Method Article

Анализ жизнеспособности конидий Trichoderma stromaticum в мононуклеарных макрофагах периферической крови человека

DOI:

10.3791/65231

October 20th, 2023

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Методика фагоцитоза грибковых конидий макрофагами широко используется для исследований, оценивающих модуляцию иммунных реакций против грибов. Целью данной статьи является представление метода оценки фагоцитоза и клиренсных способностей мононуклеарных макрофагов периферической крови человека, стимулированных конидиями Trichoderma stromaticum .

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Макрофаги представляют собой важнейшую линию защиты и отвечают за предотвращение роста и колонизации патогенов в различных тканях. Конидиальный фагоцитоз является ключевым процессом, позволяющим исследовать цитоплазматические и молекулярные события, участвующие в макрофагально-патогенных взаимодействиях, а также определять время гибели интернализованных конидий. Методика фагоцитоза грибковых конидий макрофагами широко используется для исследований, оценивающих модуляцию иммунных реакций против грибов. Уклонение от фагоцитоза и ускользание фагосом являются механизмами вирулентности грибов. Здесь мы сообщаем о методах, которые могут быть использованы для анализа фагоцитоза, клиренса и жизнеспособности T. stromaticum conidia, гриба, который используется в качестве агента биоконтроля и биоудобрения и способен вызывать инфекции человека. Протокол состоит из: 1) культивирования триходермы , 2) промывки для получения конидий, 3) выделения мононуклеарных клеток периферической крови (МПКМ) методом раствора полисахарозы и дифференцировки МПМК в макрофаги, 4) метода фагоцитоза in vitro с использованием круглых стеклянных покровных стекол и окраски, и 5) анализа клиренса для оценки жизнеспособности конидий после фагоцитоза конидий. Таким образом, эти методы могут быть использованы для измерения эффективности выведения макрофагов из грибков.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Род Trichoderma (Отряд: Hypocreales, Семейство: Hypocreaceae) состоит из вездесущих сапрофитных грибов, которые являются паразитами других видов грибов и способны продуцировать ряд коммерчески полезных ферментов1. Эти виды грибов используются для производства гетерологичных белков2, производства целлюлозы3, этанола, пива, вина и бумаги4, в текстильной промышленности5, пищевой промышленности6 и в сельском хозяйстве в качестве агентов биологического контроля 7,8. В дополнение к промышленному интересу к этим грибковым видам, растущее число инфекций у людей придало некоторым видам Trichoderma статус условно-патогенных микроорганизмов.

Trichoderma spp. быстро растет в культуре, с первоначально белыми и хлопковыми колониями, которые становятся зеленовато-желтыми или темно-зелеными10. Они приспособлены к жизни в широком диапазоне рН и температурных условий, а условно-патогенные виды способны выживать при физиологических рН и температурах и, таким образом, колонизировать различные ткани человека 11,12,13. Важно отметить, что рост заболеваемости Trichoderma spp. может быть связан с факторами вирулентности, а они недостаточно изучены. Кроме того, исследования, направленные на понимание иммунного ответа против условно-патогенных видов Trichoderma, все еще редки.

Во время инфекции, наряду с нейтрофилами, макрофаги представляют собой линию защиты, отвечающую за фагоцитоз, и, таким образом, препятствуют росту и колонизации возбудителей в различных тканях. Используя рецепторы распознавания образов, такие как Toll-подобные рецепторы и лектиновые рецепторы C-типа, макрофаги фагоцитозируют грибы и перерабатывают их в фаголизосомы, тем самым способствуя дыхательному взрыву, высвобождению провоспалительных цитокинов и уничтожению фагоцитозированных микроорганизмов14. Механизм фагоцитоза, однако, может быть затронут и уклонен от различных микробных стратегий, таких как размер и форма грибковых клеток; наличие капсул, препятствующих фагоцитозу; уменьшение количества рецепторов, индуцирующих фагоцитоз; ремоделирование структуры актиновых волокон в цитоплазме; препятствующие образованию псевдоподий; и фагосома или фаголизосома ускользают после процесса фагоцитоза14.

Многие патогены, в том числе Cryptococcus neoformans, используют макрофаги в качестве ниши для выживания в организме хозяина, распространения и индуцирования инфекции15. Анализ фагоцитоза и клиренса используется для оценки иммунного ответа против патогенов и определения микробных стратегий, используемых для уклонения от врожденной иммунной системы 15,16,17. Этот тип метода также может быть использован для изучения дифференциальной кинетики фагоцитоза, замедленного закисления фагосом и окислительного взрыва, которые приводят к уменьшению гибели грибков18.

Различные методы могут быть использованы для оценки фагоцитоза, выживаемости грибов и уклонения от процесса созревания фагосом. К ним относятся флуоресцентная микроскопия, которая используется для наблюдения за фагоцитозом, расположением клеток и молекулами, образующимися во время фагоцитоза19; проточная цитометрия, которая дает количественные данные о фагоцитозе и используется для оценки различных маркеров, участвующих в процессе20,21; прижизненная микроскопия, которая используется для оценки микробного захвата и созревания фагосом22; антитело-опосредованный фагоцитоз, который используется для оценки специфичности процесса фагоцитоза для возбудителя23; и другие 24,25,26,27.

