The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.

Recommend to Librarian

In JoVE (1)

Other Publications (15)

Automatic Translation

This translation into Spanish was automatically generated.
English Version | Other Languages

Articles by Astrid M. van der Sar in JoVE

 JoVE Immunology and Infection

La infección de embriones de pez cebra con patógenos bacterianos intracelulares


JoVE 3781 3/15/2012

1Department of Molecular Cell Biology, Institute of Biology, Leiden University, 2Department of Medical Microbiology and Infection Control, VU University Medical Center, 3Australian Regenerative Medicine Institute, Monash University

Embriones de pez cebra transparentes han demostrado ser útiles los ejércitos de modelo para visualizar y las interacciones funcionales de estudio entre las células inmunes y los patógenos bacterianos intracelulares, tales como

Other articles by Astrid M. van der Sar on PubMed

Defectos Del Ojo En Receptores Proteína-tirosina Fosfatasa Alfa Precipitación Pez Cebra

Receptores proteína-tirosina fosfatasa (alfa RPTP) es altamente expresada en la retina en desarrollo de diferentes especies, pero poco se sabe sobre su función allí. Aquí, Divulgamos que la inyección de morfolinos antisentido en pez cebra embriones reducida RPTP expresión alfa a casi nondetectable sube de nivel a post-fertilización 3 días (dpf). Alfa RPTP era perceptible desde 4 dpf adelante. RPTP alfa knock-down dio lugar a ojos más pequeños. La examinación de secciones de la retina en diferentes etapas de desarrollo demostró que ya en post-fertilización de 28 horas (hpf) estaban presentes en la retina de los embriones RPTP alfa-Morfolino-inyectado células menos. En PD 3, la organización capa de la retina estaba ausente. Además, la morfología y etiquetado con un anticuerpo específico del axón, tubulina acetilada, demostraron que la mayoría de las células parece ser indiferenciado. Sorprendentemente, en PD 5 la laminación de la retina fue parcialmente restaurada, concomitante con la reexpresión de la proteína alfa RPTP. Aunque las células de la retina ahora fueron distinguidas, las capas de la retina permanecieron interrumpida y se observaron diferencias significativas en la capa de células amacrinas. Por lo tanto, la precipitación de la proteína alfa de RPTP proporciona evidencia que alfa RPTP es esencial para el desarrollo normal de la retiniano.

Embriones De Pez Cebra Como Un Anfitrión De Modelo Para El Análisis En Tiempo Real De Las Infecciones De Salmonella Typhimurium

La virulencia bacteriana se estudia mejor en modelos animales. Sin embargo, la falta de posibilidades para el análisis en tiempo real y la necesidad de análisis de muestras laborioso e invasores limitan el uso de animales de experimentación. En el presente estudio 28 embriones de pez cebra h de edad estaban infectados con etiqueta DsRed células de Salmonella typhimurium. Usando microscopia imagen digital multidimensional que hemos sido capaces de determinar la ubicación exacta y el destino de estos patógenos bacterianos en un hospedador vertebrado de vida durante tres días. Una dosis baja de salvaje-tipo S. typhimurium resultó en una letal infección con bacterias que residen y multiplicando tanto en macrófagos-como las células en el epitelio de los vasos sanguíneos. Mutantes de lipopolisacárido (LPS) de S. typhimurium, sabido que cortarán en el modelo murino, resultó para ser no patógenos en los embriones de pez cebra y parcialmente fueron lisis en el torrente sanguíneo o degradados en macrófago-como las células. Sin embargo, inyección de mutantes de LPS en la yema del embrión dio lugar a la proliferación bacteriana descontrolada. Bacterias muertas por calor, salvaje-tipo totalmente fueron lisis extracelularmente dentro de minutos después de la inyección, lo que demuestra que la sangre de esos embriones de pez cebra ya contienen actividad lítica. En conclusión, el modelo de embriones de pez cebra permite rápido, no invasivo y análisis en tiempo real de las infecciones bacterianas en un hospedador vertebrado.

