Decifrare e Imaging Patogenesi e Cording di<em> Mycobacterium abscessus</em> In Zebrafish embrioni

Mycobacterium abscessus è un patogeno emergente che provoca un ampio spettro di sindromi cliniche nell'uomo. Questi includono le infezioni cutanee e polmonari croniche gravi infezioni, soprattutto incontrate in immunocompromessi e nei pazienti affetti da fibrosi cistica ^1,2,3,4. M. abscessus è anche considerato come una delle principali specie di micobatteri rapida crescita responsabili di infezioni nosocomiali e iatrogene negli esseri umani. Inoltre, diversi rapporti recenti hanno evidenziato la possibilità che M. abscessus potrebbe attraversare la barriera emato-encefalica e indurre lesioni importanti del sistema nervoso centrale (CNS) ^5,6. Pur essendo un produttore rapida, M. mostre abscessus inoltre diverse funzionalità patogeni che sono legati a quelli di Mycobacterium tuberculosis, tra cui la capacità di rimanere in silenzio per anni all'interno delle strutture granulomatose e di generare lesioni caseosi nei polmoni ^7. Più allarmante è il basso sensibilità di M. abscessus agli antibiotici, rendendo queste infezioni estremamente difficili da trattare portando ad un significativo tasso di fallimento terapeutico ^8,9. La minaccia importante di questa specie è soprattutto la sua resistenza intrinseca agli antibiotici, che è di grande preoccupazione nelle istituzioni sanitarie pubbliche ^{di 10} e una controindicazione al trapianto polmonare ^11.

M. abscessus display lisce (S) o ruvidi morfotipi (R), colonia che portano a differenti esiti clinici. In contrasto con il ceppo S, R batteri hanno una tendenza a crescere un'estremità all'altra, portando ad una fune o cavo struttura simile ^12,13. Diversi studi indipendenti sulla base di modelli o cellulari o animali hanno rivelato il fenotipo iper-virulenza del R morfotipo ^14,15. Da studi epidemiologici, i casi più gravi di M. infezioni polmonari abscessus sembrano essere associati con R varianti ^{16 che} sono l'unica variante cheè stato visto a persistere per anni in un host infetto ^3. La differenza morfotipo si basa sulla presenza (in S) o perdita (in R) di glycopeptidolipids-superficie associato (GPL) ^12. Tuttavia, a causa delle limitazioni intrinseche dei modelli cellulari / animali usati attualmente disponibili per studiare M. infezione abscessus, le nostre conoscenze sugli eventi fisiopatologici delle varianti R o S rimane oscuro. L'infezione di topi immuno-competenti via endovenosa o aerosol porta alla colonizzazione transitoria, impedendo l'uso di topi per studiare le infezioni persistenti e in vivo droga suscettibilità test ^17. Pertanto, lo sviluppo di modelli animali suscettibili alla manipolazione della risposta dell'ospite è una sfida importante. In questo contesto, i modelli non mammiferi di infezione sono stati sviluppati recentemente, compresi Drosophila melanogaster ¹⁸ che offre diversi vantaggi come il costo, velocità e etico accettabilità over il modello di topo. Il pesce zebra (Danio rerio) modello di infezione è stata anche esplorata da visualizzare, per l'imaging non invasivo, la progressione e la cronologia di M. infezione abscessus in un animale vivo ^19. È importante sottolineare che una prova di concetto è stato anche istituito per dimostrare la sua idoneità per le valutazioni di antibiotici in vivo contro M. abscessus ^17,20.

Il pesce zebra sono stati ampiamente utilizzati nel corso degli ultimi due decenni a studiare le interazioni tra vari agenti patogeni e il sistema immunitario dell'ospite ^21. Il crescente successo di questo modello vertebrato alternativa si basa su grandi e uniche opportunità che motivati ​​e convalidati suo utilizzo per una migliore comprensione di numerose infezioni virali e batteriche ^{19,22,23,24,25,26,27,28,29.} A differenza di molti altri modelli animali, embrioni di zebrafish sono otticamente trasparente, consentendo non invasivo imaging di fluorescenza ^30. Questo hās portato a studiare M. abscessus infettato embrioni di zebrafish con dettagli senza precedenti, che si conclude con la descrizione di cording extracellulare, che rappresentano un esempio di batterica plasticità morfologica. Cording rappresenta un nuovo meccanismo di eversione del sistema immunitario e un meccanismo chiave promuovere patogenesi acuta M. infezione abscessus ^19.

Questo rapporto descrive nuovi strumenti e metodi che utilizzano l'embrione zebrafish di decifrare i tratti fisiopatologiche di M. abscessus infezione e per studiare le interazioni intime tra i bacilli e il sistema immunitario innato. Innanzitutto, un protocollo microiniezione dettagliata che comprende l'elaborazione dell'inoculo batterico, preparazione embrione, e l'infezione di per sé, è presentato. Metodi specificamente adattato per valutare M. virulenza abscessus misurando diversi parametri, come la sopravvivenza di accoglienza e la carica batterica, sono presentati. Particolare attenzione è data da comemonitorare, a livello spazio-temporale, il destino e la progressione dell'infezione e la risposta immunitaria a M. abscessus usando la microscopia video. Inoltre, per indagare il contributo e il ruolo dei macrofagi durante M. abscessus infezione, i metodi per generare macrofagi-impoverito embrioni (utilizzando approcci sia genetically- o basati su chimicamente) sono descritte. Infine, i protocolli di visualizzare le specifiche interazioni con macrofagi o neutrofili utilizzando sia gli embrioni fissi o viventi sono documentati.

Lo scopo di questo rapporto è quello di stimolare ulteriori studi per gettare nuova luce in M. meccanismi di virulenza abscessus e in particolare il ruolo del cording nella creazione di un processo di infezione acuta e incontrollata.