Протокол, представленный здесь, использует обычный, недорогой и прямой метод с использованием оптического микроскопа и анализа роста пластин для оценки фагоцитоза и гибели грибковых конидий. Этот протокол предоставит читателям пошаговую инструкцию по проведению анализа фагоцитоза и клиренса с использованием мононуклеарных макрофагов периферической крови человека, подвергшихся воздействию T. stromaticum. ПБМК были использованы в связи с тем, что конидии Trichoderma применяются в качестве биоконтроля против фитопатогенов и биоудобрения для растительных культур во всем мире и вызывают несколько инфекций человека, называемых триходермозами. Кроме того, существует только две предыдущие работы, посвященные взаимодействию между конидиями Trichoderma и иммунной системой человека, в которых мы изучали нейтрофилы28 и аутофагию у макрофагов29. В данной статье сначала показано, как можно изучать фагоцитоз конидий T. stromaticum макрофагами, полученными из PBMC, а затем как можно оценить жизнеспособность поглощенных конидий с помощью простых методов, основанных на микроскопии. Этот протокол может способствовать дальнейшему изучению макрофаг-ассоциированного иммунного ответа или механизмов, связанных с модуляцией иммунной системы.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этические соображения и люди-субъекты
Все эксперименты на людях, описанные в этом исследовании, были проведены в соответствии с Хельсинкской декларацией и федеральными законами Бразилии и одобрены Комитетом по этике Государственного университета Санта-Крус (идентификационный код проекта: 550.382/2014).

Периферическая кровь человека была собрана у здоровых добровольцев из города Ильеус, штат Баия, Бразилия, не подвергавшихся профессиональной деятельности, связанной с изучаемым грибком. Лица, у которых сообщалось о заболеваниях или принимающих лекарства, были исключены. Все испытуемые добровольно согласились принять участие и подписали форму информированного согласия перед включением в это исследование.

1. Приготовление реагентов и растворов

ПРИМЕЧАНИЕ: Прежде чем продолжить, подготовьте следующие реагенты и растворы. Информацию о поставщиках реагентов и материалов см. в Таблице материалов (TOM).

  1. Приготовьте сбалансированный стерильный фосфатно-буферный солевой раствор 1x (PBS).
    ПРИМЕЧАНИЕ: В этом протоколе ПБС, не содержащая эндотоксинов, не использовалась.
  2. Приготовьте среду из картофельного декстрозного агара (КПК) и влейте по 20 мл в каждую чашку Петри для культуры T. stromaticum . Подготовьте шесть планшетов с КПК для каждого донора и используйте по одной пластине для каждого состояния: 3 ч, 24 ч, 48 ч, 72 ч, 96 ч и 120 ч. Кроме того, используйте три пластины для каждого контроля: три для контроля триходермы и три для контроля среды R10. Используйте чашки Петри размером 60 мм x 15 мм или 100 мм x 15 мм для оптимального извлечения конидий.
  3. Стерилизовать 100% глицерин.
  4. Приготовьте среду R10 для клеточной культуры: среду RPMI с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки и 1% антибиотика (пенициллин/стрептомицин).
  5. Стерилизуйте дистиллированную воду для лизиса клеток.
  6. Подготовьте воду с рН 7,0 для процесса окрашивания.
    ПРИМЕЧАНИЕ: При необходимости отрегулируйте рН с помощью рН-метра и растворов 0,1 М/л NaOH и 0,1 М/л HCl.
  7. Простерилизуйте круглый стеклянный покровный стекло (13 мм) и пинцетом.

2. Культивирование и обработка Trichoderma stromaticum

  1. Подготовка маточного подвоя (М1) T. stromaticum:
    ПРИМЕЧАНИЕ: Маточное поддвое (M1) необходимо для того, чтобы убедиться, что все эксперименты проводятся на культуре одного и того же свежего поколения (F1).
    1. Выращивают посевной материал T. stromaticum в чашках Петри с КПК при температуре 28 °С в темноте в течение 7-10 дней, пока не будут наблюдаться конидии и культура не позеленеет.
    2. Промойте культуру T. stromaticum. Добавьте 3-5 мл PBS на поверхность культуры с помощью пипетки. Соберите PBS с планшета и снова распределите его по культуре, чтобы постепенно удалить конидии с помощью пипетки. Повторяйте этот процесс столько, сколько необходимо, пока суспензия не станет темно-зеленой.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве альтернативы рекомендуется осторожное промывание культуры путем добавления 3-5 мл PBS в планшет с последующим выполнением круговых движений до тех пор, пока суспензия не станет зеленой, чтобы восстановить конидии. При повторном пипетировании можно собрать больше конидий.
    3. Переложите восстановленную суспензию с планшета в стерильную пробирку объемом 15 мл с помощью пипетки. Повторите шаги 2.1.2-2.1.3 столько раз, сколько необходимо, чтобы получить больше конидий.
    4. Центрифугируют суспензию при 1,160 x g в течение 5 мин при 12 °C и повторно суспендируют гранулы в 5 мл PBS. Повторите этот шаг (2.1.4) три раза, чтобы получить суспензию без гиф.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для правильного ресуспендирования гранулы после центрифугирования рекомендуется кратковременное вихрь.
    5. Ресуспендант готовой гранулы в 2-3 мл PBS и подсчитайте конидии в камере Нойбауэра, используя разведение 1:100 или 1:1000.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В оптимальных условиях окончательная концентрация 2 x 108 конидий/мл может быть извлечена из культуры. Оценка жизнеспособности конидий с помощью метода исключения трипанового синего не является обязательной.
    6. Распределите суспензию по 1,5 мл в стерильные пробирки, добавив в каждую пробирку 0,5 мл суспензии конидий (с шага 2.1.5). Затем добавьте 0,5 мл стерильного 100% глицерина, чтобы получить запасы М1. Кратковременно встряхните, определите трубки и храните при температуре −20 °C или −80 °C.
  2. Культивирование T. stromaticum и получение конидий для эксперимента
    1. Планшет 10 мкл суспензии М1 (приготовленной на этапе 2.1) помещают в КПК при 28 °С в темноте в течение 7-10 дней до появления конидий и зеленеющей культуры для получения свежего поколения F1.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы обеспечить свежую культуру T. stromaticum для эксперимента, оцените время, необходимое для роста гриба, и время, необходимое для дифференцировки макрофагов.
    2. Соберите конидии, повторив шаги 2.1.2-2.1.4.
    3. Ресуспендируйте конечную гранулу в 2-3 мл PBS. Оцените жизнеспособность конидий с помощью метода исключения трипанового синего или подсчитайте конидии, как указано в шаге 2.1.5.

