Advanced imaging of microorganisms, including protists, is challenging due to their small size. Specimen expansion prior to imaging is thus beneficial to increase resolution and cellular details. Here, we present a sample preparation workflow for improved observations of the single-celled eukaryotic pathogen Giardia intestinalis (Excavata, Metamonada). The binucleated trophozoites colonize the small intestine of humans and animals and cause a diarrhoeal disease. Their remarkable morphology includes two nuclei and a pronounced microtubular cytoskeleton enabling cell motility, attachment and proliferation. By use of expansion and confocal microscopy, we resolved in a great detail subcellular structures and organelles of the parasite cell. The acquired spatial resolution of 43 nm enabled novel observations of centrin localisation at Giardia basal bodies. Interestingly, non-luminal centrin localization between the Giardia basal bodies was observed, which is an atypical eukaryotic arrangement. Our protocol includes antibody staining and can be used for the localisation of epitope-tagged proteins, as well as for differential organelle labelling by amino reactive esters. This fast and simple protocol is suitable for routine use without a superresolution microscopy equipment.

Abstract Mouse neuronal CAD 5 cell line effectively propagates various strains of prions. Previously, we have shown that it can also be differentiated into the cells morphologically resembling neurons. Here, we demonstrate that CAD 5 cells chronically infected with prions undergo differentiation under the same conditions. To make our model more realistic, we triggered the differentiation in the 3D culture created by gentle rocking of CAD 5 cell suspension. Spheroids formed within 1 week and were fully developed in less than 3 weeks of culture. The mature spheroids had a median size of ~300 μm and could be cultured for up to 12 weeks. Increased expression of differentiation markers GAP 43, tyrosine hydroxylase, β‐III‐tubulin and SNAP 25 supported the differentiated status of the spheroid cells. The majority of them were found in the G0/G1 phase of the cell cycle, which is typical for differentiated cells. Moreover, half of the PrP C on the cell membrane was N‐terminally truncated, similarly as in differentiated CAD 5 adherent cells. Finally, we demonstrated that spheroids could be created from prion‐infected CAD 5 cells. The presence of prions was verified by immunohistochemistry, western blot and seed amplification assay. We also confirmed that the spheroids can be infected with the prions de novo. Our 3D culture model of differentiated CAD 5 cells is low cost, easy to produce and cultivable for weeks. We foresee its possible use in the testing of anti‐prion compounds and future studies of prion formation dynamics.

Abstract Prions are responsible for a number of lethal neurodegenerative and transmissible diseases in humans and animals. Extracellular vesicles, especially small exosomes, have been extensively studied in connection with various diseases. In contrast, larger microvesicles are often overlooked. In this work, we compared the ability of large extracellular vesicles (lEVs) and small extracellular vesicles (sEVs) to spread prions in cell culture. We utilized CAD5 cell culture model of prion infection and isolated lEVs by 20,000 × g force and sEVs by 110,000 × g force. The lEV fraction was enriched in β-1 integrin with a vesicle size starting at 100 nm. The fraction of sEVs was depleted of β-1 integrin with a mean size of 79 nm. Both fractions were enriched in prion protein, but the lEVs contained a higher prion-converting activity. In addition, lEV infection led to stronger prion signals in both cell cultures, as detected by cell and western blotting. These results were verified on N2a-PK1 cell culture. Our data suggest the importance of lEVs in the trafficking and spread of prions over extensively studied small EVs.