Imaging non invasiva della risposta immunitaria innata in un modello di Zebrafish larvale<em> Streptococcus iniae</em> Infezione

Streptococcus iniae è un importante agente patogeno acquatica che è in grado di causare una malattia sistemica, sia di pesce e gli esseri umani ^1. Mentre S. iniae è responsabile per le grandi perdite nel settore dell'acquacoltura, è anche un potenziale patogeno zoonotico, in grado di causare malattie in ospiti umani immunocompromessi con patologie cliniche simili a quelli causati da altri agenti patogeni umani streptococco. Date le sue somiglianze con agenti patogeni umani, è importante studiare S. malattia iniae patogenesi nel contesto di un ospite naturale. Un modello zebrafish adulto di S. infezione iniae rivelato robusto infiltrazione di leucociti host al sito di infezione localizzata nonché un rapido time per ospitare la morte, un tempo troppo breve per coinvolge il sistema immunitario adattativo ^7. Al fine di ottenere uno sguardo approfondito nella risposta immunitaria innata di S. iniae infezione in vivo, è necessario utilizzare un modello che è più suscettibile di non-invasive immagini dal vivo.

Il pesce zebra larvale ha una serie di vantaggi che lo rendono un modello vertebrato sempre più interessante per lo studio delle interazioni ospite-patogeno. Zebrafish sono relativamente economico e facile da usare e mantenere rispetto ai modelli di mammifero. Immunità adattativa non è funzionalmente maturo fino 4-6 settimane dopo la fecondazione, ma larve hanno un sistema immunitario innato vertebrati altamente conservata con complemento, recettori Toll-like, citochine e dei neutrofili e macrofagi con capacità antimicrobiche tra cui la fagocitosi e burst respiratorio ^{2-6, 8-11.} Inoltre, la trattabilità genetica e trasparenza ottica delle fasi embrionali e larvali di sviluppo consentono la generazione di linee transgeniche stabili con cellule immunitarie fluorescente rendendo possibile esaminare interazioni ospite-patogeno in tempo reale in vivo. La generazione di queste linee transgeniche utilizzando una proteina fotoconvertibile come Dendra2 consente il tracciamento di origine della cellula ospite individuale e destino nel corso di infezione ^12.

Nello sviluppo di un modello di infezione larvale zebrafish, il sito scelto di microiniezione determinerà se l'infezione è localizzata inizialmente o sistemica. Infezioni del sangue sistemiche nella vena caudale o condotto di Cuvier sono più comunemente utilizzati per studiare patogeni microbici in zebrafish e sono utili per lo studio delle interazioni tra ospite e cellule microbiche, risposte citochine, e le differenze nella virulenza tra i ceppi patogeni. Per la crescita di microorganismi lenti, iniezione presto nel sacco vitellino di un embrione allo stadio 16-1,000 cella può essere utilizzato per generare una infezione sistemica ^13,14, con lo stadio di sviluppo ottimale per microiniezione di un microrganismo a crescita lenta trovato essere tra la fase di 16-128 cellule ^15. Tuttavia, tuorlo iniezioni sac di molti microbi nelle fasi successive di sviluppo accoglienza tendono ad essere letale per tegli ospitare dovuto l'ambiente ricco di sostanze nutritive per il microbo e la mancanza di infiltrazione leucociti ^16-18.

Una infezione localizzata di solito si traduce nella migrazione dei leucociti diretto verso il sito di infezione che possono essere facilmente quantificata con imaging non invasivo. Questo tipo di infezione può permettere per la dissezione dei meccanismi che mediano la migrazione dei leucociti, nonché le ricerche delle diverse capacità migratorie e fagocitosi delle diverse popolazioni di leucociti. Infezioni localizzate sono utili anche quando si esaminano le differenze di virulenza tra ceppi batterici oltre a studiare i meccanismi di invasione dal microbo barriere host fisici devono essere attraversate per una infezione localizzata di diventare sistemica. Zebrafish sono tipicamente sollevato a temperature di 25-31 ° C ^19, ma possono anche essere mantenuto a temperature di 34-35 ° C per studi di invasività di alcuni agenti patogeni umani con requisiti di temperatura severiper la virulenza ^{20, 21.}

Molti siti differenti sono stati utilizzati per generare un'infezione batterica inizialmente localizzata compresa ventricolo hindbrain ^22, dorsale coda muscolare ^18, pericardio cavità ^23, e vescicole otica (orecchio) ^{5, 16, 24.} Tuttavia, si è trovato che l'iniezione di batteri nel muscolo coda può causare danni ai tessuti e infiammazione indipendente dei batteri, che possono alterare i risultati in cui si esamina risposta leucocitaria ^13. Anche se meno danno è associato iniezione nel romboencefalo e anche se inizialmente privo di leucociti nei giovani embrioni, il ventricolo hindbrain guadagna costantemente più cellule immunitarie nel tempo microglia prendono la residenza. Il ventricolo rombencefalo è anche una posizione più difficile da immagine. La vescicola otica è una cavità chiusa senza accesso diretto alla vascolarizzazione ^{25, 26.} Normalmente è privo di leukocytes, ma leucociti possono essere reclutati per vescicola otica in risposta a stimoli infiammatori come l'infezione. E 'anche un sito preferito per microiniezione di batteri in zebrafish età 2-3 giorni dopo la fecondazione (dpf) a causa della facilità di imaging e la visualizzazione di iniezione. Pertanto, abbiamo scelto la vescicola otica come il nostro sito di infezione batterica localizzata.