Modellazione di tubercolosi in Zebrafish adulto infettato di Mycobacterium marinum

Zebrafish (Danio rerio) è un modello animale ampiamente usato nella ricerca biomedica ed è un modello per la biologia dei vertebrati comune accettato. Zebrafish è stato adattato a molti campi di ricerca malattie umane di modellazione e disturbi che vanno da cancro¹ e malattia cardiaca² infezione e studi immunologici di diversi batteri ³ e infezioni virali^{4 , 5}. Inoltre, lo sviluppo di ex utero degli embrioni di zebrafish ha reso zebrafish un modello popolare in biologia dello sviluppo⁶ e tossicologia^7,8.

In molti campi della ricerca, tra cui biologia di infezione, le larve di zebrafish otticamente trasparenti sono comunemente usate. Le prime cellule immuni vengono visualizzati all’interno di fertilizzazione di 24h post (hpf), quando i macrofagi primitivi sono rilevati⁹. I neutrofili sono le cellule immunitarie prossime a comparire circa 33 hpf¹⁰. Larve di zebrafish sono dunque fattibile per lo studio delle prime fasi di infezione e il ruolo dell’immunità innata in assenza di cellule del sistema immunitario adattativo¹¹. Tuttavia, zebrafish adulto con il suo sistema immunitario adattativo completamente funzionale fornisce un ulteriore livello di complessità per gli esperimenti di infezione. Le cellule di T possono essere rilevate intorno 3 giorni dopo la fecondazione¹², e le cellule B sono in grado di produrre anticorpi funzionali da 4 settimane post fertilizzazione¹³. Zebrafish adulto ha tutte le controparti principali del sistema immunitario innato e adattivo dei mammiferi. Le principali differenze tra la immune systems di pesce e gli esseri umani si trovano in isotipi di anticorpo pure come l’anatomia dei tessuti linfoidi. Zebrafish ha anticorpi solo tre classi¹⁴, mentre gli esseri umani hanno cinque¹⁵. In assenza di midollo osseo e nei linfonodi, organi linfoidi primari nel pesce sono il rene e il timo¹⁶ e la milza, il rene e l’intestino servono come organi linfoidi secondari¹⁷. Nonostante queste differenze, con il suo arsenale completo sistema immunitario delle cellule innate e adattive, zebrafish adulto è un modello altamente applicabile, easy-to-use, non mammiferi per studi di interazione ospite-patogeno.

Zebrafish ultimamente è stato stabilito come un possibile modello per studiare la tubercolosi^{18,19,20,21,22}. La tubercolosi è una malattia airborne causata dalla tubercolosi del Mycobacterium. Secondo l’organizzazione mondiale della sanità, la tubercolosi ha causato1.7 milione morti nel 2016 ed è la principale causa di morte da un singolo agente patogeno in tutto il mondo²³. Topi^24,25, conigli²⁶ e²⁷ di primati non umani sono che l’animale più noto modelli nella ricerca di tubercolosi ma ogni faccia loro limitazioni. Il modello di primate non umano dell’infezione di tubercolosi del M. è simile alla malattia umana più strettamente, ma utilizzando questo modello è limitato a causa di gravi considerazioni etiche. Altri modelli animali sono ostacolati dalla specificità dell’ospite-di M. tuberculosis che colpisce la patologia di malattia. Probabilmente il problema più grande nel modellare la tubercolosi è l’ampio spettro di esiti di infezione e malattia nella malattia umana: la tubercolosi è una malattia molto eterogenea, che vanno da sterilizzare l’immunità all’infezione latente, attiva e riattivato²⁸ , che può essere difficile da riprodurre e modello sperimentalmente.

Mycobacterium marinum è un parente stretto di M. tuberculosis con proteine orthologous ~ 3.000 con 85% dell’amminoacido identità²⁹. M. marinum infetta naturalmente zebrafish producendo granulomi, i tratti distintivi della tubercolosi, nei suoi organi interni^19,30. A differenza di altri modelli animali utilizzati nella ricerca di tubercolosi, zebrafish produce molti figli, richiede solo uno spazio limitato e d’importanza, neurophysiologically è il modello di tubercolosi vertebrati meno sviluppato disponibile. Inoltre, l’infezione di M. marinum provoca infezione latente, malattia attiva o anche sterilizzazione dell’infezione micobatterica in zebrafish adulto che imita molto attentamente lo spettro di risultati di malattia di tubercolosi umana^{19, 31 , 32}. qui, descriviamo i metodi per il modello sperimentale tubercolosi di zebrafish adulto iniettando M. marinum nella cavità addominale e utilizzando la PCR quantitativa per misurare i carichi micobatteriche e risposte immunitarie dallo zebrafish campioni di tessuto.