Method Article
Mycobacterium leprae, l'agent responsable de la lèpre, ne pousse pas in vitro. Nous décrivons un outil facile à suivre le protocole pour préparer une suspension bacillaire pour assurer le maintien de grandes quantités de M. leprae pour une variété d'applications. Protocoles pour la propagation par patte inoculation à la souris, l'évaluation de la viabilité, la congélation et la décongélation bacillaire actions sont décrites en détail.
La lèpre, causée par Mycobacterium leprae, est une maladie infectieuse importante qui est encore endémique dans de nombreux pays à travers le monde, notamment au Brésil. Il n'y a pas de méthodes connues pour la culture M. leprae in vitro, en présentant un obstacle majeur à l'étude de ce pathogène dans le laboratoire. Par conséquent, le maintien et la croissance de M. souches leprae sont de préférence réalisées dans athymique souris nude (NU-Foxn1 nu). Les conditions de laboratoire pour l'utilisation de la souris sont disponibles, faciles à réaliser, et permettent la normalisation et le développement de protocoles pour obtenir des résultats reproductibles. Dans le présent rapport, nous décrivons un protocole simple pour la purification de bacilles de coussinets de souris nues utilisant la trypsine, ce qui donne une suspension de débris de cellule minimum et à haut indice de viabilité bactérienne, telle que déterminée par microscopie à fluorescence. Une modification de la méthode de référence pour le comptage bacillaire par la coloration de Ziehl-Neelsencoloration et microscopie optique est également démontrée. En outre, nous décrivons un protocole pour la congélation et la décongélation des stocks bacillaires comme un protocole alternatif pour la maintenance et le stockage de M. souches leprae.
La lèpre, une maladie provoquée par Mycobacterium leprae, est un problème important de santé publique dans de nombreux pays à travers le monde 1,2. En dépit d'être connue comme une maladie infectieuse qui affecte la peau et les nerfs périphériques, il ya encore plusieurs lacunes dans les connaissances sur les mécanismes impliqués dans la immunopathogenèse complexe de la maladie.
Parmi les caractéristiques difficiles de M. leprae qui entravent son étude sont son incapacité à croître dans des milieux de culture artificielle et son temps de doublement relativement longue (environ 14 jours) 3,4. La plupart des procédures expérimentales qui utilisent M. leprae sont mis en place avec des bacilles purifiés à partir de lésions de la peau de patients atteints de la lèpre ou de modèles animaux expérimentaux, comme le tatou et plusieurs souches de souris 5,6.
Pendant de nombreuses années, les chercheurs ont compté sur la purification de M. leprae des lésions cutanées de LEPR multibacillairepatients osy pour utilisation dans des procédures expérimentales. Plusieurs des conditions de laboratoire pour la culture ou le maintien in vitro de M. direct leprae ont été tentées, mais à ce jour, les modèles animaux se sont révélés être le plus approprié à des fins de recherche. Dans les années 1960 et 1970, les chercheurs ont commencé à utiliser la souris et le tatou pour la détection et l'évaluation de M. leprae viabilité, la surveillance de la croissance bactérienne en réponse à anti-M. médicaments leprae, et dans la croissance et l'entretien des souches de mycobactéries 2,4.
Les modèles animaux ont des limites, en particulier chez les tatous et les primates non humains, y compris les préoccupations éthiques, le coût de la maintenance, de l'infrastructure spéciale nécessaire à l'entretien des animaux, et une mauvaise reproductibilité des résultats et des rendements finaux. Actuellement, les souris sont le modèle animal préféré pour la recherche sur la lèpre. Les conditions de laboratoire pour l'utilisation de la souris sont disponibles, faciles à réaliser, et permettent des protocoles normalisés 7.8.9. Les souris nude ont été utilisés dans le maintien de M. leprae souches parce que, même avec de faibles charges bacillaire viables, la réponse immunitaire déficient lymphocytes T conduit à la formation de granulomes exubérante et bon multiplication bacillaire. Ainsi, ce modèle animal a gagné une large acceptation au sein de la communauté de recherche sur la lèpre.
Dans le présent rapport, nous décrivons un protocole simple pour la purification enzymatique de bacilles de coussinets de souris nude, destinés à la préparation d'un M. leprae suspension de débris de cellule minimale et à haut indice de viabilité bactérienne. La viabilité est déterminée par microscopie à fluorescence, qui peut être effectuée rapidement au laboratoire. Nous démontrons également une modification de la méthode de référence pour le comptage par bacillaire froid coloration de Ziehl-Neelsen et la microscopie optique. En outre, nous présentons un protocole alternatif pour l'entretien et le stockage de M. souches leprae, permettant la congélation et la décongélation de bacillaire stocks.