3. Выделение мононуклеарных клеток периферической крови (МПКМ)

ПРИМЕЧАНИЕ: PBMC получают методом барьера плотности с использованием раствора полисахарозы плотностью 1,077 г/мл30.

  1. Аликвота 15 мл раствора полисахарозы на одну пробирку объемом 50 мл для каждого донорского образца, который будет взят.
  2. Возьмите 20 мл крови у каждого донора, используя три-четыре пробирки с ЭДТА. Привлекайте не менее четырех доноров для каждого эксперимента. Не объединяйте кровь доноров; Вместо этого используйте каждый образец отдельно в качестве биологической реплики. Для каждого донора переведите кровь в одну пробирку объемом 50 мл и добавьте PBS, чтобы получить окончательный объем 35 мл.
  3. Медленно перенесите кровяную суспензию (шаг 3.2) вдоль стенки пробирки, содержащей раствор полисахарозы (шаг 3.1), чтобы образовалась двухфазная суспензия.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы предотвратить смешивание крови с раствором полисахарозы, добавляйте кровь медленно. Рекомендуется использовать не менее 7 мл крови от каждого донора для выделения PBMC.
  4. Немедленно центрифугируйте пробирку, содержащую двухфазную суспензию, при 1 600 x g в течение 30 мин при 24 °C. Запрограммируйте центрифугирование PBMC: используйте ускорение 1 и замедление 0, чтобы избежать резкой остановки центрифугирования.
  5. Наблюдайте за образованием белого кольца, содержащего МПМК после центрифугирования. Эритроциты и гранулоциты находятся в нижнем слое, следующий слой содержит раствор полисахарозы, а МПМК находятся в белом кольце между раствором полисахарозы и плазмой (верхний слой). Соберите белое кольцо, осторожно аспирируя с помощью пипетки или стерильной пипетки Пастера, чтобы не поймать эритроциты, плазму или раствор полисахарозы, и переложите в одну пробирку объемом 15 мл.
  6. Добавьте PBS в пробирку объемом 15 мл, содержащую PBMC, чтобы получить окончательный объем 10 мл. Гомогенизируйте суспензию и центрифугируйте пробирку при 1 600 x g в течение 30 мин при 24 °C.
  7. Промойте клетки три раза при концентрации 1 600 x g в течение 5 минут при 24 °C с 10 мл PBS. Затем повторно суспендируйте конечную гранулу в 2 мл среды R10.
  8. Оцените жизнеспособность клеток с помощью метода исключения трипанового синего и подсчитайте количество клеток в камере Нойбауэра.

4. Кинетика фагоцитоза

ПРИМЕЧАНИЕ: Мононуклеарные макрофаги периферической крови человека обрабатывают конидиями T. stromaticum при кратности инфекции (MOI) 1:10 или только средой R10 в качестве контроля. Кратность инфекции (MOI) представляет собой отношение инфекционных агентов, добавленных к целям заражения, и представлена в виде абсолютных чисел: MOI = агенты:мишени31. Здесь мы используем 1 T. stromaticum conidia (агент) для 10 макрофагов (мишеней). Затем клетки инкубируют при 37 °C и 5%CO2 в течение различных периодов времени (3 ч, 24 ч, 48 ч, 72 ч, 96 ч и 120 ч). Далее с помощью круглого стеклянного покровного стекла визуализируют под микроскопом адгезивные макрофаги, участвующие в процессе фагоцитоза. Приведена экспериментальная схема (рис. 1).

ПРИМЕЧАНИЕ: Рекомендуется использовать 24-луночные планшеты.