Una Estrella Con Rayas: Pez Cebra Como Modelo De Un Infección

Cepas De Mycobacterium Marinum Pueden Dividirse En Dos Tipos Distintos, Partiendo De La Virulencia Y La Diversidad Genética

Mycobacterium marinum causa una enfermedad sistémica de la tuberculosis-como en un gran número de animales poikilothermic y se utiliza como un modelo para la patogenesia de micobacterias. En el presente estudio, nos infectados pez cebra (Danio rerio) con diferentes cepas de M. marinum para determinar la variación de patogenicidad. Dependiendo de la cepa de M. marinum, los ejemplares desarrollan una enfermedad aguda o crónica. Enfermedad aguda se caracterizó por un crecimiento incontrolado del patógeno y la muerte de todos los animales dentro de 16 días, mientras que la enfermedad crónica fue caracterizada por la formación de granulomas en diversos órganos y la supervivencia de los animales durante al menos 4 a 8 semanas. El análisis genético de los aislados por polimorfismo de la longitud del fragmento amplificado demostró que cepas de M. marinum podrían dividirse en dos grupos. Clúster que contiene predominante cepas aisladas de los seres humanos con el granuloma de tanque de peces, mientras que la mayoría de las cepas de clúster II se aislaron especies poikilothermic. Progresión de la enfermedad aguda se observó sólo con cepas pertenecientes al grupo I, mientras que todos los aislados crónica-enfermedad-que pertenecían al grupo II. Esta diferencia en virulencia también fue observada in vitro: cúmulo aislar Mma20 era capaz de infectar y sobrevivir más eficientemente en el macrófago humano THP-1 y las líneas celulares de carpa del leucocito CLC que era el cúmulo II aislar Mma11. Concluimos eso tensión características juegan un papel importante en la patogenicidad de M. marinum. Además, la correlación entre la variación genética y el origen del anfitrión sugiere eso racimo aislados son más patógenos para los seres humanos.

Transcriptome De Perfiles De Los Adultos De Pez Cebra En La Etapa Tardía De La Tuberculosis Crónica Debido a La Infección Por Mycobacterium Marinum

El Mycobacterium marinum-pez cebra modelo de infección se utilizó en este estudio para el análisis de transcriptoma de una respuesta huésped a la infección por micobacterias a nivel del organismo. ARN aislado de adultos de pez cebra que mostró signos típicos de la tuberculosis de pescado debido a una infección crónica y progresiva con M. marinum se comparó con el ARN de los peces sanos en los análisis de microarrays. Ha encontrado juegos de oligonucleótidos (diseñado por Sigma-Compugen y GTM) y Affymetrix GeneChips fueron utilizados, que comprenden un total de 45,465 anotaciones de pez cebra de transcripción. Sobre la base de un análisis comparativo detallado y el análisis cuantitativo de la transcriptasa inversa-PCR, se presenta un conjunto de referencia validado 159 genes cuya regulación se encuentra fuertemente afectada por la infección por micobacterias en los tres tipos de microarrays analizados. Además, se analizaron las bases de datos separadas de los microarrays con especial énfasis en los perfiles de expresión de los genes relacionados con la inmunidad. Upregulated genes incluyen muchos componentes conocidos de la respuesta inflamatoria y varios genes que previamente han sido implicados en la respuesta a infecciones por micobacterias en cultivos de células de otros organismos. Diferentes genes marcadores del linaje mieloide que se han caracterizado en el pez cebra también mostraron una mayor expresión. Además, los homólogos de pez cebra de muchos genes de transducción de señales con relación a la respuesta inmune fueron inducidos por la infección por M. marinum. Futuros análisis funcional de estos genes pueden contribuir a la comprensión de los mecanismos de la patogenia micobacteriana. Dado que un gran grupo de genes relacionados con las respuestas inmunes no mostraron alteraciones en la expresión de los animales infectados, estos resultados sugieren una respuesta específica en el mycobacterium inducida por la enfermedad.

