Modelagem de tuberculose no Zebrafish adulto infectado de Mycobacterium marinum

Peixe-zebra (Danio rerio) é um modelo animal amplamente utilizado na investigação biomédica e é um modelo aceito para a biologia de vertebrados comum. O zebrafish foi adaptada a muitos campos de pesquisa modelagem de doenças humanas e desordens que variam de câncer¹ e doença cardíaca² a infecção e estudos imunológicos de várias bactérias ³ e infecções virais^{4 , 5}. Além disso, o ex utero desenvolvimento de embriões de zebrafish fez o zebrafish um modelo popular em biologia do desenvolvimento-⁶ e toxicologia^7,8.

Em muitos campos de investigação, incluindo a biologia da infecção, as larvas de zebrafish opticamente transparente são comumente usadas. As primeiras células imunes aparecem dentro fertilização post de 24 h (hpf), quando os macrófagos primitivos são detectados⁹. Os neutrófilos são as células imunitárias próximo a aparecer por volta de 33 hpf¹⁰. Zebrafish larvas são, portanto, viáveis para o estudo da fase inicial da infecção e o papel da imunidade inata na ausência de células do sistema imune adaptativo¹¹. No entanto, o zebrafish adulto com seu totalmente funcional sistema imune adaptativo fornece uma camada adicional de complexidade para experimentos de infecção. Células T podem ser detectadas em torno de 3 dias pós fertilização¹², e as células B são capazes de produzir anticorpos funcionais por 4 semanas pós fertilização¹³. O peixe-zebra adulto tem todas as principais contrapartes do mamífero sistema imune inato e adaptativo. As principais diferenças entre o immune systems de peixe e os seres humanos são encontradas no anticorpo isotipos, bem como a anatomia dos tecidos linfoides. O peixe-zebra tem anticorpo apenas três classes¹⁴, Considerando que os seres humanos têm cinco¹⁵. Na ausência de medula óssea e gânglios linfáticos, os órgãos linfoides primários no peixe são o rim e o Timo¹⁶ e o baço, o rim e o intestino servem como órgãos linfoides secundários¹⁷. Apesar dessas diferenças, com seu arsenal completo imune das células inatas e adaptativas, o zebrafish adulto é um modelo altamente aplicável, fácil de usar, não-mamíferos para estudos de interação patógeno-hospedeiro.

O zebrafish ultimamente foi estabelecido como um modelo viável de estudar tuberculose^{18,19,20,21,22}. A tuberculose é uma doença no ar, causada pelo Mycobacterium tuberculosis. De acordo com a Organização Mundial de saúde, tuberculose causou1,7 milhões de mortes em 2016 e é a principal causa de morte por um patógeno único no mundo²³. Os ratos^24,25, coelhos²⁶ e primatas não-humanos²⁷ são que o animal mais conhecido modelos na pesquisa de tuberculose, mas cada rosto suas limitações. O modelo de primatas não humanos de M. tuberculosis infecção da doença humana assemelha-se mais intimamente, mas usar este modelo é limitado devido a considerações éticas graves. Outros modelos animais são prejudicados pela anfitrião-especificidade de M. tuberculosis que afeta a patologia da doença. Provavelmente o maior problema na modelagem de tuberculose é o amplo espectro de infecção e doença resultados na doença humana: a tuberculose é uma doença muito heterogênea, variando de esterilização imunidade a infecção latente, ativa e reativada²⁸ , que pode ser difícil de reproduzir e modelo experimentalmente.

Mycobacterium marinum é um parente próximo do M. tuberculosis com proteínas de ortólogos ~ 3.000 com 85% de identidade de aminoácidos²⁹. M. marinum naturalmente infecta zebrafish produzir granulomas, as principais características da tuberculose, em seus órgãos internos^19,30. Ao contrário de outros modelos animais utilizados na pesquisa de tuberculose, zebrafish produz muitos filhos, requer apenas um espaço limitado e importante, neurophysiologically é o modelo de tuberculose vertebrados menos desenvolvido disponível. Além disso, a M. marinum infecção causa infecção latente, doença ativa ou mesmo esterilização da infecção micobacteriana no zebrafish adulto intimamente imitando o espectro dos resultados de doença da tuberculose humana^{19, 31 , 32}. aqui, descrevemos os métodos para o modelo experimental de tuberculose de adultos do zebrafish injetando M. marinum na cavidade abdominal e usando PCR quantitativo para medir a cargas micobacterianas e respostas imunes de zebrafish amostras de tecido.