  1. Лечение макрофагов человеческого происхождения конидиями T. stromaticum
    1. Добавьте стерильное круглое стеклянное покровное стекло (13 мм) в каждую лунку стерильным пинцетом.
    2. Отрегулируйте объем клеточной суспензии, полученной на шагах 3,7-3,8, до пластины 8 x 105 клеток на лунку до конечного объема 1 мл со средой R10. Используйте инвертированный микроскоп для оценки морфологии клеток.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Клетки должны быть взвешены в среде и иметь округлую морфологию.
    3. Инкубируют клетки при 37 °C в атмосфере 5%CO2 в течение 7 дней и заменяют среду свежей средой R10 каждые 2 дня для дифференцировки моноцитов в макрофаги32. Наблюдайте за морфологией клеток с помощью инвертированного микроскопа. Макрофаги будут иметь веретенообразную морфологию с уплощенными и вытянутыми формами; Также может наблюдаться повышенное цитоплазматическое соотношение и наличие псевдоподий. Ищите адгезивные мононуклеарные макрофаги.
      Примечание: Очень небольшая доля недифференцированных моноцитов может оставаться во взвешенном состоянии в среде.
    4. Удалите среду из каждой лунки с помощью пипетки и промойте клетки 1 мл PBS, чтобы удалить мусор и неприлипшие клетки.
    5. Суспензию, приготовленную на стадии 2.2, используют для приготовления новой суспензии конидий T. stromaticum в конечной концентрации 8 x 104 конидии/мл в среде R10.
    6. Добавляют 1 мл суспензии конидий, приготовленной на стадии 4.1.5, в каждую лунку для обработки (3 ч, 24 ч, 48 ч, 72 ч, 96 ч и 120 ч) до получения MOI 1:10. К контролю добавляют в лунку только 1 мл среды R10.
    7. Макрофаги в течение 3 ч подвергают воздействию конидий T. stromaticum при 37 °C в атмосфере 5%CO2 . Через 3 ч среду удалить и промыть клетки, чтобы удалить нефагоцитированные конидии.
    8. Добавьте 1 мл среды R10 в каждую лунку и инкубируйте планшет в течение разного времени (3 ч, 24 ч, 48 ч, 72 ч, 96 ч и 120 ч) при 37 °C в атмосфере 5%CO2 .
  2. Окрашивание и анализ
    1. Удалите среду из каждой лунки после завершения соответствующей инкубации (шаг 4.1.8) и добавьте в эту лунку 1 мл PBS.
    2. Извлеките круглые стеклянные покровные стекла из лунок с помощью стерильного пинцета и иглы для окрашивания с набором для окрашивания.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве альтернативы можно окрашивать с помощью краски May Grünwald-Giemsa33.
    3. К каждому из круглых стеклянных покровных листов добавьте пятнозакрепитель (5 с), краситель 1 (5 с), краситель 2 (2 с) и буферную воду pH 7,0 (5 с), которые являются компонентами набора для окрашивания. Подождите, пока они высохнут, и закрепите покровные стекла на предметном стекле с помощью монтажного средства.
    4. Количественная оценка результата: Подсчитайте в общей сложности 100 макрофагов (Mø) для каждого временного условия. С помощью оптического микроскопа подсчитывают количество макрофагов с фагоцитированными конидиями с помощью 100-кратного объектива и иммерсионного масла (уравнение [1]).
      figure-protocol-1 (1)
    5. Получить число фагоцитированных конидий на один макрофаг: Соотнесите конидии, присутствующие в 100 макрофагах, деленное на число макрофагов по крайней мере с одним фагоцитированным конидием (уравнение [2])34.
      figure-protocol-2 (2) См.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для оценки и подсчета конидий можно использовать программное обеспечение ImageJ35.
    6. Сфотографируйте фагоцитоз из каждого образца и временных условий, используя 40-кратные и 100-кратные объективы, чтобы представить результаты.

figure-protocol-3
Рисунок 1: Схематическое изображение анализа фагоцитоза и конидиальной жизнеспособности с использованием мононуклеарных макрофагов периферической крови человека. (1—10) Анализ на фагоцитоз: T. stromaticum должен быть выращен в PDA, а конидии извлекаются путем промывания планшета PBS. МПМК выделяют методом барьера плотности по описанному протоколу, культивируют в 24-луночные планшеты со стерильными круглыми стеклянными покровными стеклами в течение 7 дней для дифференцировки в макрофаги, а затем обрабатывают MOI 1:10 с различными временными интервалами. Круглые стеклянные покровные стекла удаляются и окрашиваются с помощью набора для окрашивания, а результаты анализируются с помощью световой микроскопии. (1-8,11-13) Анализ жизнеспособности конидий: После выделения PBMC культивируют в 24-луночных планшетах без круглых стеклянных покровных стекол в течение 7 дней для дифференцировки в макрофаги, а затем обрабатывают MOI 1:10 в течение различных временных интервалов. Клетки должны быть лизированы путем инкубации с дистиллированной водой; затем суспензию центрифугируют, а затем ресуспендированную гранулу покрывают ФДА для анализа кинетики роста триходермы. Эта фигура была разработана с использованием базы данных изображений. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

5. Анализ конидиальной жизнеспособности после фагоцитоза

ПРИМЕЧАНИЕ: Приведена экспериментальная рисунка (Рисунок 1).

ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте 24-луночные планшеты.