Une. Préparation de Suspension Mycobacterium leprae
2. Froid Ziehl-Neelsen
3. Détermination viabilité
4. Point de congélation / décongélation M. leprae Suspension
5. Souris inoculation
Le succès du protocole peut être évaluée de trois façons. Premièrement, l'évaluation de la qualité de l'inoculum est déterminée par la quantité de débris cellulaires et le pourcentage résultant de bacilles viables dans la suspension finale (voir protocole 3). Comme le montre les figures 1 et 2, la suspension bacillaire final contenait très peu de débris cellulaires et une viabilité élevée (score 0 +); noter que la plupart des bacilles colorés avec la Syto 9 tache fluorescente verte (tache pénètre à 100% des deux bactéries mortes et vivantes, Figure 1) et seulement quelques bacilles colorés avec le colorant fluorescent de PI rouge (tache ne pénètre que les bactéries avec des membranes endommagées, figure 2).
Figure 1. Syto 9 coloration de M. leprae suspension. Fluorescence verte démontre la présence de vivant et mort M. leprae. 400X.
Figure 2. PI coloration de M. leprae suspension. Rouge fluorescence montrant le petit nombre de morts M. leprae. 400X.
Deuxièmement, un inoculum de haute viabilité aura un impact sur la multiplication des bacilles dans les pattes des animaux après 4-5 mois après l'inoculation, avec le développement de la lésion macroscopique évidente, comme le montre la vidéo (Protocole 1). La troisième façon d'évaluer le succès du protocole consiste à évaluer la survie et la multiplication des BAAR dans les coussinets plantaires de souris inoculées avec des bacilles qui avaient été gelés pour différentes périodes (Voir protocole n ° 4).
"Cellspacing =" 0 "> Expérience (animal) Nombre de AFB / ml congelé au jour 0 Le score à la viabilité / jour 0 Période de congélation (jours) Nombre de AFB inoculé après congélation Le score à la viabilité après congélation Nombre de BAAR / ml récupérés après 7 mois 1 (1) 1,0 x 10 7 0 + 60 1,7 x 10 5 1 + 2,3 x 10 8 1 (2) 1,0 x 10 7 0 + 60 1,7 x 10 5 1 + 3,8 x 10 7 1 (3) 1,0 x 10 7 0 + 60 1,7 x 10 5 1 + 8,5 x 10 7 1 (4) 1,0 x 10 7 0 + 60 1,7 x 10 5 1 + 4,6 x 10 7 2 (1) 1,0 x 10 7 0 + 15 4,2 x 10 5 1 + 1,7 x 10 7 2 (2) 1,0 x 10 7 0 + 15 4,2 x 10 5 1 + 4,8 x 10 6 2 (3) 1,0 x 10 7 0 + 15 4,2 x 10 5 1 + 8,6 x 10 6 3 (1) 1,0 x 10 7 0 + 15 1,7 x 10 5 1 + 1,2 x 10 7 3 (2) 1,0 x 10 7 0 + 15 1,7 x 10 5 1 + 1,8 x 10 7 3 (3) 1,0 x 10 7 0 + 15 1,7 x 10 5 1 + 1,8 x 10 7 3 (4) 1,0 x 10 7 0 + 15 1,7 x 10 5 1 + 2,6 x 10 7 3 (5) 1,0 x 10 7 0 + 15 1,7 x 10 5 1 + 3,7 x 10 6Tableau 1. Les résultats de M. multiplication leprae utilisant des suspensions poste de congélation.
Le tableau 1 représente les résultats de M. croissance leprae utilisant des suspensions après congélation. Le score de viabilité des suspensions après décongélation était de 1 +. Le protocole de congélation a été effectuée dans trois expériences indépendantes pour tester différentes périodes de gel. Dans les deux expériences avec inoculum congelé pendant 15 ou 60 jours, le résultat était similaire, propagation après congélation donné 10-1000 fois augmenter le nombre de BAAR récupéré de chaque pied après 7 mois d'inoculation (tableau 1). Par conséquent, le gel de M. suspensions leprae en milieu 7H9 supplémenté avec OADC (acide oléique-albumine-dextrose-catalase) a entraîné le maintien de la viabilité.
