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Mycobacterium leprae, o agente causador da lepra, não crescem in vitro. Nós descrevemos um fácil de seguir o protocolo para preparar uma suspensão bacilar para garantir a manutenção de grandes quantidades de M. leprae para uma variedade de aplicações. Protocolos para propagação por rato inoculação pata, avaliação de viabilidade, congelamento e descongelamento estoque bacilar são descritos em detalhes.
A hanseníase, causada pelo Mycobacterium leprae, é uma doença infecciosa importante que ainda é endêmica em muitos países ao redor do mundo, incluindo o Brasil. Atualmente não há métodos conhecidos para o cultivo de M. leprae in vitro, apresentando um obstáculo importante no estudo do patógeno no laboratório. Portanto, a manutenção eo crescimento de M. estirpes leprae são preferencialmente realizados em ratinhos nus atímicos (NU-Foxn1 nu). As condições de laboratório para a utilização de ratinhos estão facilmente disponíveis, fáceis de realizar, e permitir a normalização e desenvolvimento de protocolos para a obtenção de resultados reprodutíveis. No presente relatório, nós descrevemos um protocolo simples para a purificação de bacilos de coxins de nudez do mouse usando tripsina, que rende uma suspensão de detritos mínimo celular e com alto índice de viabilidade bacteriana, conforme determinado por microscopia fluorescente. Uma modificação do método padrão para a contagem bacilar por Ziehl-Neelsena coloração e microscopia de luz é também demonstrada. Além disso, nós descrevemos um protocolo para o congelamento e descongelamento estoques bacilar como um protocolo alternativo para a manutenção e armazenamento de M. estirpes leprae.
A hanseníase, causada pelo Mycobacterium leprae, é um importante problema de saúde pública em muitos países em todo o mundo 1,2. Apesar de ser conhecida como uma doença infecciosa que afeta a pele e nervos periféricos, ainda existem várias lacunas no conhecimento sobre os mecanismos envolvidos na imunopatogênese complexo da doença.
Entre as características desafiadoras da M. leprae, que impedem o seu estudo são a sua incapacidade para crescer num meio de cultura artificial e o seu tempo relativamente longo (de duplicação de aproximadamente 14 dias) 3,4. A maioria dos procedimentos experimentais que utilizam M. leprae são configurados com bacilos purificadas de lesões de pele de pacientes com hanseníase ou a partir de modelos animais experimentais, como tatus e várias linhagens de camundongos 5,6.
Por muitos anos, os investigadores têm dependido de purificação de M. leprae a partir de lesões cutâneas de LEPR multibacilarpacientes osy para utilização em procedimentos experimentais. Várias condições de laboratório para o cultivo in vitro ou a manutenção de ao vivo M. leprae foram tentadas, mas até à data, modelos animais têm provado ser mais adequado para fins de investigação. Nos anos 1960 e 1970, os pesquisadores começaram a usar camundongos e tatus para a detecção e avaliação de M. leprae viabilidade, acompanhamento do crescimento bacteriano em resposta ao anti-M. drogas leprae, e no crescimento e manutenção de estirpes micobacterianas 2,4.
Os modelos animais têm algumas limitações, especialmente em tatus e primatas não-humanos, incluindo as preocupações éticas, custo de manutenção, infra-estrutura especial necessário para a manutenção de animais e pobre reprodutibilidade dos resultados e rendimentos finais. Atualmente, camundongos são o modelo animal preferido para a pesquisa em hanseníase. As condições de laboratório para a utilização de ratinhos estão facilmente disponíveis, fáceis de realizar, e permitir que os protocolos padronizados 7,8,9. Os ratinhos nus foram utilizados na manutenção de M. leprae cepas, porque, mesmo com baixa carga bacilar viáveis, a resposta imune deficiente de células T leva à formação de granuloma exuberante e boa multiplicação bacilar. Assim, este modelo animal ganhou ampla aceitação na comunidade científica lepra.
No presente relatório, nós descrevemos um protocolo simples para a purificação enzimática de bacilos de coxins de nudez do rato, destina-se a preparação de um M. leprae suspensão com restos celulares mínima e com alto índice de viabilidade bacteriana. A viabilidade é determinado por microscopia de fluorescência, a qual pode ser realizada rapidamente no laboratório. Nós também demonstram uma modificação do método padrão para contagem bacilar pelo frio coloração de Ziehl-Neelsen e microscopia de luz. Além disso, apresentamos um protocolo alternativo para a manutenção e armazenamento de M. cepas leprae, permitindo congelamento e descongelamento de bacilar ruaocks.
