Opisujemy technikę szybkiej transdukcji przejściowej w różnych stadiach rozwojowych Echinococcus granulosus przy użyciu wektorów lentiwirusowych trzeciej generacji.
Method Article
Opisujemy technikę szybkiej transdukcji przejściowej w różnych stadiach rozwojowych Echinococcus granulosus przy użyciu wektorów lentiwirusowych trzeciej generacji.
Pęcherzyk torbielowaty lub choroba bąblowców jest jedną z najważniejszych chorób pasożytniczych wywoływanych przez Echinococcus granulosus, małego tasiemca występującego w jelicie psów. Istnieje pilna potrzeba stosowania badań genetycznych w celu zrozumienia mechanizmów patogenezy oraz kontroli i zapobiegania chorobom. Jednak brak skutecznego systemu oceny genów utrudnia bezpośrednią interpretację genetyki funkcjonalnej pasożytów tasiemca, w tym gatunku Echinococcus. Niniejsze badanie pokazuje potencjał przejściowej transdukcji genu lentiwirusa w metacestodach i strobilowanych formach E. granulosus. Protoskopety (PSC) wyizolowano z torbieli bąblowcowych i przeniesiono do określonych dwufazowych pożywek hodowlanych, aby przekształcić się w robaletki strobilacyjne. Robaki zostały przetransfekowane pobranym lentiwirusem trzeciej generacji wraz z komórkami HEK293T w celu kontroli procesu transdukcji. U ustroboskopowych robaków wykryto wyraźną fluorescencję w ciągu 24 godzin i 48 godzin, co wskazuje na przejściową transdukcję lentiwirusową w E. granulosus. Niniejsza praca przedstawia pierwszą próbę transdukcji przejściowej opartej na lentiwirusie u tasiemców i demonstruje obiecujące wyniki z potencjalnymi implikacjami w badaniach eksperymentalnych nad biologią płazińców.
Pęcherzyk torbielowaty (CE) jest jedną z najważniejszych chorób robaków wywoływanych przez Echinococcus granulosus, małego tasiemca z rodziny Taeniidae1,2. Przeprowadzono szeroko zakrojone badania nad immunodiagnostyką i opracowaniem szczepionki przeciwko E. granulosus. Jednak niewystarczająca wiedza na temat molekularnych podstaw biologii pasożytów stwarza poważne ograniczenia w diagnozowaniu, leczeniu i zapobieganiu chorobie bąblowcowej3,4,5,6.
W ostatnich latach, dzięki rozwojowi metod sekwencjonowania genomu i metod transkryptomicznych, kilka grup badawczych przeprowadziło szeroki zakres badań molekularnych na płazińcach7,8,9. Jednak w świecie pasożytów postęp w technologii transferu genów u pasożytniczych płazińców jest nadal ograniczony w porównaniu z wysoce powtarzalnymi metodami transdukcji przejściowej opracowanymi dla niektórych pierwotniaków10,11,12.
Wykorzystanie systemów dostarczania wirusów stało się podstawowym narzędziem do dostarczania transgenów i badań nad genami/białkami w ciągu ostatnich dwóch dekad13. Lentiwirus infekuje zarówno komórki dzielące się, jak i niedzielące się, umożliwiając w ten sposób infekowanie komórek postmitotycznych14,15,16. Najnowsze dowody wskazują, że zastosowanie systemu transdukcji opartego na lentiwirusie w komórkach ssaków daje możliwość przezwyciężenia większości ograniczeń poprzednich technik knock-in/knock-down. Projektowanie i budowa wektorów lentiwirusowych ekspresji z odpowiednimi markerami molekularnymi, takimi jak ekspresja GFP, zostały opisane wcześniej16. Dlatego oceniamy przejściową transdukcję lentiwirusową genu reporterowego GFP w protoskopiach i starobalowanych robakach E. granulosus.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
To badanie zostało zatwierdzone przez National Institute for Medical Research Development oraz Research Ethics Review Committee, nr 958680. Lentiwirusy są klasyfikowane jako organizmy BSL-2; w związku z tym wszystkie procedury hodowli laboratoryjnej w tym protokole zostały przeprowadzone przy użyciu sterylnych praktyk laboratoryjnych i przeprowadzone pod okapem z przepływem laminarnym zgodnie z wytycznymi NIH. Rysunek 1 przedstawia schematyczną prezentację protokołu badania dla różnych stadiów E. granulosus.
1. Zbieranie torbieli bąblowcowych
2. Dwufazowa hodowla PSC E. granulosus w celu uzyskania dorosłych robaków
UWAGA: Izolowane PSC powinny być hodowane w sterylnych warunkach w komorze laminarnej klasy II. Przygotuj oddzielnie fazę stałą i ciekłą dwufazowej pożywki hodowlanej przed przejściem do kolejnych kroków19.
3. Monofazowa hodowla PSC E. granulosus
4. Hodowla komórkowa do produkcji i przygotowania wirusa
UWAGA: Ludzkie embrionalne komórki nerkowe 293T (HEK293T) zostały pozyskane do produkcji wektorów z Centrum Badań nad Patologią i Komórkami Macierzystymi Uniwersytetu Medycznego w Kerman.
