Inducción de la expresión de citocinas por Mycobacterium tuberculosis en un modelo de rebanadas de tejido pulmonar

Carranza Torres, Irma Edith (2010) Inducción de la expresión de citocinas por Mycobacterium tuberculosis en un modelo de rebanadas de tejido pulmonar. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

La tuberculosis es una de las tres principales enfermedades infecciosas que afectan al humano a nivel mundial. Este padecimiento, producido por Mycobacterium tuberculosis, causa anualmente 2 millones de muertes. Para el estudio de la patogénesis de la tuberculosis, la interacción del bacilo con diferentes células y la inducción de la respuesta inmune durante la infección se han utilizado diversos modelos in vitro e in vivo. Un modelo alternativo lo representan las rebanadas de tejido pulmonar. En ellas se mantiene la arquitectura del tejido, la interacción entre las células y se encuentran los diferentes tipos celulares correspondientes al tejido. Las rebanadas de tejido se han utilizado principalmente para estudios farmacológicos y toxicológicos, pero a la fecha no existe ningún reporte del uso del sistema de cultivo de rebanadas de pulmón como modelo de infección con M. tuberculosis. En el presente trabajo se estandarizaron la obtención y el cultivo de rebanadas de tejido pulmonar murino y las condiciones de infección con M. tuberculosis ex vivo. En el tejido pulmonar infectado experimentalmente se localizaron los bacilos en los septos alveolares, cercanos a neumocitos tipo II, en los espacios alveolares y dentro de macrófagos. Se analizó la expresión de citocinas en el tejido infectado mediante la técnica de ELISA y qRT-PCR. Se observó una sobreexpresión del IFN-γ en las rebanadas infectadas con M. tuberculosis con respecto a las no infectadas, mientras que las demás citocinas no pudieron detectarse por ELISA. La determinación de la expresión de citocinas mediante qPCR mostró un pico de inducción de expresión de IL-1β y TNF-α a las 6h de incubación en rebanadas infectadas con M. bovis BCG y M. tuberculosis H37Rv; y un pico de expresión a las 6h y 24h de incubación en rebanadas infectadas con M. bovis BCG y M. tuberculosis H37Rv, respectivamente. El gene GADP fue usado como gene endógeno. En todos los casos la inducción de la expresión de citocinas fue mayor con M. bovis BCG (no virulenta) que con M. tuberculosis H37Rv (virulenta) sugiriendo una inhibición de la respuesta inmune innata por parte de la cepa virulenta como un posible mecanismo para facilitar su sobrevivencia en el tejido. Los resultados obtenidos en este trabajo nos muestran que el modelo de infección con M. tuberculosis en rebanadas de tejido pulmonar puede servir para evaluar la respuesta inmune innata ante este patógeno y puede ser utilizado en futuros estudios para analizar otros aspectos iniciales de la infección con esta bacteria. Abstract Tuberculosis is the third infectious disease affecting humans worldwide. This condition, caused by Mycobacterium tuberculosis, accounts for 2 million deaths per year. Several in vitro and in vivo experimental models have been used to study the pathogenesis of tuberculosis, the interaction of bacteria with different cells and induction of immune response during infection. Lung tissue slices represent an experimental alternative model, in which all the usual cell types of the organ are found, the tissue architecture is maintained as well as the interactions between the different cells. Tissue slices have been mainly used for pharmacological and toxicological studies. At present, there is not any report of using lung tissue slices as a system to study M. tuberculosis infection. The methods to obtain and culture murine lung tissue slices were standardized in this work. Also, the best conditions to infect them ex vivo with micobacterias were established. Bacilli infecting lung tissue slices were observed in the alveolar septa, alveolar light spaces and near to type II pneumocytes, a few were intracellular in macrophages. Cytokine expression in Mycobacterium infected lung tissue slices was analyzed by ELISA and qRT-PCR. Over-expression of IFN-γ was detected in M. tuberculosis infected lung slices, but no other was detected by ELISA. Cytokine expression, quantified by Real-Time PCR, showed a peak at 6 h for IL-1β and TNF-α in lung slices infected with M. bovis BCG and M. tuberculosis H37Rv. IL-1α expression had a peak at 6 and 24 h in infected lung slices infected with M. bovis BCG and M. tuberculosis H37Rv, respectively. GADP gene was used as endogen control. The result displayed by this work show that the model of infection with M. tuberculosis in lung tissue slices can serve to evaluate the immune response to this pathogen and can be used to further studies to analyze other aspects of the disease. All the results showed that M. bovis BCG (non-virulent) induced a higher cytokine expression than M. tuberculosis H37Rv (virulent) suggesting an inhibition of innate immune response by the virulent strain, as a possible mechanism to facilitate its survival in the tissue. The results of this work show that lung tissue slices model infected with M. tuberculosis may be a very useful tool to evaluate the innate immune response and other aspects during the early stages of mycobacterial infection.

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