MyD88 La Función Inmune Innata En Un Modelo De Embriones De Pez Cebra Infección

Los mecanismos de inmunidad innata de señalización durante la embriogénesis de vertebrados son en gran parte desconocido. Para el estudio de receptores Toll-like (TLR) de señalización de la función en el modelo de embrión de pez cebra, hemos diseñado un sistema experimental para la caída antisentido morfolino en condiciones de infección bacteriana. Liquidación de las bacterias Salmonella enterica serovar Typhimurium Ra se vio afectada de manera significativa después de la caída del factor de diferenciación mieloide 88 (MyD88), una proteína común en adaptador de TLR y la interleucina-1 de señalización del receptor. De esta manera, demostramos por primera vez que la respuesta inmune innata del embrión en desarrollo implica MyD88 dependientes de señalización, que establece, además, el embrión del pez cebra como modelo para el estudio de la inmunidad innata de vertebrados.

Identificación De Imágenes Y En Tiempo Real De Una Población-Myc Expresando Neutrófilos Participan En La Inflamación Y Formación De Granulomas Por Micobacterias En El Pez Cebra

Mediante la detección trampa potenciador hemos identificado una línea de pez cebra transgénico que muestra la expresión específica de leucocitos YFP durante el embrión de tarde y temprano desarrollo de las larvas. Su inserción detección potenciador fue mapeado cerca de un nuevo miembro de la myc proto-oncogen familia, que codifica los factores de transcripción sabe que son importantes para la regulación de mielopoyesis humana. Caracterización de la familia de pez cebra myc mostró que sólo este gen myc en particular está fuertemente expresado en los leucocitos. Para identificar el myc / YFP-expresión de tipo celular, que volver a examinar la especificidad de los marcadores descritos mieloides por múltiplex fluorescente de hibridación in situ, mostrando que lcp1 puede ser considerado como un marcador general de leucocitos, CSF1R como un marcador específico de macrófagos, y mpx y Lyz como marcadores específicos de los neutrófilos. El análisis subsiguiente colocalización define las células YFP-positivas como un subconjunto de la población de neutrófilos. Uso de imágenes en tiempo real confocal se demuestra que estas células migran a los sitios de inflamación y están involucrados en la respuesta inmune innata hacia las infecciones, incluyendo la formación de granulomas Mycobacterium marinum inducida.

Transmisión De Micobacterium Marinum De Pescado a Un Niño Muy Pequeño

Mycobacterium marinum causa la tuberculosis en los peces y puede causar infecciones de la piel en los seres humanos que nadar en aguas contaminadas o que tengan contacto directo con peces infectados. Divulgamos el caso de una niña de 18 meses con abscesos de M. marinum, que adquirió la infección a través de un contacto indirecto con un cubo contaminado. Limpieza del acuario equipo apropiado es muy importante, especialmente con niños pequeños en el hogar.

La Especificidad De La Respuesta Del Huésped a La Transcriptoma Pez Cebra Infecciones Por Micobacterias Aguda Y Crónica Y El Papel De Los Componentes Inmune Innata Y Adaptativa

