Phagocytose des macrophages alvéolaires et dégagement de bactéries chez la souris
Summary
Nous rapportons ici les méthodes courantes pour analyser la fonction phagocytaire des macrophages alvéolaires murines et clairance bactérienne du poumon. Ces méthodes d’étudient de la phagocytose des perles de l’isothiocyanate de fluorescéine in vitro et in vivo phagocytose de Pseudomonas aeruginosa Green Fluorescent Protein. On décrit également une méthode de dégagement de P. aeruginosa chez la souris.
Abstract
Les macrophages alvéolaires (AMs) gardent l’espace alvéolaire des poumons. Phagocytose par AMs joue un rôle essentiel dans la défense contre l’invasion des agents pathogènes, l’élimination des cellules mortes ou des particules étrangères et dans la résolution des réactions inflammatoires et le remodelage des tissus, des processus qui sont véhiculées par les différents récepteurs de surface l’AMs. Nous rapportons ici les méthodes pour l’analyse de la fonction phagocytaire des AMs à l’aide d’essais in vitro et in vivo et stratégies expérimentales de différencier entre les récepteurs de reconnaissance de pattern – récepteur complément- et Fc gamma médiée par les récepteurs phagocytose. Finalement, nous discutons une méthode afin d’établir et de caractériser un modèle de pneumonie P. aeruginosa chez la souris afin d’évaluer la clairance bactérienne in vivo. Ces tests représentent les méthodes les plus courantes pour évaluer les fonctions AM et peuvent également être utilisés pour étudier la fonction des macrophages et la clairance bactérienne dans d’autres organes.
Introduction
AMs sont les principaux phagocytes résidents dans les alvéoles à l’étape de repos et l’un des principaux acteurs de la réponse immunitaire innée grâce à la reconnaissance et l’internalisation des pathogènes inhalés et particules étrangères1,2. Il a été rapporté que AMs sont essentiels pour le dédouanement rapid de nombreux pathogènes pulmonaires telles que P. aeruginosa et Klebsiella pneumonie3,4, donc une carence dans la phagocytose AM aboutit souvent à des voies respiratoires infections, telles que la pneumonie aiguë, entraînant des taux plus élevés de mortalité et de morbidité.
AMs aussi initier des réactions inflammatoires innées dans le poumon par la production de cytokines et chimiokines, comme le TNF-α et IL-1β, les interférences avec d’autres cellules de l’environnement alvéolaire pour produire des chimiokines et recruter inflammatoires polynucléaires neutrophiles, monocytes, et cellules immunitaires adaptatives dans le poumon5. Par exemple, IL-1β produites par AMs contribue à amorcer la libération de la chimiokine neutrophile CXCL8 des cellules épithéliales6. En outre, AMs contribuent à la phagocytose d’apoptotic polynucléaires (PN), échec de ce qui conduit à la fuite soutenue des enzymes intracellulaires de l’APF aux tissus environnants, ce qui entraîne des lésions tissulaires et inflammation prolongée 7 , 8 , 9.
Phagocytose de l’AMs est médiée par une reconnaissance directe de profils moléculaires de micro-organismes pathogènes associés à la surface de l’agent pathogène par les récepteurs de reconnaissance de modèle (SDRP) de l’AMs ou par la liaison des pathogènes opsonisées avec les récepteurs immunitaires effecteurs de l’AMs 10. pour ces derniers, AMs peuvent reconnaître les objectifs opsonized avec les immunoglobulines (IgG) par le biais de leurs récepteurs Fcγ (FcγR) ou les agents pathogènes enduits avec des fragments du complément, C3b et C3bi, par le biais de leurs récepteurs de complément (CR)11. Parmi les récepteurs du complément, le CR de la superfamille des immunoglobulines (CRIg) est exprimé sélectivement dans des macrophages de tissu12, et une découverte récente a mis en évidence le rôle de la CRIg phagocytose AM dans le contexte de la pneumonie P. aeruginosa 13.
