$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Echinococcus granulosus — зоонозный паразитический гельминт, ответственный за долгосрочную инфекцию, известную как кистозный эхинококкоз1. У промежуточных хозяев, таких как домашний скот и люди, паразитарная инфекция в первую очередь поражает печень и легкие, где личиночная стадия развивается в виде заполненных жидкостью цист или метацестод, содержащих протосколесы (саму личинку). Как и у всех цестод, у этого паразита отсутствует пищеварительная и выделительная системы и, следовательно, развились активные эндоцитарные и экзоцитарные клеточные процессы, регулирующие поглощение и выведение метаболитов, а также высвобождение внеклеточных везикул2,3. Внеклеточные везикулы (ВВ) представляют собой частицы, окруженные липидным бислоем, секретируемые, по-видимому, всеми типами клеток. В частности, малые внеклеточные везикулы (sEVs), определяемые как EV размером менее 200 нм независимо отих биогенезного происхождения4, могут выступать в качестве межклеточных иммунных медиаторов. Эта функция особенно важна для паразитов, которые полагаются на иммуномодуляцию хозяина для обеспечения своей выживаемости3. Иммунные манипуляции достигаются путем поглощения sEV дендритными клетками хозяина, единственными клетками, способными активировать наивные Т-клетки in vivo и инициировать адаптивный иммунный ответ, который приведет к хроническому заражению этими паразитическими червями. Дендритные клетки, профессиональные антигенпрезентирующие клетки врожденной иммунной системы, обрабатывают и загружают антигенные пептиды в главный комплекс гистосовместимости класса I и класса II (МНС I и МНС II) и демонстрируют их на своих мембранах для эксклюзивного прайминга наивных Т-клеток (CD8+ и CD4+ Т-клеток соответственно)5. Последующие дендритные клетки индуцируют свое созревание путем индукции экспрессии ко-стимулирующих маркеров CD80/CD86 и CD40 и MHC-II и мигрируют из периферических тканей во вторичные лимфоидные органы, узнавая чужеродные антигены, загружая их для эксклюзивного наивного прайминга Т-клеток6. Таким образом, общая цель данного протокола заключается в том, чтобы реалистично изучить коммуникацию паразита гельминта с хозяином, анализируя упаковку и доставку паразитарных компонентов в виде sEVs, которые, достигая иммунных клеток хозяина, влияют на развитие инфекции и прогрессирование хронического паразитарного заболевания.
Подход к анализу интерфейса гельминт-хозяин через изучение sEVs имеет ряд преимуществ. Во-первых, оболочка, внешняя оболочка плоских червей, представляет собой двойную мембранную структуру, которая представляет собой основную точку пересечения между паразитом и его хозяином, что позволяет легко генерировать или проникать через эту структуруsEV. Во-вторых, sEV сильно нагружены белковыми антигенами со всех стадий жизненного цикла паразита, представляя собой естественный способ, с помощью которого иммунная система хозяина отбирает антигены вовремя заражения червями. Благодаря своей биологической продукции, простоте очистки (не требуя разрушения тканей или фракционирования белка) и прямому взаимодействию с клетками хозяина, гельминты sEV позволяют проводить эксперименты in vitro для моделирования условий взаимодействия паразита и хозяина in vivo. Наконец, sEVs представляют собой возможность наличия паразитарных структур, которые могут быть фагоцитозированы или интернализованы клетками-хозяевами, преодолевая невозможность сделать это с целыми паразитами, особенно в случаях энцистированных червей.
Учитывая упомянутые преимущества и тот факт, что гельминтозы являются распространенными и, как правило, хроническими заболеваниями, при которых паразиты, по-видимому, манипулируют иммунной системой хозяина в качестве стратегии выживания, выделение полученных от паразитов ВВ и их изучение во взаимодействии с дендритными клетками обеспечивает ценную основу для изучения этой иммуномодуляции. В этом смысле было описано, что интернализация ВВ от гельминтов, включая нематод и платигельминтов, таких как Schistosoma mansoni, Fasciola hepatica, Brugia malayi и E. granulosus, индуцирует созревание и активацию дендритных клеток 9,11,12,13,14,15.
Выделение ВВ, полученных от гельминтов, не только позволяет изучать иммунологические взаимодействия, потенциально приводящие к разработке защитных вакцин или иммунотерапевтических агентов для аллергических или аутоиммунных заболеваний, но и способствует исследованию других биологических взаимодействий и функций 8,16,17. В этом контексте ВВ, которые играют роль в естественной истории паразитарных инфекций, могут быть использованы для исследования развития паразитов и взаимодействия с конкретными клетками-хозяевами. Кроме того, они могут иметь потенциальное применение в качестве ранних или дифференциальных биомаркеров для диагностики паразитарных заболеваний, мониторинга терапевтических реакций и внесения вклада в контроль и лечение паразитарных инфекций17,18.
Кроме того, как было продемонстрировано ранее, личиночная стадия E. granulosus восприимчива к изменениям концентрации цитозольного кальция, который, помимо того, что играет роль в жизнеспособности паразита, также контролирует скорость экзоцитоза 19,20. В этом контексте, а также зная, что внутриклеточное повышение уровня кальция усиливает высвобождение ВВ, использование внутриклеточного усилителя кальция в качестве лоперамида может стать решающей стратегией для увеличения количества ВВ. Этот подход особенно интересен для клеточных систем, которые требуют больших популяций для генерации достаточного количества электромобилей для грузового и функционального анализа 11,21,22. В действующем протоколе (рис. 1) подробно описаны методы получения чистых культур личинковой стадии E. granulosus и условия, которые увеличивают производство sEV. В ней также описывается рабочий процесс выделения и определения характеристик этих везикул, а также их поглощение дендритными клетками мышей, что является важным шагом в первоначальном изучении модуляции иммунной системы хозяина.