Micobacterias patógenas tienen la capacidad de sobrevivir dentro de los macrófagos y persisten en el interior de granulomas. Las complejas interacciones huésped-patógeno que determinan el resultado de un resultado de la infección por micobacterias en el proceso de alteraciones marcadas del perfil de expresión génica de acogida. Aquí hemos utilizado el modelo de pez cebra para investigar la especificidad de la respuesta del huésped a las infecciones con dos cepas de Mycobacterium que dan resultados distintos de enfermedad: una enfermedad aguda con una letalidad temprana o una enfermedad crónica con formación de granulomas, causada por cepas de Mycobacterium marinum Mma20 y E11, respectivamente . Se realizó un estudio de microarrays de las diferentes etapas de la progresión de la enfermedad en los peces cebra adultos y encontró que las cepas de agudos y crónicos de la evocado que se superponen parcialmente firmas de acogida transcriptoma, a pesar de que inducen fenotipos de la enfermedad profundamente diferentes. Ambas cepas afectadas muchas cascadas de señalización, incluyendo las vías de WNT y TLR. Interesantemente, los más fuertes se observaron diferencias en la etapa inicial de la enfermedad. La respuesta inmediata a la tensión aguda se caracteriza por una mayor expresión de genes que codifican las proteínas MHC de clase I, metaloproteinasas de la matriz, factores de transcripción, citoquinas y otras proteínas comunes de la respuesta inmune. En contraste, GTPasa pequeña y grupos de genes histona mostraron mayor expresión en respuesta a la tensión crónica. También se encontró que cerca de 1000 micobacteria genes de respuesta se superponen entre las firmas de expresión de los adultos infectados por el pez cebra y de los embriones en diferentes etapas de la formación de granulomas. Puesto que el pez cebra adultos poseen un sistema inmune adaptativo similar a los mamíferos y los embriones de pez cebra se basan únicamente en la inmunidad innata, esta superposición indica una mayor contribución del componente innata del sistema inmune en la respuesta a la infección por micobacterias. En conjunto, la comparación de las respuestas del transcriptoma que intervienen en las infecciones agudas o crónica y en la situación embrionaria frente a los adultos ofrece importantes nuevas pistas para investigar el mecanismo de la patogénesis de micobacterias.

El Pez Cebra Para El Desarrollo Y Regeneración: Nuevas Herramientas Para La Investigación Biomédica

La investigación básica en la formación del patrón se refiere a la generación de fenotipos y tejidos. Por lo tanto, puede dar lugar a nuevas herramientas para la investigación médica. Estos incluyen ensayos fenotípicos de detección, aplicaciones en ingeniería de tejidos, así como los avances generales en el conocimiento biomédico. Nuestro objetivo aquí es discutir este campo emergente, con especial referencia a las herramientas basadas en la biología del desarrollo del pez cebra. Se describen los ensayos fenotípicos de cribado que se desarrollan en nuestros propios laboratorios y otros. Nuestros ensayos implican: (i) sistémica o administración local de un compuesto de ensayo o el medicamento al pez cebra en vivo, (ii) la detección posterior o "lectura" de un cambio definido fenotípica. Una lectura positiva puede resultar de la unión del compuesto de ensayo a una diana molecular implicado en una vía de desarrollo. Se presentan los datos preliminares sobre los ensayos para compuestos que modulan los patrones del esqueleto, el recambio óseo, la respuesta inmune, la inflamación y el estrés al principio de la vida. Los ensayos de utilizar embriones de pez cebra en vivo y larvas, así como de peces adultos en proceso de regeneración de la aleta caudal. Se describe una prueba de concepto estudios sobre la focalización localizada de compuestos en blastemas regeneración utilizando microportadores. El pez cebra son más baratas de mantener que los roedores, producen grandes cantidades de huevos transparentes, y algunos análisis de pez cebra podría ser ampliados hasta en las pantallas de rendimiento medio y alto. Sin embargo, los avances en la automatización y la imagen son obligatorios. El pez cebra no puede sustituir a los modelos de mamíferos en fase de desarrollo de fármacos. Sin embargo, pueden proporcionar un puente rentable entre ensayos basados ​​en células de mamíferos y modelos de todo el organismo.