Plusieurs études originales utilisent des méthodes pour évaluer la phagocytose des macrophages pour décrire les mécanismes moléculaires du macrophage function14,15. Cependant, les méthodes comme in vivo la phagocytose nécessitent une quantification précise de phagocytose. Nous résumons ici, une méthodologie détaillée pour phagocytose in vitro et in vivo à l’aide de l’isothiocyanate de fluorescéine (FITC)-microbilles de verre et P. aeruginosa vert fluorescent protein (GFP), respectivement. En outre, nous expliquer la méthode de différenciation entre PRR-, CR- et phagocytose médiée par les FcγR. Enfin, nous présentons une méthode pour caractériser la clairance bactérienne chez la souris par rapport à P. aeruginosa pneumonie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tout en remplissant une fonction d’échange de gaz, le poumon confronte constamment allergènes, pathogènes et les particules étrangères. AMs fournissent la première ligne de défense en raison de leur fonction principale, à savoir la phagocytose. AMs est également coordonnent avec d’autres cellules de système immunitaires à détruire les agents pathogènes et la résolution de l’inflammation. Ici, nous avons décrit les méthodes permettant d’évaluer plus précisément la phagocytose par AMs isolé par …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail est soutenu par grant R01HL116826 à X. Zhao.
Materials
| 18-G Needle | Nipro Medical | CI+1832-2C | Molecular Biology grade |
| 2,7-diaminofluorene (DAF) | Sigma-Aldrich | D17106 | Molecular Biology grade |
| 70% Ethanol | Decon Labs Inc. | 18C27B | Analytical grade |
| 96-well plate | Corning | 3603 | Cell Biology grade |
| ACK lysis buffer | Life Technologies | A10492 | Molecular Biology grade |
| Alexa fluor-488 Zymosan-A-bioparticle | Thermofisher Scientific | Z23373 | Molecular Biology grade |
| C5 deficient serum | Sigma-Aldrich | C1163 | Biochemical reagent |
| Centrifuge | Labnet International | C0160-R | |
| Cytospin 4 Cytocentrifuge | Thermofisher Scientific | A78300101 Issue 11 | |
| DMEM Cell Culture Media | Gibco | 11995-065 | Cell Biology grade |
| FBS | Atlanta Biologicals | S11550 | Cell Biology grade |
| Flow Cytometer | BD Biosciences | FACSCalibur | |
| Flow Jo Software | FlowJo, LLC | ||
| Forceps | Dumont | 0508-SS/45-PS-1 | Suitable for laboratory animal dissection |
| FITC-carboxylated latex beads | Sigma-Aldrich | L4530 | Cell Biology grade |
| GFP-P. aeruginosa | ATCC | 101045GFP | Suitable for cell infection assays |
| Glass bottom dish | MatTek Corp. | P35G-0.170-14-C | Cell Biology grade |
| High-Pressure Syringe | Penn-Century | FMJ-250 | Suitable for laboratory animal use |
| Homogenizer | Omni International | TH-01 | |
| Hydrogen peroxide | Sigma-Aldrich | H1009 | Analytical grade |
| Inverted Fluorescence Microscope | Olympus | IX73 | |
| Ketamine Hydrochloride | Hospira | CA-2904 | Pharmaceutical grade |
| Shandon Kwik-Diff Stains | Thermofisher Scientific | 9990700 | Cell Biology grade |
| LB Agar | Fisher Scientific | BP1425 | Molecular Biology grade |
| LB Broth | Fisher Scientific | BP1427 | Molecular Biology grade |
| MicroSprayer Aerosolizer | Penn-Century | IA-1C | Suitable for laboratory animal use |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | Reagent grade |
| PBS | Gibco | 20012-027 | Cell Biology grade |
| rabbit anti-SRBC-IgG | MP Biomedicals | 55806 | Suitable for immuno-assays |
| rabbit anti-SRBC-IgM | Cedarline Laboratories | CL9000-M | Suitable for immuno-assays |
| Scissors | Miltex | 5-2 | Suitable for laboratory animal dissection |
| Small Animal Laryngoscope | Penn-Century | LS-2 | Suitable for laboratory animal use |
| Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | BioRad | 1610301 | Analytical grade |
| Spring Scissors (Med) | Fine Science Tools | 15012-12 | Suitable for laboratory animal dissection |
| Spring Scissors (Small) | Fine Science Tools | 91500-09 | Suitable for laboratory animal dissection |
| sheep red blood cells (SRBCs) | MP Biomedicals | 55876 | Washed, preserved SRBCs |
| Urea | Sigma-Aldrich | U5378 | Molecular Biology grade |
| Xylazine | Akorn Animal Health | 59399-110-20 | Pharmaceutical grade |
References
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