  1. Бросьте вызов макрофагам человеческого происхождения с помощью конидий T. stromaticum .
    1. Повторите шаги 4.1.2-4.1.8 для дифференцировки моноцитов и обработки макрофагов конидиями T. stromaticum .
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не используйте круглые стеклянные покровные стекла в колодцах. Используйте те же интервалы времени, которые используются для определения кинетики фагоцитоза, чтобы фагоцитоз можно было коррелировать с жизнеспособностью конидий.
    2. Оценивают влияние среды R10 на рост T. stromaticum , используя в качестве контроля лунки со суспензией, приготовленной на стадии 4.1.5 (среда R10 + конидии).
  2. Анализ конидиальной жизнеспособности
    1. Удаляйте среду после каждого инкубационного периода (3 ч, 24 ч, 48 ч, 72 ч, 96 ч и 120 ч) и дважды промывают клетки PBS, чтобы удалить конидии, которые не были фагоцитированы.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Контроль, содержащий среду R10 + конидии, не следует мыть.
    2. Добавьте 0,5 мл стерильной дистиллированной воды в каждую лунку и инкубируйте планшет при 37 °C и 5% CO2 в течение 30 мин. По истечении этого времени наблюдайте за морфологией клеток под инвертированным микроскопом, чтобы убедиться, что клетки были лизированы.
    3. Соберите суспензию и перелейте ее в пробирки по 1,5 мл. Центрифугируйте суспензию с помощью мини-центрифуги при 6 000 x g в течение 5 минут при комнатной температуре.
    4. Осторожно выбросьте надосадочную жидкость, повторно суспендируйте гранулу в 10 мкл стерильной дистиллированной воды и засейте 10 мкл суспензии в пластину, содержащую КПК, при температуре 28 °C в темноте.
    5. Подготовьте положительный контроль роста T. stromaticum : используйте суспензию конидий T. stromaticum (шаг 2.2) для приготовления новой суспензии с конечной концентрацией 8 x 106 конидий/мл. Замочите 10 мкл этой суспензии в КПК при 28 °С в темноте.
      ПРИМЕЧАНИЕ: 10 мкл этой суспензии будут содержать такое же количество конидий (8 x 104), которое было использовано для заражения мононуклеарных макрофагов крови. Разница между этим положительным контролем и контролем, упомянутым на этапе 5.1.2, заключается в том, что контроль, упомянутый выше на этапе 5.1.2, используется для оценки возможного влияния среды R10 на рост триходермы во время фагоцитоза. Этот положительный контроль на этапе 5.2.5 с использованием суспензии конидий T. stromaticum, собранных в PBS, представляет собой контроль роста триходермы без влияния среды R10, отражающей естественный рост грибка. Используя этот контроль, можно оценить, влияет ли среда R10 на рост триходермы .
    6. Наблюдайте за кинетикой роста T. stromaticum в ПИТ каждый день и фотографируйте культуру.
    7. Анализ: Для оценки результатов можно использовать два пункта: 1) время (в днях), необходимое для того, чтобы культура заняла всю культуральную пластину, и 2) время (в днях) до появления характерной зеленой пигментации конидий T. stromaticum в культуре.

