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As OMVs de patógenos bacterianos e o impacto destas vesículas de membrana de suas células-alvo estão sendo intensamente estudados. Por exemplo, Clostridium perfringens -derived OMVs induzir a secreção de citocinas em macrófagos, linfócitos B podem ser activados por as OMVs a partir de Borrelia burgdorferi, Helicobacter pylori e -released vesículas de membrana pode actuar em células epiteliais gástricas 21, 22, 23. L. pneumophila, um patogénio intracelular, que pode induzir uma forma grave de pneumonia atípica, também liberta OMVs que são capazes de activar as células epiteliais do pulmão e macrófagos 16, 19. Aqui, apresentamos um protocolo detalhado para o isolamento em pequena escala de L. pneumophila OMVs da cultura líquida para estudar o papel potencial da OMV em pneumonia. É crítico para trabalhar sob Condit estériliões e para impedir a contaminação de outras bactérias, a fim de obter um L. pneumophila puro -derived preparação OMV. O isolamento de OMVs inclui um passo de filtração através de poros de 0,22 mícrons, a fim de evitar a contaminação do sedimento obtido com OMV L. pneumophila, mesmo que isso reduz o rendimento de OMV, uma vez que as maiores OMVs são perdidas por este passo de filtração.
Além disso, testou-se a resposta de macrófagos humanos e de murino para aquelas vesículas isoladas e células infectadas com L. pneumophila para aproximar mais estreitamente a situação em Legionella pneumonia, onde são libertadas OMVs dentro da LCV por bactérias extracelulares 15. As doses empregadas OMV foram estimados de acordo com a quantidade OMV livre em uma infecção in vitro de macrófagos humanos após 24 h de incubação (descrito na referência 20). Para a estimulação de outros receptores ou células em experiências in vivo,outras doses de OMV pode ser necessária e deve ser estabelecida. A análise do efeito de L. pneumophila OMVs representa um avanço com o protocolo descrito por Jager e 24 de Steinert.
Aqui, diferenciadas com PMA células THP-1 servir como um modelo para os macrófagos alveolares, devido à disponibilidade limitada de material humano primário. A adição de PMA diferencia as células monocíticas THP-1 em células macrófagos do tipo 25. Além disso, eles são uma linha celular modelo bem conhecido por L. pneumophila estuda 26. Além desta linha celular monocítica humana, são utilizadas células mBMDM. mBMDM são amplamente aceite para o estudo dos efeitos de L. pneumophila 27, 28, 29. A possibilidade de utilização de orifícios genéticos para diferentes TLRs ou outras proteínas torná-los uma ferramenta valiosa para estudar os efeitos de OMV. em order para diminuir a quantidade de murganhos por experiência, mBMDM são usados em vez dos macrófagos alveolares, devido às limitações dos macrófagos. experimentos-chave pode exigir macrófagos alveolares para validação.
Além disso o protocolo aqui descrito da ultracentrifugação para purificar as OMVs, é possível efectuar uma centrifugação em gradiente de densidade, que está incluído no protocolo por Chutkan et ai. 30. Isto pode melhorar a pureza da preparação obtida OMV e reduzir a quantidade de agregados de proteína co-purificado, flagelina, e LPS. A pureza da preparação de OMV obtida pode ser analisada por microscopia electrónica de transmissão, ou por análise de rastreamento de nanopartículas como um passo suplementar no controle de qualidade. Isto pode proporcionar um meio adicional de quantificação, para além do processo de medição de proteína aqui apresentada. Opcionalmente, a concentração de LPS pode ser analisada por um teste de lisado de amebócitos de Limulus. Se o rendimento de OMV é baixo, umapasso de concentração adicional por meio de filtros centrífugos pode ser realizada, o que não foi feito aqui. Se o rendimento foi mais baixo do que o esperado, as OMVs foram descartados.
Como parte do esforço contínuo para elucidar os mecanismos biológicos e funções por trás OMV, a influência de diferentes condições de estresse sobre a produção OMV poderia ser testada. A perda de nutrientes, as mudanças na temperatura de incubação, ou exposição a agentes nocivos podem ter um impacto sobre a secreção de OMV 31. Condições de estresse possíveis são discutidos no protocolo por Klimentova e Stulik 32. Além disso, hiper ou hypovesiculating mutantes L. pneumophila poderia ser gerado. As preparações de OMV diferentes poderiam, então, ser analisados em experiências de infecção com macrófagos, explantes de tecido de pulmão humano (descritos na Referência 17), ou mesmo em modelos in vivo. Além do papel de OMV na sinalização imune inata, sua influência na comunicação bacterianapodem ser tratadas experimentalmente. Além disso, o impacto de várias cascatas de sinalização imune inata pode ser analisada através da utilização de células de murino ou knockout a geração de CRISPR / Cas9 knockouts em linhas celulares humanas. Esta pesquisa básica em OMVs irá contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias de vacina, que já existem para a meningite B transmitida por Neisseria meningitidis 33.
A partir do protocolo sobre o isolamento e caracterização OMV, pode-se aplicar isso a outras bactérias Gram-negativas e outras células hospedeiras; ela só precisa de ser ajustada para o crescimento das bactérias em cultura líquida. O protocolo publicado por Chutkan et ai. fornece informações detalhadas sobre a geração de OMVs a partir de Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa 30. A cultura não deve atingir a fase estacionária tardia, a fim de evitar aumentos de bactérias lisadas e as proteínas contaminantes e MEMbranas. Além disso, a dose OMV usado para a estimulação das células hospedeiras deve ser determinado de acordo com a quantidade de OMVs presente durante as infecções in vivo, e ainda garantir uma baixa taxa de citotoxicidade. Desta forma, o papel patológico das OMVs, o seu impacto na comunicação inter-espécies, e interacções hospedeiro-patogénio poderia ser examinada.
Para estudar melhor o papel da L. pneumophila OMVs em pneumonia, são necessárias preparações OMV padronizados com rendimentos suficientes e experiências de infecção comparáveis. Este protocolo vai ajudar a padronizar os procedimentos de isolamento e estender estudos OMV a outras bactérias Gram-negativas e outras células hospedeiras. Além disso, a pesquisa irá beneficiar da detalhada no conhecimento vitro, que pode ser usado para estender experiências nas configurações in vivo. No futuro, este protocolo pode ser estendido para o isolamento de OMVs de material biológico primário, tais como soro ou lav broncoalveolarfluido de idade, para obter insights sobre a composição da OMV libertada em condições fisiológicas. Isso ajudará a determinar os parâmetros-chave da composição OMV e compreender as propriedades de in vitro OMVs -generated.