Haemophilus influenzae вызывает воспаление в дыхательных путях. Эта статья будет посвящена использованию проточной цитометрии и конфокальной микроскопии для определения иммунных реакций фагоцитов и лимфоцитов в ответ на эту бактерию.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Haemophilus influenzae вызывает воспаление в дыхательных путях. Эта статья будет посвящена использованию проточной цитометрии и конфокальной микроскопии для определения иммунных реакций фагоцитов и лимфоцитов в ответ на эту бактерию.
Haemophilus influenzae (Hi) является распространенной бактерией, обнаруженной в ряде респираторных заболеваний. Различные анализы / методы могут быть использованы для оценки респираторного иммунного / воспалительного ответа на эту бактерию. Проточная цитометрия и конфокальная микроскопия являются флуоресцентными технологиями, которые позволяют детально характеризовать биологические реакции. Могут быть использованы различные формы антигена Hi, включая компоненты клеточной стенки, убитые / инактивированные препараты и живые бактерии. Hi - это привередливая бактерия, которая требует обогащенных сред, но, как правило, легко выращивается в стандартных лабораторных условиях. Образцы тканей для стимуляции Hi могут быть получены из периферической крови, бронхоскопии или резецированного легкого (например, у пациентов, перенесших операцию по лечению рака легких). Функция макрофагов и нейтрофилов может быть всесторонне оценена с использованием проточной цитометрии с различными измеренными параметрами, включая фагоцитоз, активные формы кислорода и внутриклеточную продукцию цитокинов. Функция лимфоцитов (например, функция Т-клеток и NK-клеток) может быть специально оценена с помощью проточной цитометрии, главным образом для внутриклеточной продукции цитокинов. Hi-инфекция является мощным индуктором внеклеточной ловушки, как нейтрофилами (NETs), так и макрофагами (METs). Конфокальная микроскопия, возможно, является наиболее оптимальным способом оценки экспрессии NET и MET, который также может быть использован для оценки активности протеазы. Иммунитет легких к Haemophilus influenzae можно оценить с помощью проточной цитометрии и конфокальной микроскопии.
Haemophilus influenzae (Hi) является нормальной комменсальной бактерией, присутствующей в глотке большинства здоровых взрослых. Hi может иметь полисахаридную капсулу (типы A-F, например, тип B или HiB) или не иметь капсулы и быть нетипируемым (NTHi)1. Колонизация слизистой этой бактерией начинается в раннем детстве, и происходит оборот различных колонизирующих штаммов2. Эта бактерия также способна к инвазии как в верхние, так и в нижние дыхательные пути; в этом контексте он может вызвать активацию иммунного ответа и воспаление 3,4. Эта воспалительная реакция может вызвать клиническое заболевание и способствовать различным важным респираторным заболеваниям, включая синусит, средний отит, бронхит, муковисцидоз, пневмонию и хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ). Большинство из этих состояний обусловлены штаммами NTHi2. В этой статье будут описаны методы оценки респираторных иммунных реакций на Hi с использованием проточной цитометрии и конфокальной микроскопии.
Методы, описанные ниже, были адаптированы из хорошо зарекомендовавших себя методов, которые были модифицированы для оценки воспалительной реакции на Hi. Выбор подходящей антигенной формы Hi является ключевой частью этой оценки. Антигенные препараты варьируются от компонентов клеточной стенки до живых бактерий. Для установления и стандартизации анализов использование образцов периферической крови может быть очень полезным на начальном этапе.
Проточная цитометрия позволяет измерять различные параметры и функциональные анализы из одного образца на клеточном уровне. Этот метод имеет то преимущество, что специфические клеточные реакции (например, производство активных форм кислорода (АФК) или внутриклеточная продукция цитокинов) могут быть оценены по сравнению с другими более общими методами, такими как иммуноферментный анализ (ИФА) или ELISspot.
Внеклеточные ловушки экспрессируются нейтрофилами (NETs)5,6,7 и другими клетками, такими как макрофаги (METs)8. Они все чаще признаются в качестве ключевой воспалительной реакции, особенно при инфекции в легких9. Они могут быть оценены с помощью конфокальной флуоресцентной микроскопии. Этот метод позволяет окончательно идентифицировать НЭТ/МЕТ и отличает их экспрессию от других форм гибели клеток6.