1. Preparação da suspensão de Mycobacterium leprae
2. Fria Ziehl-Neelsen
3. Viabilidade Determinação
4. Congelamento / descongelamento M. leprae Suspensão
5. Rato Inoculação
O sucesso do protocolo pode ser avaliada em três formas. Em primeiro lugar, a avaliação da qualidade do inoculo é determinada pela quantidade de detritos celulares e a percentagem resultante de bacilos viáveis na suspensão final (Ver Protocolo 3). Como mostrado nas Figuras 1 e 2, a suspensão bacilar final continha muito pouco detritos celulares e alta viabilidade (contagem 0 +); notar que a maioria dos bacilos corados com o corante fluorescente verde Syto 9 (mancha penetra 100% de ambas as bactérias mortas e vivas, Figura 1) e poucos bacilos corados com o corante fluorescente PI vermelho (mancha penetra apenas bactérias com membranas danificadas, figura 2).
Figura 1. Syto 9 de coloração Suspensão M. leprae. Fluorescência verde demonstra a presença de vivo e morto M. leprae. 400X.
Figura 2. Coloração PI de M. leprae suspensão. Red fluorescência mostrando o pequeno número de mortos M. leprae. 400X.
Em segundo lugar, um inóculo com alta viabilidade terá impacto sobre a multiplicação do bacilo em coxim plantar de animais após 4-5 meses após a inoculação, com desenvolvimento de lesão macroscópica óbvio, como mostrado no vídeo (Protocolo 1). A terceira maneira de avaliar o sucesso do protocolo é através da avaliação da sobrevivência e multiplicação de BAAR em pata de camundongo inoculados com bacilos que tinham sido congelados por diferentes períodos (Veja Protocol 4).
"Cellspacing =" 0 "> Experiment (animal) Número de AFB / ml congelado no dia 0 Pontuação Viabilidade / dia 0 Período de congelamento (dias) Número de AFB inoculados após o congelamento Viabilidade pontuação após o congelamento Número de BAAR / ml recuperaram após sete meses 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 6Tabela 1. Os resultados de M. multiplicação leprae usando suspensões pós congelamento.
A Tabela 1 apresenta os resultados de M. crescimento leprae usando suspensões após a congelação. A contagem da viabilidade das suspensões, após descongelamento é 1 +. O protocolo de congelamento foi efectuado em três experiências independentes para testar diferentes períodos de congelamento. Em ambos os experimentos com inóculos congelado por 15 ou 60 dias, o resultado foi semelhante, propagation após congelação resultou 10-1000 vezes o aumento do número de AFB recuperado de cada almofada da pata, após 7 meses de inoculação (Tabela 1). Portanto, o congelamento de M. suspensões leprae em meio 7H9 suplementado com OADC (ácido oleico-albumina-dextrose-catalase) resultou na manutenção da viabilidade.
Três inóculos foram usadas para avaliar M. leprae multiplicação após dois períodos de congelamento diferentes (15 e 60 dias). Depois de sete meses, os bacilos foram recuperados a partir de coxim plantar de camundongos inoculados e contado após coloração de Ziehl-Neelsen. Semiquantitativa viabilidade escala: 0 significa ausência de até 30% de células coradas PI; 1 + significa que entre 30-50% das células marcadas PI, 2 + significa superior a 50% de células coradas de PI. AFB: BAAR.
Uma descrição detalhada de um bem ilustrada, o protocolo de sucesso para a propagação de M. leprae é muito necessário. O nosso estudo mostra que o protocolo de preparação do inóculo por filtração e digestão de tripsina permite a inóculos para ser obtido com muito pouco detritos celulares e com alta viabilidade do bacilo (score 0 +). Hidróxido de sódio foi usado para desagregar o tecido para purificação de bacilos 6. Estudos realizados em nosso laboratório, utilizando hidróxido de sódio para a purificação de M. leprae resultou na formação de aglomerados de bacilos, o que dificulta a homogeneização da suspensão para determinação da viabilidade e a inoculação de animais (dados não mostrados).
Os potenciais problemas encontrados com a preparação de inoculo por filtração e digestão de tripsina incluem grande quantidade de restos celulares e de contaminação do inoculo com agentes bacterianos ou fúngicos. No caso de grandes quantidades de debr celularse são observados, após a purificação, ou a tripsina, não está activo ou há uma quantidade excessiva de material biológico. A actividade enzimática da solução estoque de tripsina devem ser avaliadas. Se se suspeitar de uma quantidade excessiva de material biológico inicial, o material deve ser dividida em alíquotas e o protocolo deve ser realizado em lotes separados. Para evitar a contaminação do inoculo com agentes bacterianos ou fúngicos, deve ser tomado cuidado para processar o material, sob condições assépticas. Se fungos e / ou contaminação bacteriana são detectados a suspensão deve ser descartado.
Uma limitação do nosso protocolo é a subjetividade da avaliação de viabilidade utilizando o método semi-quantitativo descrito. Viabilidade avaliada semi-quantitativamente é mais prático, embora menos preciso do que o método quantitativo publicado 6. Pontuação Viabilidade de 0 + e 1 + são satisfatórias para a manutenção de propagação e congelamento deM. leprae. Lahiri et al. já demonstraram que camundongos nude inoculados com 80-90% de inóculo viável, resultam em coxins adequadas para a colheita (bacilos alta viabilidade) em 4-5 meses após a inoculação. Portanto, a infecção precoce (em torno de 4 meses) é a melhor época de colheita. Para a colheita de inóculos congelado, os ratos no presente protocolo foram mantidos inoculado por períodos mais longos (7 meses) para garantir curvas de crescimento. Um passo fundamental para assegurar a viabilidade adequada é a utilização de suspensões de bacilos frescos, de preferência no prazo de 24 horas após a recolha de material biológico do hospedeiro e de processamento. Além disso, a qualidade dos reagentes, soluções de coloração de tripsina e de viabilidade diluídas preparadas na hora, são necessárias para garantir a reprodutibilidade dos resultados.
