Optically transparent zebrafish embryos are widely used to study and visualize in real time the interactions between pathogenic microorganisms and the innate immune cells. Micro-injection of Mycobacterium abscessus, combined with fluorescence imaging, is used to scrutinize essential pathogenic features such as cord formation in zebrafish embryos.
Zebrafish (Danio rerio) embryos are increasingly used as an infection model to study the function of the vertebrate innate immune system in host-pathogen interactions. The ease of obtaining large numbers of embryos, their accessibility due to external development, their optical transparency as well as the availability of a wide panoply of genetic/immunological tools and transgenic reporter line collections, contribute to the versatility of this model. In this respect, the present manuscript describes the use of zebrafish as an in vivo model system to investigate the chronology of Mycobacterium abscessus infection. This human pathogen can exist either as smooth (S) or rough (R) variants, depending on cell wall composition, and their respective virulence can be imaged and compared in zebrafish embryos and larvae. Micro-injection of either S or R fluorescent variants directly in the blood circulation via the caudal vein, leads to chronic or acute/lethal infections, respectively. This biological system allows high resolution visualization and analysis of the role of mycobacterial cording in promoting abscess formation. In addition, the use of fluorescent bacteria along with transgenic zebrafish lines harbouring fluorescent macrophages produces a unique opportunity for multi-color imaging of the host-pathogen interactions. This article describes detailed protocols for the preparation of homogenous M. abscessus inoculum and for intravenous injection of zebrafish embryos for subsequent fluorescence imaging of the interaction with macrophages. These techniques open the avenue to future investigations involving mutants defective in cord formation and are dedicated to understand how this impacts on M. abscessus pathogenicity in a whole vertebrate.
Mycobacterium abscessus является новым патогеном, который вызывает широкий спектр клинических синдромов у человека. Они включают в себя кожные инфекции, а также тяжелые хронические легочные инфекции, в основном, с которыми сталкиваются в ослабленным иммунитетом и при муковисцидозе пациентов 1,2,3,4. М. abscessus также рассматривается в качестве основного быстрорастущих видов микобактерий, ответственных за внутрибольничными инфекциями и ятрогенных в людях. Кроме того, несколько последних докладах подчеркивается возможность, что М. abscessus может пересечь гематоэнцефалический барьер и вызывают важные поражений в центральной нервной системе (ЦНС) 5,6. Несмотря на то, быстрое садовод, М. abscessus экспонаты также несколько патогенных особенности, связанные с тем, микобактерий туберкулеза, в том числе способность хранить молчание в течение многих лет в гранулематозных структур и генерировать казеозной поражений в легких. 7 Еще более тревожным является низкая сенательность М. abscessus к антибиотикам, что делает чрезвычайно трудным для лечения приводит к значительному терапевтическому отказов 8,9 эти инфекции. Важно угроза этого вида, в основном, его внутреннее сопротивление к антибиотикам, что серьезную озабоченность в учреждениях здравоохранения 10 и противопоказания к трансплантации легких 11.
M. abscessus отображает гладкие (S) или грубой (R) колонии морфотипов, которые приводят к различным результатам. Клинических В отличие от штамма S, R бактерии имеют тенденцию к росту конца в конец, что приводит к тросу или шнура, как структура, 12,13. Несколько независимых исследований, основанных на клеточных либо или животных моделей выявлены гипер-вирулентность фенотип R морфотипом 14,15. Из эпидемиологических исследований, наиболее тяжелых случаях М. abscessus легочные инфекции, кажется, связаны с R варианты 16, которые только что вариантБыло видно, чтобы сохраняться в течение многих лет в инфицированном 3. Разница морфотип полагается на наличие (в S) или убыток (в R) поверхностно-связанный glycopeptidolipids (GPL) 12. Тем не менее, из-за ограничений, присущих имеющихся в настоящее время моделей сотовых / животных используются для изучения М. abscessus инфекция, наши знания о патофизиологических событий в R или S вариантов остается неясным. Заражение иммунокомпетентных мышей с помощью внутривенных или аэрозольных маршрутов приводит к транзиторной колонизации, препятствуя использованию мышей для изучения стойких инфекций и для в естественных условиях лекарственной чувствительности тестирования 17. Таким образом, разработка моделей животных поддающиеся манипуляции принимающей ответ является серьезной проблемой. В этом контексте модели не млекопитающих инфекции были разработаны недавно, в том числе дрозофилы 18, который предлагает несколько преимуществ, таких как стоимости, скорости и этическую приемлемость OVer модель мыши. Данио (Danio rerio) модель инфекции также были изучены для визуализации, по неинвазивной визуализации, прогрессии и хронологии М. abscessus инфекции в живого животного 19. Важно отметить, что доказательство концепции было также установлено, чтобы продемонстрировать свою пригодность для естественных антибиотиков в оценках против М. abscessus 17,20.