Trois inoculums ont été utilisés pour évaluer M. leprae multiplicative après deux périodes de gel différentes (15 et 60 jours). Après 7 mois, les bacilles ont été récupérés de coussinets de souris inoculées et comptées après Ziehl-Neelsen. Échelle semi-quantitative de la viabilité: 0 signifie absent jusqu'à 30% de cellules colorées PI; 1 + signifie entre 30-50% de cellules marquées PI; 2 + signifie plus de 50% de cellules colorées PI. AFB: bacilles acido.
Une description détaillée d'un bien illustré, le protocole de propagation de succès pour M. leprae est grandement nécessaire. Notre étude démontre que le protocole de préparation de l'inoculum par filtration et digestion par la trypsine permet l'inoculation d'obtenir avec très peu de débris cellulaires et avec une grande viabilité des bacilles (score 0 +). L'hydroxyde de sodium a été utilisé pour désagréger le tissu pour la purification de bacilles 6. Des études effectuées dans notre laboratoire en utilisant de l'hydroxyde de sodium pour la purification de M. leprae a donné lieu à la formation d'amas de bacilles, ce qui entrave l'homogénéisation de la suspension pour la détermination de la viabilité et l'inoculation des animaux (données non présentées).
Les problèmes potentiels rencontrés avec la préparation de l'inoculum par filtration et digestion par la trypsine comprennent une grande quantité de débris cellulaires et de la contamination de l'inoculum avec les agents bactériens ou fongiques. En cas de grandes quantités de debr cellulaireest sont observés après purification, soit la trypsine n'est plus active ou il ya une quantité excessive de matière biologique. L'activité enzymatique de la solution mère de la trypsine doit être évaluée. Si la quantité excessive de matière biologique initial est suspectée, le matériel doit être divisé en aliquotes et le protocole doit être effectué en lots séparés. Pour éviter la contamination de l'inoculum avec les agents bactériens ou fongiques, des précautions doivent être prises pour traiter le matériau dans des conditions aseptiques. Si fongique et / ou la contamination bactérienne sont détectées la suspension doit être jetée.
Une limitation de notre protocole est la subjectivité de l'évaluation de la viabilité en utilisant la méthode semi-quantitative décrite. Viabilité évaluée semi-quantitativement est plus pratique, bien que moins précise que la méthode quantitative publié 6. Le score à la viabilité de 0 + et 1 + sont satisfaisants pour l'entretien de la propagation et le gel desM. leprae. Lahiri et al. ont déjà montré que des souris nues inoculées avec 80-90% inoculum viable, entraînent coussinets appropriés pour la récolte (haute viabilité des bacilles) à 4-5 mois de l'inoculation. Par conséquent, l'infection précoce (environ 4 mois) est le meilleur moment de la récolte. Pour la récolte de inoculum congelé, les souris dans le présent protocole ont été maintenues inoculé pendant de longues périodes (7 mois) pour garantir des courbes de croissance. Une étape cruciale pour assurer la viabilité adéquat est l'utilisation de suspensions de bacilles fraîches, de préférence moins de 24 h après le prélèvement de la matière biologique de l'hôte et de la transformation. En outre, la qualité des réactifs, des solutions de coloration de la trypsine et de viabilité dilué fraîchement préparés, sont nécessaires pour garantir des résultats reproductibles.
Une autre limitation de ce protocole est que la finale M. leprae suspension n'est pas exempt d'ADN de l'hôte, de l'ARN, protéine, etc. Par conséquent, d'autres étapes de purification doivent être ajoutés to obtenir un M. leprae suspension exempte de composants cellulaires de l'hôte.
Procédé pour maintenir bacilles viables par congélation des échantillons de tissus entiers de M. lésions leprae a été rapporté 9. Cependant, l'étude par Portaels et al. démontré une perte significative de viabilité, comprise entre 65-97% après congélation et décongélation de M. leprae infecté échantillons de tissus obtenus à partir de tatou 9. Notre protocole a montré que l'indice de viabilité observée en M. suspensions leprae après congélation et de décongélation a chuté par rapport à l'aliquote qui n'avaient pas été congelée (tableau 1). En effet, le gel ou le M. leprae suspension dans un milieu de congélation a abouti à la viabilité allant de 50-70%, avec un score de viabilité 1 +, tandis que des notes de viabilité 0 + a été obtenue dans la suspension non gelée. Néanmoins, la multiplication de M. leprae a été satisfaisante après 7 mois après l'inoculation des souris nues ( Tableau 1). L'inoculation des souris nude avec des échantillons reconstitués maintenu congelé pendant 60 jours a entraîné moyenne 100 fois augmentation du nombre de bacilles par rapport à l'inoculum initial. Il ressort que la congélation M. leprae suspension dans un milieu de congélation, à la place des échantillons de tissus infectés, est plus efficace. Une étape cruciale de notre protocole est la congélation lente de l'AFB dans un récipient le gel, nécessaire pour maintenir la bacilles viables, comme l'a démontré par Colston et Hilson 8. Futures expériences seront menées pour évaluer la viabilité des bacilles après des périodes de gel plus longues.