6. Статистический анализ

  1. Используйте тест Краскела-Уоллиса для определения статистически значимых различий между 8 группами/методами лечения. Считать р < 0,05 статистически значимыми. Все данные представлены в виде средних значений ± стандартному отклонению (SD). На рисунках # обозначает статистическую значимость при p < 0,05.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Методика фагоцитоза грибковых конидий макрофагами широко используется для исследований, оценивающих модуляцию иммунных реакций против грибов. Мы использовали фагоцитоз конидий T. stromaticum для оценки жизнеспособности конидий после фагоцитоза, поскольку уклонение от фагоцитоза и выход фагосом являются механизмами вирулентности грибов. Исследователи должны использовать эти методы в качестве одного из первых тестов при исследовании вида, представляющего клинический интерес.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Для некоторых грибковых патогенов, включая Aspergillus fumigatus, Cryptococcus, Candida albicans и другие, конидиальный или дрожжевой фагоцитоз является ключевым процессом, позволяющим исследовать цитоплазматические и молекулярные события во взаимодействиях макрофагов и патогенов, а также определить время гибели интернализованных конидий 14,39,40. Фагоцитоз является ключевым процессом во взаимодействии...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была поддержана следующими бразильскими финансовыми учреждениями: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) с грантами RED0011/2012 и RED008/2014. U.R.S., J.O.C. и M.E.S.M. признают стипендию, предоставленную Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) и FAPESB, соответственно.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Центрифужные пробирки 15 млCorningCLS43147015 мл центрифужные пробирки, полипропиленовые, коническое дно с крышкой, индивидуально стерильные
24-луночные планшеты для культивирования клеток с плоским дномKasviK12-024Изготовлены из полистирола с буквенно-цифровой идентификацией; Планшет для культивирования клеток не содержит ДНКазы, РНКазы и пирогенов, а также цитотоксических веществ; Стерилизуется гамма-излучением;
Инкубатор для клеточных культур CO2Sanyo303082CO2-инкубатор служит для создания и контроля условий, схожих с человеческим организмом, тем самым позволяя in vitro расти и пролиферировать различные типы клеток.
Центрифуга Микропробирка (тип eppendorf) 1,5 млCapp5101500Изготовлена из полипропилена, с прикрепленным к пробирке колпачком для открывания и закрывания одной рукой. Он имеет полированную внутреннюю часть против адгезии белка и для видимости образца, не содержит ДНКазы, РНКазы и пирогенов
Круговое покровное стекло 15 ммOlenK5-0015Круглое покровное стекло используется для методов микроскопии в клеточных культурах. Изготовлен из суперпрозрачного полупрозрачного стекла; с толщиной 0,13 мм
Класс II Тип B2 (Total Exhaust) Шкафы биобезопасностиEsco Lifesciences group2010274Airstream Class II Type B2 Biosafety Cabinets (AB2) обеспечивают защиту продукта, оператора и окружающей среды и подходят для работы со следовыми количествами токсичных химических веществ и агентов, отнесенных к уровням биологической безопасности I, II или III. В шкафу класса II типа B2 весь входящий и нисходящий воздух удаляется после фильтрации HEPA/ULPA во внешнюю среду без рециркуляции по рабочей поверхности.
Декстроза Картофельный агар средаMerck145Картофель Декстроза Агар используется при выращивании и подсчете дрожжей и грибков
Вакуумная пробирка для сбора крови EDTAFirstLabFL5-1109LEDTA является рекомендуемым антикоагулянтом для гематологических процедур, поскольку это лучший антикоагулянт для сохранения морфологии клеток.
ЭнтелланМерк1.07961 Фиксирующее средство; Entellan - это безводный монтажный носитель для стационарного монтажа для микроскопии.
Фетальная бычья сывороткаGibcoA2720801фетальная бычья сыворотка (FBS) - это a  Универсальная добавка для роста клеточных и тканевых культуральных сред. FBS представляет собой естественный коктейль из большинства факторов, необходимых для прикрепления, роста и пролиферации клеток, эффективный для большинства типов клеток человека и животных (включая насекомых).
Flaticon  база данных изображений
ГлицеринMerck 24900988Криопротектор глицерин используется для замораживания клеток и спор
Histopaque-1077раствор полисахарозы
Изображение J  Программное обеспечение для анализа изображений
Предметные стекла для микроскопииPrecision7105Предметное стекло для микроскопии 26 x 76 мм Матовое внахлест Толщина от 1,0 до 1,2 мм. Изготовлен из специального оптического стекла и упакован в шелковую бумагу Разделитель с высоким качеством прозрачности без дефектов
Мини-центрифугаPrismC1801Мини-центрифуга Prism была спроектирована так, чтобы быть чрезвычайно компактной и занимать исключительно небольшую площадь. Включает в себя 2 сменных быстросъемных ротора, которые вращаются со скоростью до 6000 об/мин. Электронный тормоз обеспечивает быстрое замедление, а самооткрывающаяся крышка обеспечивает легкий доступ к образцу, сокращая время обработки.
Камера НойбауэраKasviK5-0011Счетная камера Нойбауэра используется для подсчета элементов или других взвешенных частиц.
Паноптический быстро Laborclin620529Laborclin's  panoptic fast c - набор для быстрого окрашивания в гематологии
Раствор пенициллина/стрептомицина - 10,000ULGC- Биотехнология BR3011001антибиотик применяется для того, чтобы избежать возможного загрязнения при манипуляциях наружу по отношению к ламинарному потоку.
Чашка Петри 90 x 15 мм SmoothCralplast18248Одноразовая чашка Петри; Изготовлен из высокопрозрачного полистирола (ПС); плоское дно; Гладкий; Размер: 90 х 15 мм.
Фосфатно-солевой буфер (PBS)thermo fisher Scientific10010001PBS представляет собой солевой раствор на водной основе с простой рецептурой. Он изотоничен и не токсичен для большинства клеток. Он включает в себя хлорид натрия и фосфатный буфер и разработан для предотвращения осмотического шока при сохранении водного баланса живых клеток.
Пипетка Пастер 3 мл СтерильнаяAccumaxAP-3-B-SСТЕРИЛЬНАЯ ACCUMAX ПАСТЕР 3 МЛ ПИПЕТКА ЕМКОСТЬЮ 3 мл, изготовленная из прозрачного полиэтилена низкой плотности (ПВД) и индивидуально стерильная
Охлаждаемая центрифугаThermo ScientificTS-HM16RОхлаждаемая центрифуга Thermo Scientific Heraeus Megafuge 16R представляет собой охлаждаемую центрифугу с удобной панелью управления, позволяющей легко установить скорость, значение RCF, продолжительность,  температурный режим, а также профиль хода. Megafuge 16R может развивать максимальную скорость... 15 200 об/мин и максимальная RCF 25 830 x g.
RPMI-1640 MediumMerckMFCD00217820HEPES Модификация, с L-глутамином и 25 мМ HEPES, без бикарбоната натрия, порошок, подходит для клеточных культур
Одноканальные микропипеткиEppendorfZ683809Одноканальные микропипетки используются для точного переноса и измерения очень малых количеств жидкостей.
Наконечник для микропипеттораCorning4894емкостью 10 & микро; L и 1,000 & микро; L Автоклавируемый
триокулярный инвертированный микроскопLABOMEDVU-7125500Он позволяет наблюдать за клетками внутри пробирок и флаконов, не открывая их, тем самым избегая проблем с загрязнением.