El Papel Del Interferón Gamma En La Inmunidad Innata En El Embrión De Pez Cebra

El genoma del pez cebra contiene diez genes que codifican péptidos de cytokine-como clase II, de los cuales los dos que se relacionan más estrechamente con mamíferos interferón gamma (IFN-gamma) fueron nombrados IFN-gamma1 y IFN-gamma2. Aunque el pez cebra se ha convertido en un sistema modelo popular para estudiar mecanismos inmunes, y aunque los interferones son reguladores de la centrales de la inmunidad, que pez cebra citoquinas funcionalmente corresponden a IFN mamífero-gamma no ha sido establecida. Utilizamos embriones de pez cebra para el análisis de las funciones de IFN-gamma1 y IFN-gamma2 y se han identificado un subconjunto de pez cebra homólogos de los genes de IFN-responsiva mamíferos como objetivos de IFN-gamma en el embrión de pez cebra: estos genes son alza en respuesta a unos niveles elevados de IFN-gamma1 o IFN-gamma2. Estudios de infección utilizando dos diferentes patógenos muestran que señalización IFN-gamma se requiere para la resistencia contra las infecciones bacterianas en el embrión joven y que los niveles de IFN-gamma necesitan ser regulado firmemente: elevar los niveles de IFN-gamma sensibiliza embriones de peces contra la infección bacteriana. Embriones inyectados con altas dosis de Escherichia coli son capaces de eliminar las bacterias dentro de un día, y los gamma-interferones son necesarios para esta reacción de defensa. La respuesta protectora a Yersinia ruckeri, un patógeno de peces natural que es letal en dosis bajas, también requiere de IFN-gamma. Como en la inducción de genes diana, los dos interferones actúan por lo menos en parte redundante. Junto con el tipo previamente demostrado respuesta de interferón III, estos resultados demuestran que las contrapartes de las funciones de mamíferos defensa de interferón-dependientes virales y bacterianas están en embriones de pez cebra y sugieren pez cebra IFN-gamma1 y IFN-gamma2 son funcionalmente equivalentes a IFN mamífero-gamma.

Descubrimiento De La Cadena Alfa De Interleukin-23 (IL-23α) De Pez Cebra (Danio Rerio), Una Subunidad Importante Para La Formación De IL-23, Una Citoquina Involucrada En El Desarrollo De Las Células Th17 E Inflamación

Este papel divulga la clonación y secuenciación de interleucina (IL)-23 p19 subunidad por primera vez dentro de una especie de animales no mamíferos, el pez cebra (Danio rerio), que fue descubierto usando un acercamiento synteny. Además, secuencias de aminoácidos fueron para IL-23 p19 subunidades fueron también predijo desde el espinoso, Fugu y Tetraodon genomas y dentro de esta investigación. El pez cebra IL-23 p19 cDNA consistió en un 66bp 5' UTR, un 249bp 3' UTR y un marco de lectura abierto solo de 567bp dando una prevista 188 aa IL-23 p19 molécula. Alineamiento múltiple de pez cebra p19 IL-23, con otros conocidos p19 IL-23 y la IL-12 p35 aminoácido secuencias reveladas áreas de conservación del aminoácido, como la presencia de cuatro predichas α-hélices, importantes para la formación del enlace de disulfuro de cisteínas y la conservación de un triptófano sabido que interactuar con el receptor. Aminoácido homologías y análisis filogenético confirmaron la relación de los peces IL-23 p19 subunidades con sus homólogos mamíferos. Todos los peces teleósteos IL-23 p19 subunidades fueron encontrados para tener 4 exones y 3 intrones similares a la de humanos y de ratón IL-23 p19 y un grado limitado de synteny se encontró entre los organismos de las regiones que contienen los genes p19 IL-23 sólo PAB-dependiente poli (A)-subunidad de la ribonucleasa específica 2 (PAN2) y IL-23 p19 encontró en el mismo orden en el cromosoma humano 12 y todos vieron los genomas de pescado. Por último mediante PCR en tiempo real, observó la expresión constitutiva de IL-12 p40 y p19 IL-23 en el riñón, hígado, intestino y músculo con IL-12 p40 expresión superior de p19 IL-23. Tan pronto como una hora después de la estimulación con LPS, hubo un aumento de IL-23 p19 en leucocitos de pez cebra y un aumento de IL-1β, IL-12 p40 y expresión de IL-23 p19 fue encontrado después de la infección del pez cebra 1 o 6 días con Mycobaterium marinum cepa E11.

