Gdy patogen infekuje swojego gospodarza, zwykle następuje aktywacja wrodzonej i adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, niezbędnej do usunięcia bakteryjnego. Odporność wrodzona jest pierwszą linią obrony, która zapobiega większości infekcji. Odporność wrodzona wyróżnia w precyzyjny sposób elementy, które są konserwatywne wśród szerokich grup mikroorganizmów (wzorce molekularne związane z patogenami, PAMPS)1. Mechanizmy odporności wrodzonej obejmują bariery fizyczne, takie jak skóra, bariery chemiczne (peptydy przeciwdrobnoustrojowe, lizozym) i wrodzone leukocyty, do których należą fagocyty (makrofagi, neutrofile i komórki dendrytyczne), komórki tuczne, eozynofile, bazofile i komórki NK2. Komórki te identyfikują i eliminują patogeny, atakując je przez kontakt lub poprzez fagocytozę, która obejmuje pochłanianie i zabijanie patogenów. System ten nie pozwala na obronę przez całe życie, w przeciwieństwie do odporności adaptacyjnej, która nadaje pamięć immunologiczną przeciwko patogenom. Adaptacyjny układ odpornościowy jest drugą linią obrony i jest w stanie rozpoznawać i reagować na określone antygeny wielu substancji drobnoustrojowych i niedrobnoustrojowych3. Głównymi składnikami adaptacyjnego układu odpornościowego są limfocyty, do których należą limfocyty B i T. Limfocyty B biorą udział w odpowiedzi humoralnej, wydzielając przeciwciała przeciwko patogenom lub białkom egzogennym. Jednak limfocyty T reprezentują odporność komórkową, modulując odpowiedź immunologiczną za pomocą wydzielania cytokin lub zabijając komórki zakażone patogenem4.
Komórki prezentujące antygen (APC), w tym komórki dendrytyczne lub makrofagi, składniki wrodzonego układu odpornościowego, mogą rozpoznawać patogeny fagocytozy i przetwarzać składniki bakteryjne na antygeny, które są prezentowane na powierzchni komórki przez główny kompleks zgodności tkankowej (MHC)5-7. Po tym, jak APC mają fagocytowane patogeny, zwykle migrują do drenujących węzłów chłonnych, gdzie wchodzą w interakcję z limfocytami T. Limfocyty T mogą rozpoznawać specyficzne kompleksy peptyd-MHC po ich receptorach limfocytów T. Synapsa immunologiczna (IS) występuje w granicy faz między APC załadowanym antygenem a limfocytami podczas prezentacji antygenu8,9. Niektóre bakterie mogą przetrwać fagocytozę i systematycznie rozprzestrzeniać się w obrębie APC. Z tego punktu widzenia zainfekowane APC służą jako rezerwuary bakteryjne lub "konie trojańskie", które ułatwiają rozprzestrzenianie się bakterii10. Bliski kontakt między APC a limfocytami, który ma miejsce w trakcie tworzenia IS, funkcjonuje również jako platforma wymiany części błon, materiału genetycznego i egzosomów i może zostać przejęty przez niektóre wirusy w celu zakażenia limfocytów T; Proces ten nazywa się transinfekcją11-13.
Niektóre bakterie chorobotwórcze (Listeria monocytogenes, Salmonella enterica i Shigella flexneri) są w stanie atakować limfocyty T in vivo i modyfikować ich zachowanie14-16 . Niedawno opisaliśmy, że limfocyty T są również zdolne do wychwytywania bakterii poprzez transinfekcję z wcześniej zakażonych komórek dendrytycznych (DC) w trakcie prezentacji antygenu16. Wychwytywanie bakterii przez transinfekcję jest niezwykle skuteczne (1000-4000x) niż infekcje bezpośrednie. Limfocyty T wychwytują bakterie chorobotwórcze i niepatogenne, co wskazuje, że transinfekcja jest procesem napędzanym przez limfocyty T. Uderzające jest to, że transinfekowane limfocyty T (tiT) szybko zabijały wychwycone bakterie i robiły to skuteczniej niż profesjonalne fagocyty16. Wyniki te, które łamią dogmat immunologii, pokazują, że komórki odporności nabytej mogą pełnić funkcje, które rzekomo były wyłączne dla odporności wrodzonej. Ponadto wykazaliśmy, że limfocyty tiT wydzielają duże ilości cytokin prozapalnych i chronią przed infekcjami bakteryjnymi in vivo.
Tutaj prezentujemy różne protokoły używane do badania procesu transinfekcji bakteryjnej w modelu mysim. Model ten opiera się na wykorzystaniu limfocytów T CD4 + od transgenicznych myszy OTII, które mają specyficzny TCR dla peptydu 323-339 OVA (OVAp) w kontekście I-Ab17, które oddziałują specyficznie z zakażonymi bakteriami DC pochodzącymi ze szpiku kostnego (BMDC)18,19 załadowanymi OVAp, tworząc stabilne synapsy odpornościowe.
może być wizualizowana i śledzona za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej. Dodatkowo cytometria przepływowa może być stosowana do wykrywania zakażonych komórek poprzez wykorzystanie fluorescencji emitowanej przez bakterie wykazujące ekspresję białka zielonej fluorescencji (GFP)16,20. Co więcej, transinfekcję limfocytami T można określić ilościowo za pomocą bardziej czułego podejścia, testu przeżycia gentamycyny, który umożliwia pomiar dużej liczby zdarzeń. Gentamycyna jest antybiotykiem, który nie może przenikać do komórek eukariotycznych. Dlatego stosowanie tego antybiotyku pozwala na odróżnienie bakterii wewnątrzkomórkowych, które przeżyły dodanie antybiotyku, od bakterii zewnątrzkomórkowych, które zostały zabite21.