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L'inoculation de Trypanosoma cruzi Dans les œufs fertiles avant d'incubation rend le parasite ADNk minicercle intégration dans l'embryon des cellules génome. Croisement révèle le transfert vertical des mutations à la descendance. Le ADNk s'intègre dans les régions codantes à plusieurs chromosomes et les poulets meurent d'une maladie cardiaque inflammatoire auto-immune.
Les infections à Trypanosoma cruzi aiguës acquises dans l'enfance et l'enfance semblent asymptomatiques, mais environ un tiers des cas chroniques montrent la maladie de Chagas en place de trois décennies ou plus tard. L'auto-immunité et de la persistance du parasite sont des théories concurrentes pour expliquer la pathogénie de la maladie de Chagas 1, 2. Pour les rôles distincts joués par la persistance du parasite et l'auto-immunité dans la maladie de Chagas, nous inoculer le T. cruzi dans la chambre à air des œufs fécondés. Le système de poulet immunitaire mature est une barrière étanche biologique contre T. cruzi et l'infection est éradiquée sur le développement de son système immunitaire d'ici la fin de la première semaine de la croissance 3. Les poussins sont des parasites sans à l'éclosion, mais ils conservent intégrée contre les parasites mitochondrial kinétoplaste ADN (ADNk) minicercle dans leur génome qui sont transférés à leur progéniture. Documentation de l'intégration ADNk minicercle dans le génome du poulet a été obtenu par un TargETED Premier QUEUE-PCR, hybridations de type Southern, le clonage et le séquençage 3, 4. Le ADNk minicercle intégrations rupture cadres ouverts de lecture de la transcription et les facteurs du système immunitaire, de la phosphatase (GTPase), l'adénylate cyclase et phosphorylases (PKC, NF-Kappa B activateur, PI-3K) associée à la physiologie cellulaire, la croissance et la différenciation des 3, 5 - 7, et les fonctions des gènes d'autres. Myocardite sévère due à un rejet de fibres cardiaques cibles par les lymphocytes effecteurs cytotoxiques est vu dans les poulets ADNk mutés, montrant une cardiomyopathie inflammatoire similaire à celle observée dans la maladie de Chagas humaine. Notamment, l'insuffisance cardiaque et de la faiblesse du muscle squelettique sont présents chez les poulets adultes avec une rupture de l'ADNk gène de la dystrophine dans le chromosome 1 8. Similaires altérations genotipic sont associés à la destruction des tissus réalisés par des effecteurs CD45 +, CD8γδ + et CD8a lymphocytes. Ainsi, cette infection protozoaire peut induire génétiquement axée sur la maladie auto-immune.
1. La croissance des parasites
2. L'inoculation du parasite dans les œufs de poule fécondés
3. L'obtention d'échantillons pour l'extraction d'ADN
4. Les amorces et les sondes utilisées
Les amorces utilisées pour les amplifications PCR et les conditions thermiques sont indiquées dans le tableau 1.
Les sondes utilisées dans des hybridations Southern blot étaient les suivants:
5. Analyses PCR
6. Génomiques Southern blots
7. Premier ciblé QUEUE-PCR
8. Manifestation de Chagas Clinique des maladies
9. Analyses Pathologie et immunochimique
10. Les cellules du système immunitaire dans le phénotype des lésions cardiaques
11. Analyse des données
12. Les résultats représentatifs
L'inoculation de 100 virulente T. trypomastigotes cruzi dans la chambre à air des œufs de poules fertiles ne réduit pas de manière significative les ratios de poussins éclos en vie. Environ 60% éclore les poussins en bonne santé et 40% peuvent subir de liquéfaction embryon ou mort de l'embryon à l'éclosion. Les poussins survivants retenir la séquence minicercle ADNk intégré dans le génome. Toutefois, on s'attend à ce que certains poussins vont mourir avec cardiomégalie et d'insuffisance dans les semaines après l'éclosion. Les poussins restent passera à l'extérieur des adultes en bonne santé. A tous les stades de la vie de l'ADN extrait à partir de leurs cellules mononucléées du sang donnera amplification par PCR de ADNk, mais pas ADNn. Le Premier ciblée-QUEUE-PCR 3, 4 produits qui sont clonés et la séquence montrera le ADNk minicercles intégrés principalement dans les régions codantes de macrochromosomes 1 à 5. Les poulets montrant ADNk multiples integrations dans les gènes codant pour la croissance et la différenciation cellulaire, des facteurs de régulation immunitaire système, et de réparation d'ADN sont des candidats à subir le rejet de tissus cibles auto (figure 3). Par exemple, le poulet montrant une mutation ADNk avec rupture de la gène de la dystrophine (Figure 5), codant une protéine qui se lie au cytosquelette à la membrane cellulaire, est un candidat de développer une cardiomyopathie inflammatoire auto-immune et l'échec.
