Modelleren van tuberculose in Mycobacterium marinum besmet volwassen zebravis

Zebrafish (Danio rerio) is een veel gebruikte diermodel in biomedisch onderzoek en het is een geaccepteerde model voor gemeenschappelijke gewervelde biologie. De zebravis is aangepast aan vele gebieden van onderzoek modellering van menselijke ziekten en stoornissen variërend van kanker¹ en cardiale ziekte² aan besmetting en immunologische studies van verschillende bacteriële ³ en virale infecties^{4 , 5}. bovendien de ontwikkeling ex utero van zebravis embryo’s heeft gemaakt de zebravis een populair model in Ontwikkelingsbiologie⁶ en toxicologie^7,–⁸.

Op vele terreinen van onderzoek, met inbegrip van infectie biologie, worden het optisch transparant zebrafish larven meestal gebruikt. De eerste immune cellen wordt binnen 24 uur bericht bevruchting (hpf), primitieve macrofagen zijn gedetecteerde⁹. Neutrofielen zijn de volgende immune cellen te verschijnen ongeveer 33 hpf¹⁰. Zebravis larven zijn dus haalbaar voor de studie van de vroege stadia van de infectie en de rol van aangeboren immuniteit in de afwezigheid van adaptieve immuuncellen¹¹. De volwassen zebrafish met haar volledig functionele adaptieve immuunsysteem biedt echter een extra laag van complexiteit voor infectie experimenten. T-cellen kunnen worden gedetecteerd rond 3 dagen na bevruchting¹², en B cellen zijn in staat om functionele antilichamen te produceren door 4 weken bericht bevruchting¹³. De volwassen zebrafish heeft alle de belangrijkste tegenposten van de zoogdieren aangeboren en adaptieve immuunsysteem. De belangrijkste verschillen tussen de immune systems van vis en mensen worden aangetroffen in antilichaam isotypes zo goed zoals in de anatomie van lymfoïde weefsels. De zebravis heeft slechts drie antilichaam klassen¹⁴, terwijl mensen vijf^{15 hebben}. In de afwezigheid van beenmerg en lymfeklieren, de primaire lymfoïde organen in de vis zijn de thymus¹⁶ , de nieren en de milt, de nieren en de darmen dienen als secundaire lymfoïde organen¹⁷. Ondanks deze verschillen met zijn volledige immuun arsenaal van aangeboren en adaptieve cellen, is de volwassen zebrafish een zeer toepasselijke, easy-to-use, bij niet-zoogdieren model voor gastheer-Ziekteverwekker Interactie studies.

De laatste tijd is de zebravis opgezet als een haalbaar model te bestuderen van tuberculose^{18,19,20,21,22}. Tuberculose is een airborne ziekte veroorzaakt door Mycobacterium tuberculosis. Volgens de World Health Organization, tuberculose veroorzaakt1,7 miljoen sterfgevallen in 2016 en is de belangrijkste oorzaak van de dood door een enkele pathogen wereldwijd²³. Muizen^24,25, konijnen,²⁶ en²⁷ van de niet-menselijke primaten zijn dat de bekendste diermodellen met tuberculose onderzoek maar elk gezicht hun beperkingen. Het model van de niet-menselijke primaten van M. tuberculosis infectie lijkt de ziekte bij de mens meest nauw, maar met behulp van dit model is beperkt als gevolg van ernstige ethische overwegingen. Andere dierlijke modellen worden belemmerd door de gastheerspecificiteit van M. tuberculosis , dat is van invloed op de ziekte pathologie. Waarschijnlijk het grootste probleem in het modelleren van tuberculose is het brede spectrum van infectie en ziekte resultaten in de menselijke ziekten: tuberculose is een zeer heterogene ziekte variërend van steriliseren van immuniteit tegen infectie van het latente, actief en opnieuw geactiveerde²⁸ , die moeilijk te reproduceren en experimenteel model kan zijn.

Mycobacterium marinum is een nauwe verwant van M. tuberculosis met ~ 3.000 orthologous eiwitten met 85% aminozuur identiteit²⁹. M. marinum infecteert natuurlijk zebrafish granulomas, de kenmerken van tuberculose, in de interne organen^19,30te produceren. In tegenstelling tot andere dierlijke modellen gebruikt bij tuberculose-onderzoek, zebravis produceert veel nakomelingen, het vereist slechts een beperkte ruimte en nog belangrijker is, het is neurophysiologically het minst ontwikkelde gewervelde tuberculose model beschikbaar. Bovendien, veroorzaakt de M. marinum infectie latente infectie, actieve ziekte of zelfs sterilisatie van mycobacteriële infecties in volwassen zebrafish nauw het nabootsen van het spectrum van ziekte resultaten van menselijke tuberculose^{19, 31 , 32}. hier, we worden methoden beschreven voor het model van de experimentele tuberculose van volwassen zebrafish door M. marinum injecteren in de buikholte en kwantitatieve PCR te gebruiken voor het meten van de mycobacteriële ladingen en de immuunrespons van de zebravis weefselmonsters.