En résumé, parce que M. leprae ne pousse pas in vitro, notre protocole permet une alternative rapide et facile pour l'entretien de l'inoculum viable, et l'étape de congélation succès permet le maintien des souches sans passage continu chez les animaux, permettant ainsi la création d'une banque de souches définies.
Cette section contient des instructions pour la préparation de réactifs pour effectuer ce protocole.
Une. Trypsine
Trypsine | 0,5 g |
L'eau distillée | Compléter à 100 ml |
Stériliser par filtration. Conserver à -20 ° C.
2. 7H9
7H9 base de bouillon | 4,7 g |
40% stock de glycérol | 5 ml |
L'eau distillée | jusqu'à 900 ml |
Mélanger la base avec de l'eau puis ajouter le glycérol en remuant. Autoclave à 121 ° C pendant 20 min pour stériliser. Stocker à 4 ° C.
3. l'infusion de coeur de cerveau (BHI)
BHI | 37 g |
L'eau distillée | jusqu'à 1000 ml |
Autoclave à 121 ° C pendant 15 min pour stériliser. Stocker à 4 ° C.
4. de sérum de Phénol
4.1) 5% de phénol
Phénol | 5 ml |
L'eau distillée | Compléter à 100 ml |
4.2) phénol Serum
sérum de veau foetal | 2 ml |
5% de phénol | 98 ml |
Stocker à 4 ° C.
5. Solutions pour le froid Ziehl-Neelsen
5.1) CarboFuchsin
Fuchsin | 1 g |
cristaux de phénol fusionnés à 60 ° C | 5 ml |
Alcool éthylique pur | 10 ml |
L'eau distillée | Compléter à 100 ml |
Filtrage avant chaque utilisation.
5.2) de bleu de méthylène base
Bleu de méthylène | 3 g |
L'alcool éthylique à 95% | jusqu'à 200 ml |
5.3) Alcool Acide
70% d'alcool | 990 ml |
acide chloridric | 10 ml |
6. Moyenne pour la congélation:
OADC | 10 ml |
Glycérol | 20 ml |
Milieu 7H9 | Compléter à 100 ml |
Autoclave glycérol avant utilisation et stériliser OADC par filtration.
7. M. autoclave leprae suspension
Autoclave à 121 ° C pendant 20 min. Conserver à -20 ° C.
Aucun conflit d'intérêt déclaré.
Nous remercions Beatriz GC Sartori, Lázara M. Trino, Ana Elisa Fusaro et Cláudia PM Carvalho pour l'assistance technique. Nous remercions Pranab K. Das pour soutenir la création de l'animalerie. Nous remercions Lais RR Costa pour la révision du manuscrit. Cette étude a été soutenue par des subventions de la Fundação Paulista contre Hanseníase et Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP 2009/06122-5).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
BacLight Bacterial Viability Kit | Invitrogen; Molecular Probes | L7007 | |
Hanks' balanced Salt Solution (HBSS) | Sigma | H9269 | |
Cryo 1 °C Freezing Container | Nalgene | 5100001 | |
Lowenstein-Jensen medium | LB Laborclin | 901122 | |
Saline | TEK Nova Inc | S5812 | |
Pen | Dako | S2002 | |
Centrifuge tube 50 ml/conical base | TPP | 91050 | |
Cell strainer - 40 µm Nylon | BD Falcon | 352340 | |
Trypsin | Sigma | T-7409 | |
Middlebrook 7H9 Broth Base | Sigma-Aldrich | M0178 Fluka | |
Glycerol | Gibco BRL | 15514011 | |
Brain heart infusion (BHI) | Oxoid LTDA | CM1135 | |
Fuchsin | Merck Millipore | 1159370025 | |
Phenol | Invitrogen | 15509037 | |
Ethyl alcohol | Merck Millipore | EX02764 | |
Cloridric acid | Merck | 1131349010 | |
BBL Middlebrook OADC (oleic acid-albumin-dextrose-catalase) | Becton Dickinson | 211886 | |
Fetal bovine serum | Gibco; LifeTechnologies | 26140079 |
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