Ces modifications génomiques ne sont pas considérés dans les poussins issus d'œufs Lb infectés. Il existe des différences entre les T. cruzi et Lb minicercles ADNk; Le T. cruzi k ADN minicercle moyenne de 1,4 kb avec quatre structures région variable (VR) entrecoupé par les régions conservées (CR) présentant chacun CSB1, les CSB2 et CSB3 régions, dans laquelle CA riche en ADN pliées sont considérés comme des sites spécifiques pour l'initiation de la réplication, la transcription, recombinaison, et pour le transfert d'ADN latérale 3, 4. Par contraste, le Lb ADNk minicercle (taille moyenne 820 pb) contient seule CR suivi par VR. CR a conservé CSB1 (GGGCGT) et CSB2 (CCCCGTTC) blocs, qui sont différentes de celles dans le T. cruzi minicercles 15, 16 et 17. Considérant que Lb CSB3 (GGGGTTGGTGTA) affiche 12 homologie nts à la T. cruzi, il est concevable que soit la Lb ADNk minicercle intègre dans une fréquence beaucoup plus faible, ce qui peut ne pas être visibles par les techniques utilisées, ou qu'il peut, éventuellement, ne pas intégrer dans le génome du poulet à tous.
Apprêt | L'ADN cible | Séquence | Tm * |
S 34 | T. cruzi ADNk | 5 'ACA ACC ACC ACC ATC GAA CC 3' | 57,9 |
S 67 | T.cruzi ADNk | 5 'GGG GGT TTT AGG GG (G / C) (G / C) (T / G) TC 3' | 60,1 |
S 35 | T. cruzi ADNk | 5 'ATA ATG TAC GGG (T / G) GA GAT GC 3' | 59,4 |
S 36 | T. cruzi ADNk | 5 'GGT TCG ATT GGG GGT GTT G 3' | 57,9 |
Lb3 | Lb ADNk | 5 'GGG GGT GTT GTA TGG ATA TAG G 3' | 55,9 |
LB5 | Lb ADNk | 5 'CTA GTG ATT CAC GGG GAG G 3' | 61,4 |
GG 1 | Gallus gallus | 5 'AGC TGA TCC TAA AGG CAG CAG 3' | 60,1 |
GG2 | Gallus G. | 5 'CTG CAG TGC CCTTTT GAA A 3 ' | 56,8 |
GG3 | Gallus G. | 5 'TTT CAA CAG AGA GGC TCG G 3' | 60,1 |
GG4 | Gallus G. | 3 'GCT CTG CCT TTA GGA TCA GCT 5' | 64,2 |
Gg5 | Gallus G. | 3 'AGC AAC GCG TCA TCC CAC TT 5' | 62,3 |
Gg6 | Gallus G. | 3 'CTG TTA GCA GGC TGA TTC ACA A 5' | 60,4 |
Primes Tableau 1. Utilisé dans les amplifications PCR. * Tm = température moyenne de recuit ° C.
Figure 1. Le tp QUEUE-PCR stratégie utilisée pour détecter Trypanosoma cruzi ADNk intégration dans le génome Gallus gallus. A) une séquence chimérique avec un fragment de ADNk minicercle conservées (bleu foncé) et variable (bleu clair) régions intégrées dans le locus sur le chromosome NW_001471687.1 4 (AY237306) du poulet 10 génome (vert) a été utilisée pour obtenir l'hôte jeux d'amorces spécifiques (GG1 à Gg6). B) Les tp QUEUE-PCR amplifications ont été lancés (cycle primaire) par recuit des S34 ou S67 minicercle amorces spécifiques en combinaison avec les gg1 à Gg6 poulet amorces spécifiques. Produits dilués modèle fourni pour le cycle secondaire avec le S35 (sens / antisens) amorces et les combinaisons d'amorces Gg. Dans le cycle tertiaire une dilution des produits secondaires a été soumis à une amplification avec ADNk S36 ou S67 amorces antisens, en combinaison avec l'amorce Ggs. C) Ces produits d'amplification ont été séparés dans 1% des gels d'agarose et transférés sur membrane de nylon, hybridées avec la sonde spécifique ADNk. Les échantillons montrant un signal positif a été utilisée pour le clonage de déterminer le point de l'intégration. Les combinaisons de ADNk et ciblées gg1 à Gg6 sont indiqués sur la surface du gel. Les réactions séquentielles PCR amplifiés séquences cibles d'ADN ADNk-hôtes avec ADNk minicercles (bleu) et la séquence aviaire (vert). (Reproduit de PLoS Neglected Tropical Diseases 3).
