórkowym przedziale fagosomalnym zwanym wakuolą zawierającą Salmonellę (SCV) po zakażeniu11. Dojrzewający SCV przemieszcza się w kierunku aparatu Golgiego, przechodząc ciągłe interakcje ze szlakiem endocytarnym i indukuje tworzenie rozległych struktur kanalikowych, takich jak włókna indukowane przez Salmonellę (SIF), kanaliki sortujące nexiny, kanaliki wydzielnicze białka błony nośnej 3 indukowane przez Salmonellę (SCAMP3) itp.12-14. Badanie, w jaki sposób te patogeny bakteryjne manipulują szlakami komórkowymi gospodarza, jest niezbędne do zrozumienia chorób zakaźnych.
Tutaj NPs gold-BSA-rhodamine zostały użyte jako znaczniki płynów do oznaczania komórkowego systemu endo-lizosomalnego gospodarza, a ludzki patogen żołądkowo-jelitowy Salmonella enterica serowar Typhimurium (Salmonella) został użyty jako bakteria modelowa do badania interakcji patogenu ze szlakiem endocytarnym gospodarza. Wewnątrzkomórkowe nanocząsteczki złota-BSA-rodaminy w komórkach niezakażonych i komórkach zakażonych WT Salmonellą lub zmutowanymi szczepami obrazowano za pomocą konfokalnego laserowego mikroskopu skaningowego (CLSM). Następnie wykorzystano oprogramowanie Imaris do ilościowego określenia rozmieszczenia nanocząsteczek, co wskazuje, że zakażenie Salmonellą wywołało ekstremalną rearanżację endosomów/lizosomów. Podążając za opisem tej metody, analogiczne eksperymenty można zaprojektować w celu śledzenia długoterminowych losów zinternalizowanych nanocząsteczek oraz zbadania wpływu różnych substancji egzogennych lub czynników endogennych na szlak endocytarny komórek eukariotycznych.