$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Echinococcus granulosus to pasożytniczy robak pasożytniczy odzwierzęcy, odpowiedzialny za długotrwałą infekcję znaną jako bąblowica torbielowata1. U żywicieli pośrednich, takich jak zwierzęta gospodarskie i ludzie, zakażenie pasożytem atakuje przede wszystkim wątrobę i płuca, gdzie stadium larwalne rozwija się jako wypełnione płynem torbiele lub metatastle zawierające protoskopety (sama larwa). Podobnie jak wszystkie tasiemce, pasożyt ten nie ma zarówno układu trawiennego, jak i wydalniczego, a zatem wyewoluował aktywne endocytarne i egzocytarne procesy komórkowe regulujące pobieranie i wydalanie metabolitów, a także uwalnianie pęcherzyków zewnątrzkomórkowych2,3. Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (EV) to cząsteczki otoczone dwuwarstwami lipidowymi, wydzielane przez pozornie wszystkie typy komórek. W szczególności małe pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (sEV), definiowane jako EV mniejsze niż 200 nm, niezależnie od ich pochodzenia biogenezy4, mogą działać jako międzykomórkowe mediatory odpornościowe. Funkcja ta jest szczególnie istotna w przypadku pasożytów, które polegają na immunomodulacji gospodarza, aby zapewnić sobie przetrwanie3. Manipulacja immunologiczna osiąga się poprzez wychwyt sEV przez komórki dendrytyczne gospodarza, jedyne komórki zdolne do aktywacji naiwnych limfocytów T in vivo i zainicjowania adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej, która doprowadzi do przewlekłego zakażenia przez te pasożytnicze robaki. Komórki dendrytyczne, profesjonalne komórki wrodzonego układu odpornościowego prezentujące antygen, przetwarzają i ładują peptydy antygenowe do głównego kompleksu zgodności tkankowej klasy I i klasy II (MHC I i MHC II) i wystawiają je na swoich błonach w celu wyłącznego naiwnego pobudzania limfocytów T (odpowiednio limfocyty T CD8 + i CD4 +)5. Następujące komórki dendrytyczne indukują ich dojrzewanie poprzez indukcję ekspresji markerów kostymulujących CD80/CD86 i CD40 oraz MHC-II i migrują z tkanek obwodowych do wtórnych narządów limfatycznych po rozpoznaniu obcych antygenów, ładując je do wyłącznego naiwnego primingu limfocytów T6. Tak więc ogólnym celem tego protokołu jest zbadanie komunikacji pasożyt-gospodarz robaka pasożytniczego w realistyczny sposób, analizując pakowanie i dostarczanie składników pasożytniczych w postaci sEV, które po dotarciu do komórek odpornościowych gospodarza wpływają na rozwój infekcji i postęp przewlekłej choroby pasożytniczej.
Zajęcie się analizą interfejsu helminth-host poprzez badanie sEVs ma kilka zalet. Po pierwsze, powłoka, zewnętrzna powłoka płazińców, jest strukturą podwójnej błony, która stanowi główny punkt przejścia między pasożytem a jego żywicielem, umożliwiając łatwe generowanie lub przenikanie sEV z tej struktury7. Po drugie, sEV są silnie naładowane antygenami białkowymi ze wszystkich etapów cyklu życiowego pasożyta, co stanowi naturalny sposób, w jaki układ odpornościowy gospodarza pobiera próbki antygenów podczas infekcji robakami8,9. Ze względu na ich biologiczną produkcję, łatwość oczyszczania (bez konieczności rozbijania tkanek lub frakcjonowania białek) oraz bezpośrednią interakcję z komórkami gospodarza, robaki pasożytnicze umożliwiają rozwój eksperymentów in vitro w celu symulacji warunków interakcji pasożyt-gospodarz in vivo. Wreszcie, sEV reprezentują możliwość posiadania struktur pasożytniczych, które mogą być fagocytozowane lub internalizowane przez komórki gospodarza, pokonując niemożność zrobienia tego w przypadku całych pasożytów, szczególnie w przypadku otorbionych robaków.
Biorąc pod uwagę wymienione zalety oraz fakt, że robaczyce są powszechnymi i zazwyczaj przewlekłymi chorobami, w których pasożyty przypuszczalnie manipulują układem odpornościowym gospodarza jako strategią przetrwania, izolacja EV pochodzących od pasożytów i ich badanie w interakcji z komórkami dendrytycznymi stanowi cenny framework do zbadania tej immunomodulacji10. W tym sensie opisano, że internalizacja EV od robaków, w tym nicieni i platyhelminthów, takich jak Schistosoma mansoni, Fasciola hepatica, Brugia malayi i E. granulosus, indukuje dojrzewanie i aktywację komórek dendrytycznych9,11,12,13,14,15.
Izolacja EV pochodzących od robaków nie tylko umożliwia badanie interakcji immunologicznych, potencjalnie prowadząc do opracowania szczepionek ochronnych lub środków immunoterapeutycznych dla chorób alergicznych lub autoimmunologicznych, ale także ułatwia eksplorację innych interakcji i funkcji biologicznych8,16,17. W tym kontekście, EV, które odgrywają rolę w naturalnej historii infekcji pasożytniczych, mogą być wykorzystane do badania rozwoju pasożytów i interakcji z określonymi komórkami gospodarza. Co więcej, mogą mieć potencjalne zastosowanie jako wczesne lub różnicowe biomarkery do diagnozowania chorób pasożytniczych, monitorowania odpowiedzi terapeutycznych oraz przyczyniania się do kontroli i leczenia zakażeń pasożytniczych17,18.
Ponadto, jak wcześniej wykazano, stadium larwalne E. granulosus jest podatne na zmiany w stężeniu cytozolowego wapnia, co oprócz odgrywania roli w żywotności pasożyta, kontroluje również wskaźnik egzocytozy19,20. W tym kontekście, wiedząc, że wewnątrzkomórkowe podniesienie poziomu wapnia zwiększa uwalnianie EV, stosowanie wewnątrzkomórkowego wzmacniacza wapnia jako loperamidu może być kluczową strategią zwiększania liczby EV. Podejście to jest szczególnie interesujące w przypadku systemów komórkowych, które wymagają dużych populacji do wygenerowania odpowiedniej ilości pojazdów elektrycznych do analizy ładunku i funkcjonalnej11,21,22. Obecny protokół (Rysunek 1) szczegółowo opisuje metody uzyskiwania czystych kultur w stadium larwalnym E. granulosus oraz warunki, które zwiększają produkcję sEV. Opisano również przebieg izolacji i charakterystyki tych pęcherzyków, a także ich wychwyt przez mysie komórki dendrytyczne, co jest niezbędnym krokiem we wstępnym badaniu modulacji układu odpornościowego gospodarza.