Figure 2. Les manifestations cliniques de la fonction cardiaque altérée chez un poulet de 9 mois vieille génétiquement modifiée par l'intégration de la mitochondrial ADNk minicercle de T. cruzi. La mauvaise oxygénation du sang de la poule ADNk mitochondrial muté montrant un peigne contrastes violets avec le peigne rouge vif de la commande 9-month-old chicken exemptes de dommages cardiaques. (Mise à jour de PLoS Neglected Tropical Diseases 3).
Figure 3. Pathologie macroscopique et microscopique de l'espèce Gallus gallus à des mutations ADNk. A) une cardiomégalie dans une poule de 9 mois, qui est mort d'insuffisance cardiaque. Coeur de contrôle B) à partir d'un non infectés 9-mois-vieille poule. C) Le rejet des cellules cardiaques cibles par les lymphocytes cytotoxiques: Une unité de rejet minimal avec lyse des cellules cibles par les lymphocytes immunitaires est représenté (cercle). D) Contrôle coeur histologie (modification de PLoS Neglected Tropical Diseases 3).
Figure 4. Analyses immunocytochimiques des cellules du système immunitaire infiltrant le cœur de ADNk-muté de poulet à la figure 3. A) les lymphocytes CD45 + identifiées (flèches) dans le cœur letions par un anticorps monoclonal marqué à la phycoérythrine spécifique. B) CD8 + yô lymphocytes immuns (flèches) impliqués dans la destruction sévère du cœur. C) L'abondance CD8a + cellules T présents dans les lésions sévères avec lyse des cellules cardiaques. Les inserts montrent l'absence de cellules du système immunitaire dans le cœur de poulet témoin non infecté (modification de PLoS Neglected Tropical Diseases 3).
Figure 5. La maladie de Chagas en forme de cardiomyopathie dilatée inflammatoire dans un descendance F2 avec l'intégration dans le ADNk gène de la dystrophine. A) dans un coeur dilaté poulet 10-month-old occupant la majeure partie de la cavité thoracique (poids du cœur = 16 g). B) foncé rondes mononucléées des infiltrats de cellules et détruit le myocarde de la poule ADNk muté. C) la taille du cœur normal (poids 7 g) d'un poulet de commande 10-month-old. D) l'histologie normale d'un cœur de poulet. (Mise à jour de PLoS Neglected TropicMaladies al 3).
Figure 6. Comparative pathologie ADNk-muté de poulet et dans la maladie de Chagas humaine. A) une myocardite sévère et lyse des cellules cibles du cœur chez le poulet ADNk muté. B) une myocardite sévère et lyse des cellules cibles par les lymphocytes immunitaires dans un cas de maladie de Chagas coeur. C) Le rejet des cellules cardiaques par les lymphocytes immunitaires chez le poulet ADNk muté. D) Le rejet des cellules cardiaques par les lymphocytes immuns dans la maladie de Chagas humaine. Souillée par le hématoxiline et de l'éosine. (Mise à jour de Memórias do Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro 14).
En revanche pour les mammifères sensibles à la vie tout au long de T. infections cruzi, les poulets sont réfractaires à T. l'infection cruzi. L'avantage majeur du système de modèle de poulet est l'élimination de l'infection précoce dans le développement du système immunitaire embryonnaire. Ainsi, l'ADN du parasite ne reste dans le corps du poulet est intégré à plusieurs loci.