Pantalla De Embriones De Pez Cebra Para Micobacterias Genes Implicados En La Iniciación De La Formación De Granulomas Revela Un Componente Recién Identificado De ESX-1

El sello de la tuberculosis (TB) es la formación de granulomas, que son acumulaciones de macrófagos infectados rodeados por linfocitos, neutrófilos y macrófagos adicionales. Aunque durante mucho tiempo se ha pensado que los granulomas son beneficiosos para el huésped, hay evidencia que las micobacterias también promoción la formación de estas estructuras. En este estudio, se intentó identificar nuevos factores de micobacterias en las etapas iniciales de la formación de granulomas. Nos explota el modelo pez cebra embrión Mycobacterium marinum infección para estudiar el inicio de la formación de granulomas y desarrollado una pantalla en vivo para seleccionar al azar mutantes marinum de M. que fueron capaces de inducir la formación de granuloma eficientemente. Sobre proyección 200 mutantes, tres mutantes repetidamente iniciadas reducen formación de granuloma. Uno de los mutantes fue encontrado defectos en el gen de la espL, que se encuentra en el cluster ESX-1. El cluster ESX-1 se interrumpe en la cepa vacunal de Mycobacterium bovis BCG y codifica un sistema de secreción especializados conocido importantes para la virulencia y la formación de granulomas. Aunque espL no se ha implicado en la secreción de proteína antes, observamos un fuerte efecto sobre la secreción de los substratos de ESX-1 ESAT-6 y EspE. Concluimos que nuestra pantalla de pez cebra embrión M. marinum es una herramienta útil para identificar micobacterias genes implicados en las etapas iniciales de la formación de granulomas y que hemos identificado un nuevo componente del sistema de secreción de ESX-1. Estamos seguros de que nuestro enfoque contribuirá al conocimiento de la virulencia de micobacterias y podría ser útil para el desarrollo de nuevas vacunas de TB.

Identificación De Una Glicosiltransferasa De Mycobacterium Marinum Involucrado Además De Un Grupo De Caryophyllose En Lipooligosaccharides

Eliminación de Mycobacterium marinum MMAR2333 dio lugar a la pérdida de tres de cuatro subclases de lipooligosaccharides (pérdida). El mutante fue incapaz de extender un intermediario (LOS-II *) por la adición de caryophyllose. Estos datos y la estructura de dominios previstos sugieren que MMAR2333 es una glicosiltransferasa involucrado en la generación de un donante de caryophyllose lípido-ligado.

ESX-5-deficient Mycobacterium Marinum Es Hipervirulentos En Pez Cebra Adulto

ESX-5 es un tipo de micobacterias VII proteína secreción sistema responsable del transporte de proteínas numerosos PE y PPE. Está implicado en la inducción de muerte celular, anfitrión y modulación de la respuesta de citoquinas in vitro. En este trabajo, se estudiaron los efectos de ESX-5 en el pez cebra embrionaria y adulta con Mycobacterium marinum. Encontramos que ESX-5-deficient M. marinum fue ligeramente atenuado en embriones de pez cebra. Sorprendentemente, el mismo mutante mostró altamente creciente virulencia en pez cebra adulto, caracterizado por la mayor carga bacteriana y el inicio temprano de la formación de granulomas con rápido desarrollo de centros necróticos. Este inicio temprano de la formación del granuloma fue acompañado por un aumento de la expresión de citoquinas proinflamatorias y tejido remodelación de genes en el pez cebra infectados con la mutante de ESX-5. Utilizando el pez cebra RAG-1-deficiente los experimentos demostraron que la mayor virulencia de los mutantes de ESX-5 no era dependiente en el sistema inmune adaptativo. Infección mixta experimentos con wild-type y ESX-5 bacterias mutantes mostraron que este último tenía una ventaja específica en pez cebra adulto y competencia de las bacterias de tipo salvaje. Juntos nuestros experimentos indican que la secreción de proteínas mediada por ESX-5 se utiliza por M. marinum para establecer una infección moderada y persistente.

Waiting
simple hit counter