Макрофаги играют важную роль во врожденной иммунной системе и в гомеостазе. Это профессиональные фагоциты, которые усваивают и уничтожают патогены и мусор с помощью процесса, называемого фагоцитозом 1,2. Фагосома, замкнутый компартмент, который образуется после поглощения твердого материала, претерпевает ряд событий слияния и деления с эндоцитарными компартментами, что приводит к деградационному компартменту, называемому фаголизосомой. Этот компартмент имеет кислый рН, благодаря приобретению протон-накачающих v-АТФазы, содержит гидролитические ферменты и обогащен лизосомно-ассоциированными мембранными белками (LAMP). Созревание фагосом сопровождается их миграцией по микротрубочкам 3,4 в сторону клеточного центра до достижения перинуклеарного места, где накапливаются лизосомы.
Сообщалось, что многие патогены препятствуют созреванию фагосом, включая бактерии с внутриклеточным образом жизни, которые изменяют вакуолярную среду, в которой они пребывают 5. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)-1 нацелен на макрофаги в дополнение к Т-клеткам. Поскольку макрофаги устойчивы к цитопатическим эффектам вируса, в отличие от Т-клеток, их можно рассматривать как резервуар для вируса. Кроме того, инфицированные ВИЧ-1 макрофаги проявляют дефектные фагоцитарные функции и способствуют возникновению оппортунистических заболеваний. В частности, тяжелая инвазивная нетифоидная сальмонелла, вызываемая Salmonella Typhimurium ST313, преобладала в течение последних трех десятилетий среди детей и взрослых в странах Африки к югу от Сахары, инфицированных ВИЧ 6. Было подсчитано, что риск развития туберкулеза у людей, живущих с ВИЧ, более чем в 20 раз выше, чем у людей без ВИЧ-инфекции.
По всем этим причинам важно лучше определить молекулярные механизмы, лежащие в основе фагоцитарных дефектов в ВИЧ-инфицированных макрофагах. Мы показали, что поглощение твердого материала, опсонизированных частиц, бактерий или грибков было ингибировано у ВИЧ-инфицированных макрофагов 7. Учитывая, что это ингибирование является частичным, мы приступили к анализу судьбы интернализованных фагосом в ВИЧ-инфицированных макрофагах человека8. Поскольку созревание фагосом тесно связано с миграцией к центру клетки и слиянием с лизосомами, дефект созревания фагосом может быть обусловлен модификациями модальностей транспорта в инфицированной клетке. В описанном здесь методе используются IgG-опсонизированные эритроциты овец (IgG-SRBCs) в качестве модели для нацеливания на рецептор-опосредованный фагоцитоз и, в частности, рецепторы для Fc-части иммуноглобулинов (FcR). Эти частицы легче визуализировать в светлом поле (БТ), чем латексные шарики, поскольку внеклеточные и внутриклеточные СЦП демонстрируют различные свойства преломления 9. Для измерения скорости движения фагосом к ядру у ВИЧ-инфицированных макрофагов мы использовали флуоресцентный вирус 10 и настроили простой метод ручного слежения, который описан здесь. Метод не требует продвинутого программирования и просто использует ImageJ. Он поддается воздействию адгезивных клеток и любого типа частиц или патогенов, которые могут быть визуализированы с помощью микроскопии в светлом поле или с помощью флуоресцентной визуализации.