Utilisation de la quantité optimale de virulente T. cruzi trypomastigotes pour inoculer oeuf fertile est l'étape cruciale vers l'obtention de l'intégration de l'minicercles ADNk dans le génome d'embryons de poulet. Le taux d'éclosion des poussins en direct à partir d'œufs inoculés avec 100 trypomastigotes est de quatre fois plus élevée que celle obtenue avec 500 parasites. Des précautions doivent être prises pour inoculer la suspension des parasites dans 10 uL de milieu de culture dans la chambre à air oeuf. Il devrait y avoir aucune fuite de blanc d'oeuf. Dans des conditions optimales, l'infection parasitaire intracellulaire a lieu wimince, quelques heures après la multiplication d'incubation et le parasite à l'intérieur des cellules hôtes les produits pendant une semaine, après quoi l'infection est éliminée par l'immunité innée. L'intégration nécessite une infection ADNk vivre, et l'inoculation de minicercles nues dans des œufs au début d'embryon de poulet n'entraîne pas l'intégration. Les embryons ADNk-positifs et les contrôles doivent être logés dans des conditions contrôlées à 37,5 ° C et une humidité de 65%. Les poussins sont gardés dans des cages pour les deux semaines à 33 ° C température ambiante. Par la suite, les poulets sont élevés dans des cages sur des étagères suspendues séparés par des allées de 1,5 mètre de largeur dans une pièce à 22 ° C avec de l'air filtré et la pression positive en vertu de l'épuisement constant d'assurer des conditions de protection des animaux. Les adultes sont nourris de poulet-chow et de boire l'eau potable en cours d'exécution pour atteindre pleine croissance et la maturité, ponte moins cinq mois d'âge. Entretien des procédures d'hygiène sont essentielles pour la reproductibilité des résultats lorsque l'on travaille avec T. cruzi inoculédans des oeufs de poulet fertiles.
Dans le modèle de système de poulet du T. infections cruzi sont éradiquées après le développement du système immunitaire dans la période précoce de la croissance de l'embryon. En outre d'être l'infection libre, les poussins qui éclosent à partir de T. cruzi inoculé oeufs, en l'absence d'anticorps spécifiques, sont tolérants aux antigènes parasitaires. Le rejet des cellules cardiaques cibles par les lymphocytes cytotoxiques (unité de rejet minime, Figure 3) est vu dans les poulets ADNk-mutés montrant modifications du génotype et de dégradation de la surveillance immunologique 3. Les génotypiquement modifiés cellules T présenter rejet accéléré de tissus dans le corps auto. Le site de la lésion principale est le cœur, qui est une caractéristique de la maladie de Chagas. Le passage d'une physiologique (la surveillance) à un état physiopathologique est vu dans le poulet ADNk muté montrant clonage prolifération des lymphocytes cytotoxiques 3.
Tson système modèle transkingdom montre un parasite induite, génétiquement axée maladie auto-immune (Figure 6), résultant de modifications du génome par le T. cruzi ADNk minicercle intégrations. Ces modifications ne sont pas considérés dans les poussins issus d'œufs Lb-inoculées.
Ce phénomène suggère que le traitement expérimental de la cardiomyopathie inflammatoire auto-immune dans ADNk mutées poulets peut exiger la suppression de drogue de progéniteurs de moelle osseuse de cellules T spécifiques de phénotype infiltrant le myocarde, et de la transplantation de moelle osseuse saine histocompatible pour prévenir le rejet de soi-tissu.
Pas de conflits d'intérêt déclarés.
Nous sommes redevables à Nancy R. Sturm, Département d'immunologie, de microbiologie et de biologie moléculaire, David Geffen School of Medicine, Université de Californie à Los Angeles, pour la lecture critique du manuscrit. Le Conseil national de la recherche-CNPq, et la Fondation pour la recherche développement-FAPDF, le Brésil, a soutenu l'étude. Nous remercions l'aide technique de Alessandro O. Souza, Maria C. Guimaro, Ciro Cordeiro, Ana de Cassia Rosa, Alves Roseneide, et Rafael Andrade, de l'Université de Brasilia, Brésil.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nom du réactif | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
Taq Polymérase d'ADN recombinant | Invitrogen | 11615-010 | |
ADN polymérase Taq Platinum | Invitrogen | 10966-030 | |
Au hasard du système amorces de marquage d'ADN | Invitrogen | 18187-013 | |
Eco RI | Invitrogen | 15202-021 | |
Mbo I | Invitrogen | 15248-016 | |
Set dNTP, Solutions 100mm | GE Healthcare | 28-4065-51 | |
Amersham Hybond - N + - Cat n. | GE Healthcare | RPN303B | |
PlasmidPrep Mini Spin kit | GE Healthcare | 28-9042-70 | |
Nsi I | SIGMA-ALDRICH | R5884 1KU | |
L'ADN, sel de sodium de poisson sperme | AMRESCO | 0644-10G | |
Souris anti-poulet Bu-1b | SouthernBiotech | 8370-02 | |
Souris anti-CD45 de poulet | SouthernBiotech | 8270-08 | |
Souris anti-poulet TCRγδ | SouthernBiotech | 8230-08 | |
Souris anti-poulet CD8a | SouthernBiotech | 9220-02 | |
Souris anti-poulet monocytes / macrophages | SouthernBiotech | 8420-02 | |
MyCycle Termocycler | Bio-Rad Laboratories | 580BR 5501 |
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