Modélisation de la tuberculose chez Mycobacterium marinum adultes infectés poisson zèbre

Poisson zèbre (Danio rerio) est un modèle animal largement utilisé dans la recherche biomédicale et c’est un modèle accepté pour la biologie des vertébrés commun. Le poisson-zèbre a été adapté à de nombreux domaines de recherche modélisation des maladies humaines et troubles allant du cancer¹ et² de la maladie cardiaque aux maladies infectieuses et immunologiques de plusieurs bactéries ³ et infections virales^{4 , 5}. en outre, le développement ex utero des embryons de poisson-zèbre a rendu le poisson-zèbre un modèle populaire en biologie du développement⁶ et toxicologie^7,8.

Dans de nombreux domaines de recherche, y compris la biologie de l’infection, les larves de poisson zèbre optiquement transparent sont couramment utilisés. Les premières cellules immunitaires apparaissent dans les 24 h après la fécondation (hpf), lorsque les macrophages primitifs sont détectés⁹. Les neutrophiles sont les cellules immunitaires prochaines à apparaître environ 33 hpf¹⁰. Les larves de poisson zèbre sont donc réalisables pour étudier les premiers stades de l’infection et le rôle de l’immunité innée en l’absence de cellules immunitaires adaptatives¹¹. Cependant, le poisson-zèbre adult avec ses entièrement fonctionnelle du système immunitaire adaptatif fournit une couche supplémentaire de complexité pour les expériences d’infection. Les lymphocytes T peuvent être détectées autour de 3 jours après la fécondation,¹², et les cellules B sont capables de produire des anticorps fonctionnels par 4 semaines après la fécondation¹³. Le poisson-zèbre adult a tous les principaux homologues du système immunitaire inné et adaptatif chez les mammifères. Les principales différences entre les immune systems de poissons et les humains sont trouvent dans les isotypes d’anticorps ainsi que dans l’anatomie des tissus lymphoïdes. Le poisson-zèbre a anticorps seulement trois classes¹⁴, alors que les humains ont cinq¹⁵. En l’absence de la moelle osseuse et les ganglions lymphatiques, les organes lymphoïdes primaires chez les poissons sont les reins et le thymus¹⁶ et la rate, le rein et l’intestin servent dans les organes lymphoïdes secondaires¹⁷. Malgré ces différences, avec son arsenal complet immunitaire des cellules innées et adaptatives, le poisson-zèbre adult est un modèle très applicable, facile à utiliser, non-mammifère pour les études sur les interactions hôte-pathogène.

Le poisson-zèbre a dernièrement été créé comme un modèle possible d’étudier la tuberculose^{18,19,20,21,22}. La tuberculose est une maladie aéroportée causée par Mycobacterium tuberculosis. Selon l’Organisation mondiale de la santé, la tuberculose due à1,7 million de décès en 2016 et est la principale cause de décès par un pathogène unique dans le monde entier²³. Souris^24,25, les lapins²⁶ et les primates non humains,²⁷ sont que des modèles l’animal plus connu dans la recherche de la tuberculose mais chaque visage leurs limites. Le modèle primate non humain de M. tuberculosis infection ressemble à la maladie humaine plus étroitement, mais à l’aide de ce modèle est limité en raison de considérations éthiques graves. Autres modèles animaux sont entravés par la spécificité de l’hôte de M. tuberculosis qui influe sur la pathologie de la maladie. Probablement le plus gros problème dans la modélisation de la tuberculose est la gamme large des résultats infection et la maladie dans la maladie humaine : la tuberculose est une maladie très hétérogène, allant de la stérilisation immunité aux infections latentes, active et réactivées²⁸ , qui peut être difficile à reproduire et à modeler de façon expérimentale.

Mycobacterium marinum est un proche parent de M. tuberculosis avec protéines orthologues ~ 3 000 avec 85 % d’acides aminés identité²⁹. M. marinum infecte naturellement le poisson-zèbre, produisant des granulomes, les maîtres mots de la tuberculose, dans ses organes internes^19,30. Contrairement à d’autres modèles animaux utilisés en recherche de la tuberculose, zebrafish produit beaucoup de progéniture, il nécessite seulement un espace limité et surtout, il est neurophysiologically le modèle de la tuberculose vertébrés moins avancé disponible. En outre, l’infection de M. marinum provoque une infection latente, une maladie active ou même stérilisation des infections à mycobactéries chez le poisson zèbre adulte, étroitement imitant le spectre des issues des maladies de la tuberculose humaine^{19, 31 , 32}. nous décrivons ici les méthodes pour le modèle de la tuberculose expérimentale du poisson-zèbre adulte en injectant M. marinum dans la cavité abdominale et à l’aide de la PCR quantitative pour mesurer les charges mycobactériennes et les réponses immunitaires de poisson-zèbre échantillons de tissus.