Density and localization of P-fimbriae-specific receptors on mammalian cells: Fluorescence-activated cell analysis

Summary

More than 95% of acute non-obstructive pyelonephritis cases in children are caused by P-fimbriatedEscherichia coli. Uroepithelial cells from individuals prone to urinary tract infections bind such bacteria more avidly than do cells from healthy controls. A high density of receptors for P-fimbriae on cells of the urinary tract and kidney may thus be an important host factor in the acquisition of upper urinary tract infections. In this communication we are describing methods to determine the densities and localization of P-fimbriae receptors on mammalian cells. To determine the receptor density on cells in suspension, the cells were incubated with fluorescein-labelled P-fimbriatedE. coli. They were then subjected to fluorescence-activated cell sorting (FACS) analysis which monitors both the size and the relative fluorescence of each cell. FACS analysis proved versatile for rapid and specific analyses of P-fimbriae receptor densities on large numbers of any chosen type of cell. The fluorescein-labelled P-fimbriatedE. coli were also useful in localizing P-fimbriae receptors in tissues. These techniques are not limited to the assessment of P-fimbriae receptor densities and tissue localization but open up new aspects for studies of the specifities involved in the interactions between other microorganisms (e. g. parasites, bacteria and virus) and their host cells.

Zusammenfassung

P-Fimbrien-tragendeEscherichia coli sind für mehr als 95% der Fälle von akuter, nicht obstruktiver Pyelonephritis bei Kindern verantwortlich. Uroepitheliale Zellen von Personen, die zu Harnwegsinfektionen neigen, haben eine stärkere Bindungsavidität für solche Bakterien als Zellen von gesunden Kontrollpersonen. Hohe Rezeptordichte für P-Fimbrien auf Zellen des Harntraktes oder der Nieren kann ein wichtiger Wirtsfaktor für die Entwicklung von Infektionen der oberen Harnwege sein. Wir beschreiben Methoden zur Bestimmung der Dichte und Lokalisation von P-Fimbrien-Rezeptoren auf Mammalierzellen. Zur Messung der Rezeptorendichte auf Zellen in Suspension wurden die Zellen mit Fluoreszein-markierten, P-Fimbrien tragendenE. coli inkubiert. Anschließend wurden die Zellen der Fluoreszenz-aktivierten Zellanalyse (FACS) unterzogen, die die Größe und relative Fluoreszenz jeder Zelle registriert. Die FACS Analyse erwies sich als geeignete Methode für eine rasche und spezifische Bestimmung der P-Fimbrien-Rezeptoren-Dichte auf einer großen Zahl von Zellen jeglicher Art. Fluoreszein-markierte, P-Fimbrien tragendeE. coli waren auch zur Lokalisation von P-Fimbrien-Rezeptoren in Geweben verwendbar. Diese Methoden beschränken sich nicht auf die Bestimmung von Dichte und Lokalisation von P-Fimbrien-Rezeptoren; sie eröffnen auch neue Möglichkeiten für die Untersuchung der spezifischen Vorgänge der Interaktion zwischen anderen Mikroorganismen (z. B. Parasiten, Bakterien und Viren) und den Wirtszellen.