Outra limitação deste protocolo é que o M. última leprae suspensão não está livre de DNA do hospedeiro, RNA, proteínas, etc. Portanto, outras etapas de purificação deve ser adicionado to obter uma M. leprae suspensão livre de componentes da célula hospedeira.
Um método para a manutenção de bacilos viáveis por congelamento as amostras de tecidos inteiros de M. lesões leprae foi relatado 9. No entanto, o estudo de Portaels et al. demonstraram perda significativa de viabilidade, que varia entre 65-97% após a congelação e descongelação de M. leprae infectados amostras de tecido obtidas a partir de tatu 9. Nosso protocolo demonstrado que o índice de viabilidade observada em M. suspensões leprae após congelamento e descongelamento caiu quando comparada com a alíquota que não tinha sido congelada (Tabela 1). Com efeito, o congelamento do M. leprae suspensão em meio de congelação resultou viabilidade variando de 50-70%, com uma pontuação de viabilidade +, enquanto que a viabilidade pontuação 0 + foi obtido a suspensão descongelada. No entanto, a multiplicação de M. leprae foi satisfatória após 7 meses após a inoculação de camundongos nude ( Tabela 1). A inoculação em camundongos nu com amostras reconstituídas mantido congelado por 60 dias resultou numa média de 100 vezes aumento do número de bacilos em comparação com o inóculo inicial. Parece que o congelamento do M. leprae suspensão em meio de congelamento, em vez de amostras de tecido infectado, é mais eficiente. Uma etapa fundamental do nosso protocolo é o congelamento lento da AFB em um recipiente de congelamento, necessário para manter o bacilos típicos, como demonstrado por Colston e Hilson 8. Futuros experimentos serão conduzidos para avaliar a viabilidade do bacilo após períodos mais longos de congelamento.
Em resumo, porque M. O leprae não crescer in vitro, o nosso protocolo permite uma alternativa fácil e rápido para a manutenção do inóculo viável, e o passo de congelação com êxito torna possível a manutenção de estirpes sem passagem contínua em animais, assim permitindo o estabelecimento de um banco de estirpes definidas.
Esta seção contém instruções para a preparação de reagentes para realizar esse protocolo.
1. Tripsina
Tripsina | 0,5 g |
Água destilada | até 100 ml |
Filtro de esterilizar. Armazenar a -20 ° C.
2. 7H9
7H9 base de caldo de carne | 4,7 g |
40% de glicerol | 5 ml |
Água destilada | até 900 ml |
Misture a base com água, em seguida, adicionar a glicerina, com agitação. Autoclave a 121 ° C durante 20 minutos para esterilizar. Armazenar a 4 ° C.
3. Infusão de cérebro e coração (BHI)
BHI | 37 g |
Água destilada | até 1.000 ml |
Autoclave a 121 ° C durante 15 minutos para esterilizar. Armazenar a 4 ° C.
4. Soro Fenol
4.1) 5% de fenol
Fenol | 5 ml |
Água destilada | até 100 ml |
4.2) fenol Soro
soro fetal bovino | 2 ml |
5% fenol | 98 ml |
Armazenar a 4 ° C.
5. Soluções para frio Ziehl-Neelsen
5.1) CarboFuchsin
Fuchsin | 1 g |
Cristais de fenol fundido a 60 ° C | 5 ml |
Álcool etílico puro | 10 ml |
Água destilada | até 100 ml |
Filtro antes de cada utilização.
5.2) Base de azul de metileno
Azul de metileno | 3 g |
Álcool etílico a 95% | até 200 ml |
5.3) O ácido Álcool
70% de álcool | 990 ml |
ácido clorídrico | 10 ml |
6. Médio para o congelamento:
OADC | 10 ml |
Glicerina | 20 ml |
Meio 7H9 | até 100 ml |
Autoclave de glicerol antes do uso e esterilizar por filtração OADC.
7. Autoclavado M. leprae suspensão
Autoclave a 121 ° C durante 20 min. Armazenar a -20 ° C.
Não há conflitos de interesse declarados.
Agradecemos a Beatriz GC Sartori, Lázara M. Trino, Ana Elisa Fusaro e Cláudia PM Carvalho para a assistência técnica. Agradecemos Pranab K. Das para apoiar a criação da unidade animal. Agradecemos Lais RR Costa para a revisão do manuscrito. Este estudo foi financiado por doações da Fundação Paulista contra Hanseníase e 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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