Как проточная цитометрия, так и конфокальная микроскопия являются флуоресцентными анализами. Их успех зависит от оптимальных протоколов процеживания биологических образцов. Эти методы занимают некоторое время для изучения и требуют соответствующего надзорного опыта. Задействованные инструменты также дороги как для покупки, так и для запуска. Оптимальная среда для их использования включает в себя крупные университеты и третичные специализированные больницы.
Методы, используемые в этом протоколе, переносятся для изучения других подобных организмов, участвующих в респираторных заболеваниях (например, Moxarella catarrhalis и Streptococcus pneumoniae). NTHi также взаимодействует с другими распространенными респираторными бактериями10.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта работа была одобрена комитетом по этике исследований человека Monash Health. Протокол следует руководящим принципам комитета по этике исследований человека.
1. Антигенный препарат
ПРИМЕЧАНИЕ: Три различных антигенных препарата могут быть использованы для оценки иммунного ответа на Hi. Это 1) субклеточный компонент (обычно из бактериальной клеточной стенки); 2) убитые и инактивированные бактерии; и 3) живые бактерии. Определить применение каждого антигенного препарата до начала каких-либо экспериментов.
2. Оценка фагоцитарной функции методом проточной цитометрии
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот анализ требует клеток в растворе и обычно проводится в цельной крови или с использованием жидкости BAL. Этот анализ модифицирован по сравнению с ранее опубликованным протоколом, основанным на использовании инактивированного препарата золотистого стафилококка и Пансорбина17. Инактивированная цельная кровь и фиксированная H. influenzae заменяется Пансорбином17.
3. Оценка функции лимфоцитов в периферической крови
4. Оценка функции лимфоцитов/медиаторов воспаления в легочной ткани
5. Оценка протеолиза легких методом конфокальной микроскопии
ПРИМЕЧАНИЕ: Флуоресцентная конфокальная микроскопия дополняет проточную цитометрию и может использоваться для оценки протеазных и воспалительных реакций АФК. Внеклеточные ловушки, такие как NETs и METs, состоят из внеклеточного хроматина (ДНК) с другими медиаторами воспаления, особенно протеазами, такими как нейтрофильная эластаза (NE) и матриксные металлопротеиназы (MMP). Они могут быть оценены в BAL и легочной ткани с использованием конфокальной микроскопии, и это было описано ранее Sharma, R. et al.21.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Репрезентативные результаты показывают, как воспалительные иммунные реакции на NTHi могут быть оценены / количественно оценены с помощью проточной цитометрии и конфокальной микроскопии. Ключевой частью интерпретации результатов является сравнение флуоресценции между контрольными и стимулированными образцами. Для оптимизации окрашивания образцов обычно требуется ряд предварительных экспериментов. Сколько различных цветов может быть исследовано одновременно, будет зависеть от количества каналов, доступных на проточном цито...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Методы, перечисленные здесь, используют флуоресцентную проточную цитометрию и методы конфокальной микроскопии, которые могут быть использованы в сочетании для получения подробной информации о воспалительной реакции легких на Hi.
Установление соответствующей антигенной формулировки Hi для использования имеет решающее значение, и в этом отношении желательно иметь конкретный вклад от микробиолога. Live Hi вызывает более сильную реакцию, в то время как убитые препараты Hi и компоненты Hi более ста...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы хотели бы поблагодарить сотрудников клинической иммунологии Monash Health за помощь в этой работе.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Хлорид аммония | Sigma Aldrich | 213330 | |
| Brefeldin | Sigma Aldrich | B6542 | |
| CD28 | Thermofisher | 16-0289-81 | |
| CD49d | Thermofisher | 534048 | |
| DAPI продлить золото | Thermofisher | P36931 | |
| DHR123 | Sigma Aldrich | 109244-58-8 | |
| Filcon стерильная нейлоновая сетка | Becton Dickinson | 340606 | |
| желатиновым субстратом, Enzchek | Molecular probes | E12055 | |
| MACS mix tube rotater | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | |
| Medimachine | Becton Dickinson | Каталожный номер отсутствует | |
| Medicons 50 µ m | Бектон Дикинсон | 340592 | |
| Пансорбин | Сигма Олдрич | 507858 | |
| Пропидиум йодид | Сигма Олдрич | P4170 | |
| Сапонин | Сигма Олдрич | 8047152 | |
| Superfrost слайды | Thermofisher | 11562203 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.