5. Produkcja i przygotowanie wirusa z wektorami lentiwirusowymi trzeciej generacji
UWAGA: Wektor lentiwirusa pCDH513b (wektor transferowy) oraz PLPII, PLPI i PMD2G (wektory pomocnicze) zostały użyte do ekspresji genu reporterowego GFP. Patrz tabela materiałów i rysunek uzupełniający S1.
6. Przejściowa transdukcja różnych etapów E. granulosus z wirusem
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Tutaj opisujemy szybką i efektywną technikę transdukcji przejściowej u E. granulosus przy użyciu wektorów lentiwirusowych trzeciej generacji. Hodowaliśmy PSC w dwufazowym pożywce hodowlanej, aby uzyskać strobobilowane robaki, jak opisano wcześniej25,26. Protoskopety przekształcają się w strobotylowane robaki po 6 tygodniach in vitro. W dwufazowej pożywce hodowlanej zaobserwowano różne stadia E. granulosus, w tym wniknięte PSC (
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Zrozumienie molekularnych podstaw nicieni i biologii Platyhelminthes ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia patogeniczności pasożytów odzwierzęcych27. Brak skutecznego systemu oceny genów jest główną przeszkodą w bezpośredniej interpretacji genetyki funkcjonalnej pasożytów tasiemców, w tym gatunków Echinococcus 12,27. Niniejsze badania wskazują na doskonały potencjał lentiwirusa w transdukcji przejściowej E. granulosus.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Badania opisane w tej publikacji były wspierane przez Elite Researcher Grant Committee pod numerem 958680 od 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-dołkowe płytki hodowlane | SPL Life Sciences | 30012 | |
| 25 cm2 kolba | hodowlana SPL Life Sciences | 70325 | |
| 6-dołkowe płytki hodowlane | SPL Life Sciences | 30006 | |
| Chlorek wapnia | Sigma-Aldrich | C4901-500G | Stężenie robocze: 2,5 mM |
| CMRL 1066 medium | Thermo Fisher Scientific | 11530037 | |
| inkubator CO2 | memmert | ICO150 | |
| D-(+)-Glucose | Sigma-Aldrich | G8270-1KG | |
| DMEM | Life Technology | 12100046 | |
| Żółć psa | Wyizolowana od psa poddanego eutanazji i wysterylizowana przez 0,2 μ m filtr strzykawkowy | ||
| Eosin Y | Sigma-Aldrich | E4009-5G | przygotować 0,1% Eozyny do testu wykluczenia pracy |
| Surowica bydlęca płodu (FBS) | DNAbiotech | DB9723-100ml | Inaktywacja termiczna z FBS (30 min w 40 ° C) |
| Surowica cielęca płodu (FCS) | DNAbiotech | DB9724-100ml | Inaktywacja termiczna z SKO (30 min w 40 stopniach; C) |
| HEK293T komórek | BONbiotech | BN_0012.1.14 | Ludzka nerka embrionalna 293T |
| HEPES buforowana sól fizjologiczna (HBS) | Sigma-Aldrich | 51558-50ML | 2x |
| koncentrat Mikroskop fluorescencyjny z odwróconą fluorescencją | OLYMPUS | IX51 | |
| Penicylina | Sigma-Aldrich | P3032-10MU | Stężenie robocze: 100 IU / ml |
| Pepsyna | Roche | 10108057001 | Stężenie robocze: 2 mg/mL, pH 2 |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) | DNAbiotech | DB0011 | Ten odczynnik rozpuszcza się w mniej niż 1 minutę w DW |
| Polybrene (odczynnik do transfekcji) | Sigma-Aldrich | TR-1003-G | |
| RPMI medium | BioIdea | BI-1006-05 | |
| Wodorowęglan sodu (NaHCO3) | Sigma-Aldrich | S5761-1KG | |
| Streptomycyna | Sigma-Aldrich | S9137-25G | Stężenie robocze: 100 μ g/ml |
| Plazmid lentiwirusowy trzeciej generacji (pCDH513b) | SBI System Biosciences (BioCat GmbH) | CD513B-1-SBI | Wektor transferowy (uzyskany komercyjnie z Wydziału Badań Medycyny Molekularnej Irańskiego Akademickiego Centrum Edukacji, Kultury i Badań (ACECR), Meszhed, Iran) |
| Plazmid lentiwirusowy trzeciej generacji (pLPI i pLPII) | Invitrogen (Life Technologies) | K4975-00 | Wektor pomocniczy (uzyskany komercyjnie z Wydziału Badań Medycyny Molekularnej Irańskiego Akademickiego Centrum Edukacji, Kultury i Badań (ACECR), Meszhed, Iran) |
| Plazmid lentiwirusowy trzeciej generacji (pMD2G) | Addgene | Plasmid 12259 | Wektor pomocniczy (uzyskany komercyjnie z Wydziału Badań Medycyny Molekularnej Irańskiego Akademickiego Centrum Edukacji, Kultury i Badań (ACECR), Meszhed, Iran) |
| Bufor Tris/EDTA (TE) | DNAbiotech | DB9713-100ml | |
| Trypsyna | Sigma-Aldrich | T9935-50MG | 1x roztwory robocze (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