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Samuels, G. J. Trichoderma: A review of biology and systematics of the genus. Mycological Research. 100 (8), 923-935 (1996).
  2. Nevalainen, H., Peterson, R. Chapter 7 - Heterologous expression of proteins in Trichoderma. Biotechnology and Biology of Trichoderma. Gupta, V. K., Schmoll, M., Herrera-Estrella, A., Upadhyay, R. S., Druzhinina, I., Tuohy, M. G. , Oxford, UK. (2014).
  3. Do Vale, L. H. F., Filho, E. X. F., Miller, R. N. G., Ricart, C. A. O., de Sousa, M. V. Chapter 16 - Cellulase systems in Trichoderma: An overview. Biotechnology and Biology of Trichoderma. Gupta, V. K., Schmoll, M., Herrera-Estrella, A., Upadhyay, R. S., Druzhinina, I., Tuohy, M. G. , Oxford, UK. (2014).
  4. Ferreira, N. L., Margeot, A., Blanquet, S., Berrin, J. G. Chapter 17 - Use of cellulases from Trichoderma reesei in the twenty-first century part I: Current industrial uses and future applications in the production of second ethanol generation. Biotechnology and Biology of Trichoderma. Gupta, V. K., Schmoll, M., Herrera-Estrella, A., Upadhyay, R. S., Druzhinina, I., Tuohy, M. G. , Oxford, UK. (2014).
  5. Puranen, T., Alapuranen, M., Vehmaanperä, J. Chapter 26 - Trichoderma enzymes for textile industries. Biotechnology and Biology of Trichoderma. Gupta, V. K., Schmoll, M., Herrera-Estrella, A., Upadhyay, R. S., Druzhinina, I., Tuohy, M. G. , Oxford, UK. (2014).
  6. Kunamneni, A., Plou, F. J., Alcalde, M., Ballesteros, A. Chapter 24 - Trichoderma enzymes for food industries. Biotechnology and Biology of Trichoderma. Gupta, V. K., Schmoll, M., Herrera-Estrella, A., Upadhyay, R. S., Druzhinina, I., Tuohy, M. G. , Oxford, UK. (2014).
  7. Mukherjee, P. K., Horwitz, B. A., Herrera-Estrella, A., Schmoll, M., Kenerley, C. M. Trichoderma research in the genome era. Annual Review of Phytopathology. 51 (1), 105-129 (2013).
  8. Mukherjee, M., et al. Trichoderma-plant-pathogen interactions: Advances in genetics of biological control. Indian Journal of Microbiology. 52 (4), 522-529 (2012).
  9. dos Santos, U. R., dos Santos, J. L. Trichoderma after crossing kingdoms: Infections in human populations. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B. 26 (2), 97-126 (2023).
  10. Asis, A., et al. Identification patterns of Trichoderma strains using morphological characteristics, phylogenetic analyses and lignocellulolytic activities. Molecular Biology Reports. 48 (4), 3285-3301 (2021).
  11. Antal, Z., et al. Comparative study of potential virulence factors in human pathogenic and saprophytic Trichoderma longibrachiatum strains. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica. 52 (3-4), 341-350 (2005).
  12. Hatvani, L., Manczinger, L., Vágvölgyi, C., Kredics, L. Trichoderma as a human pathogen. Trichoderma: Biology and Applications. Mukherjee, P. K., Horwitz, B. A., Singh, U. S., Mukherjee, M., Schmoll, M. , Wallingford, UK. (2013).
  13. Kredics, L., et al. Clinical importance of the genus Trichoderma: A review. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica. 50 (2-3), 105-117 (2003).
  14. Erwig, L. P., Gow, N. A. R. Interactions of fungal pathogens with phagocytes. Nature Reviews Microbiology. 14 (3), 163-176 (2016).
  15. Nicola, A. M., Casadevall, A. In vitro measurement of phagocytosis and killing of Cryptococcus neoformans by macrophages. Methods in Molecular Biology. 844, 189-197 (2012).
  16. Medina, E., Goldmann, O. In vivo and ex vivo protocols for measuring the killing of extracellular pathogens by macrophages. Current Protocols in Immunology. , Chapter 14, Unit 14 1-17 (2011).
  17. Drevets, D. A., Canono, B. P., Campbell, P. A. Measurement of bacterial ingestion and killing by macrophages. Current Protocols in Immunology. 109, 1-17 (2015).
  18. Gresnigt, M. S., et al. Differential kinetics of Aspergillus nidulans and Aspergillus fumigatus phagocytosis. Journal of Innate Immunity. 10 (2), 145-160 (2018).
  19. Steinberg, B. E., Grinstein, S. Analysis of macrophage phagocytosis: Quantitative assays of phagosome formation and maturation using high-throughput fluorescence microscopy. Methods in Molecular Biology. 531, 45-56 (2009).
  20. Yan, Q., Ahn, S. H., Fowler, V. G. Macrophage phagocytosis assay of Staphylococcus aureus by flow cytometry. Bio-Protocol. 5 (4), 1406(2015).
  21. Marr, K. A., Koudadoust, M., Black, M. Early events in macrophage killing of Aspergillus fumigatus conidia New flow cytometric viability assay. Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology. 8 (6), 1240-1247 (2001).
  22. Surewaard, B. G. J., Kubes, P. Measurement of bacterial capture and phagosome maturation of Kupffer cells by intravital microscopy. Methods. 128, 12-19 (2017).
  23. Siggins, M. K., et al. Differential timing of antibody-mediated phagocytosis and cell-free killing of invasive African Salmonella allows immune evasion. European Journal of Immunology. 44 (4), 1093-1098 (2014).