Данио были широко используется в течение последних двух десятилетий, чтобы изучить взаимодействие между различными возбудителями и иммунной системы хозяина 21. Увеличение Успех этой альтернативной модели позвоночных опирается на крупных и уникальных возможностей, которые мотивированы и проверенных использовать его для лучшего понимания многочисленных вирусных и бактериальных инфекций 19,22,23,24,25,26,27,28,29. В отличие от большинства других животных моделях, эмбрионы рыбок данио оптически прозрачны, что позволяет неинвазивным флуоресценции изображений 30. Это гаы привело к изучению М. abscessus инфицированных эмбрионов данио с беспрецедентными деталей, кульминацией с описанием внеклеточного Перетяжка, которые представляют пример бактериальной морфологической пластичности. Кординг представляет собой новый механизм подрывной деятельности иммунной системы и ключевую механизм, способствующий патогенеза острого М. abscessus инфекции 19.
Этот отчет описывает новые инструменты и методы, используя данио эмбриона, чтобы расшифровать патофизиологические черты М. abscessus инфекции и изучать интимные взаимодействия между бацилл и иммунной системы. Во-первых, Подробный протокол микроинъекции, который включает обработку бактериального инокулята, подготовки эмбриона, и инфекции как таковой, представлена. Методы адаптирован для оценки M. abscessus вирулентности путем измерения различных параметров, таких как выживание хозяина и бактериальной нагрузки, представлены. Особое внимание уделяется, какконтролировать, в пространственно-временном уровне, судьбу и развитие инфекции и иммунного ответа к М. abscessus с использованием видео-микроскопии. Кроме того, для изучения вклада и роли макрофагов при М. abscessus инфекции, методы получения макрофаги обедненного эмбрионов (используя либо genetically- или химически основе подходов), описанные. Наконец, протоколы для визуализации конкретных взаимодействия с макрофагами или нейтрофилами, используя фиксированные или живущих эмбрионов документально.
Целью данного отчета является стимулирование дальнейших исследований, чтобы пролить новый свет на М. abscessus механизмы вирулентности и, в частности роль сь в создании острого и неконтролируемой инфекции. процесса
Данио недавно появились в качестве отличной позвоночных модельной системы для изучения динамики бактериальной инфекции с помощью широкое поле и конфокальной микроскопии в режиме реального времени 36. Сочетание дисперсных микобактерий суспензий (протокол 2.2) вместе с методами м?…
The authors have nothing to disclose.
Авторы благодарны К. Kissa за полезные обсуждения и для обеспечения Липо-клодронат и Л. Ramakrishnan для щедрый дар pTEC27 и pTEC15, что позволит выражение tdTomato и Васаби, соответственно. Эта работа является частью проектов Национального агентства исследований Франции (ANR ZebraFlam-10-MIDI-009 и DIMYVIR ANR-13-BSV3-007-01) и Седьмой рамочной программе Европейского Сообщества (FP7-PEOPLE-2011-ITN) под грантового соглашения нет. PITN-ГА-2011-289209 для Мари Кюри Начальное обучение сети FishForPharma. Мы хотели бы также поблагодарить ассоциации Лемаршаль и Vaincre La Mucoviscidose (RF20130500835) для финансирования CM Дюпона.
BBL MGIT PANTA | BD Biosciences | 245114 | |
Bovine Serum Albumin | Euromedex | 04-100-811-E | |
Catalase from Bovine Liver | Sigma-Aldrich | C40 | |
Difco Middlebrook 7H10 Agar | BD Biosciences | 262710 | |
Difco Middlebrook 7H9 Broth | BD Biosciences | 271310 | |
Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate salt (Tricaine) | Sigma-Aldrich | A5040 | |
Oleic Acid | Sigma-Aldrich | O1008 | |
Paraformaldehyde | Delta Microscopie | 15710 | |
Phenol Red | Sigma-Aldrich | 319244 | |
Tween 80 | Sigma-Aldrich | P4780 | |
Agar | Gibco Life Technologie | 30391-023 | |
Low melting agarose | Sigma-Aldrich | ||
Instant Ocean Sea Salts | Aquarium Systems Inc | ||
Borosilicate glass capillaries | Sutter instrument Inc | BF100-78-10 | 1mm O.D. X 0.78 mm I.D. |
Micropipette puller device | Sutter Instrument Inc | Flamming/Brown Micropipette Puller p-87 | |
Microinjector | Tritech Research | Digital microINJECTOR, MINJ-D | |
Tweezers | Sciences Tools inc | Dumont # M5S | |
Microloader Tips | Eppendorf |