  24. Cannon, G. J., Swanson, J. A. The macrophage capacity for phagocytosis. Journal of Cell Science. 101 (4), 907-913 (1992).
  25. Harvath, L., Terle, D. A. Assay for phagocytosis. Methods in Molecular Biology. 115, 281-290 (1999).
  26. dos Santos, A. G., et al. Trichoderma asperelloides spores downregulate dectin1/2 and TLR2 receptors of mice macrophages and decrease Candida parapsilosis phagocytosis independent of the M1/M2 polarization. Frontiers in Microbiology. 8, 1681(2017).
  27. Souza, J. A. M., et al. Characterization of Aspergillus fumigatus extracellular vesicles and their effects on macrophages and neutrophils functions. Frontiers in Microbiology. 10, 2008(2019).
  28. Oliveira-Mendonça, L. S., et al. Inhibition of extracellular traps by spores of Trichoderma stromaticum on neutrophils obtained from human peripheral blood. Molecular Immunology. 141, 43-52 (2022).
  29. Oliveira-Mendonça, L. S., et al. Trichoderma stromaticum spores induce autophagy and downregulate inflammatory mediators in human peripheral blood-derived macrophages. Current Research in Microbial Sciences. 3, 100145(2022).
  30. Johnston, L., Harding, S. A., La Flamme, A. C. Comparing methods for ex vivo characterization of human monocyte phenotypes and in vitro responses. Immunobiology. 220 (12), 1305-1310 (2015).
  31. Abedon, S. T., Bartom, E. Multiplicity of infection. Brenner's Encyclopedia of Genetics. Second Edition. Maloy, S., Hughes, K. , Academic Press. Cambridge, MA. (2013).
  32. Rios, F. J., Touyz, R. M., Montezano, A. C. Isolation and differentiation of human macrophages. Methods in Molecular Biology. 1527, 311-320 (2017).
  33. Lombard, Y., Giaimis, J., Makaya-Kumba, M., Fonteneau, P., Poindron, P. A new method for studying the binding and ingestion of zymosan particles by macrophages. Journal of Immunological Methods. 174 (1-2), 155-165 (1994).
  34. Ghoneum, M., Gollapudi, S. Phagocytosis of Candida albicans by metastatic and non metastatic human breast cancer cell lines in vitro. Cancer Detection and Prevention. 28 (1), 17-26 (2004).
  35. Nunes, J. P. S., Dias, A. A. M. ImageJ macros for the user-friendly analysis of soft-agar and wound-healing assays. BioTechniques. 62 (4), 175-179 (2017).
  36. Alves-Filho, E. R., et al. The biocontrol fungus Trichoderma stromaticum downregulates respiratory burst and nitric oxide in phagocytes and IFN-gamma and IL-10. Journal of Toxicology and Environmental Health - Part A: Current Issues. 74 (14), 943-958 (2011).
  37. Slesiona, S., et al. Persistence versus escape: Aspergillus terreus and Aspergillus fumigatus employ different strategies during interactions with macrophages. PLoS One. 7 (2), 31223(2012).
  38. Johnston, S. A., May, R. C. Cryptococcus interactions with macrophages: Evasion and manipulation of the phagosome by a fungal pathogen. Cellular Microbiology. 15 (3), 403-411 (2013).
  39. Alonso, M. F., et al. The nature of the fungal cargo induces significantly different temporal programmes of macrophage phagocytosis. The Cell Surface. 8, 100082(2022).
  40. Brakhage, A. A., Bruns, S., Thywissen, A., Zipfel, P. F., Behnsen, J. Interaction of phagocytes with filamentous fungi. Current Opinion in Microbiology. 13 (4), 409-415 (2010).
  41. Dos Santos, U. R., et al. Exposition to biological control agent Trichoderma stromaticum increases the development of cancer in mice injected with murine melanoma. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 10, 252(2020).
  42. Wang, G., et al. Exopolysaccharide from Trichoderma pseudokoningii induces macrophage activation. Carbohydrate Polymers. 149, 112-120 (2016).
  43. Xu, Y., et al. Exopolysaccharide from Trichoderma pseudokoningii promotes maturation of murine dendritic cells. International Journal of Biological Macromolecules. 92, 1155-1161 (2016).
  44. Schmoll, M., Esquivel-Naranjo, E. U., Herrera-Estrella, A. Trichoderma in the light of day - Physiology and development. Fungal Genetics and Biology. 47 (11), 909-916 (2010).
  45. Zhang, G., Li, D. Trichoderma longibrachiatum-associated skin inflammation and atypical hyperplasia in mouse. Frontiers in Medicine. 9, 865722(2022).
  46. Paredes, K., Capilla, J., Mayayo, E., Guarro, J. Virulence and experimental treatment of Trichoderma longibrachiatum, a fungus refractory to treatment. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 60 (8), 5029-5032 (2016).
  47. Perkhofer, S., Speth, C., Dierich, M. P., Lass-Flörl, C. In vitro determination of phagocytosis and intracellular killing of Aspergillus species by mononuclear phagocytes. Mycopathologia. 163 (6), 303-307 (2007).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Trichoderma StromaticumConidial ViabilityMacrophage PhagocytosisPeripheral Blood MononuclearFungal ClearanceIn Vitro PhagocytosisConidia IsolationHuman MacrophagesPhagocytosis AssayFungal Pathogenesis

Related Articles