Microarray analysis of the in vitro granulomatous response to Mycobacterium tuberculosis H37Ra / Análisis con Micromatrices de la respuesta granulomatosa in vitro a Mycobacterium tuberculosis H37Ra

ABSTRACT

Background: The hallmark of tuberculosis is the granuloma, an organized cellular accumulation playing a key role in host defense against Mycobacterium tuberculosis. These structures sequester and contain mycobacterial cells preventing active disease, while long term maintenance of granulomas leads to latent disease. Clear understanding on mechanisms involved in granuloma formation and maintenance is lacking. Objective: To monitor granuloma formation and to determine gene expression profiles induced during the granulomatous response to M. tuberculosis (H37Ra). Methods: We used a previously characterized in vitro human model. Cellular aggregation was followed daily with microscopy and Wright staining for 5 days. Granulomas were collected at 24h, RNA extracted and hybridized to Affymetrix human microarrays. Results: Daily microscopic examination revealed gradual formation of granulomas in response to mycobacterial infection. Granulomatous structures persisted for 96 h, and then began to disappear. Conclusions: Microarray analysis identified genes in the innate immune response and antigen presentation pathways activated during the in vitro granulomatous response to live mycobacterial cells, revealing very early changes in gene expression of the human granulomatous response.

RESUMEN

Antecedentes La marca histológica de la tuberculosis es el granuloma, una acumulación celular organizada que cumple funciones claves en la defensa del hospedero contra Mycobacterium tuberculosis. Estas estructuras secuestran y confinan a las micobacterias previniendo el desarrollo de enfermedad activa; el mantenimiento a largo plazo de los granulomas conlleva al establecimiento de latencia. Un mejor entendimiento de los mecanismos involucrados en la formación y mantenimiento del granuloma es necesario. Objetivo: Monitorear la formación del granuloma y determinar los patrones de expresión génica inducidos durante la respuesta granulomatosa a M. tuberculosis (H37Ra). Métodos: En este estudio se empleó un modelo in vitro humano previamente caracterizado. La agregación celular fue examinada diariamente mediante microscopia óptica y tinción de Wright por 5 días. Para analizar la expresión génica, los granulomas fueron colectados a las 24 h, se extrajo el RNA sometiéndolo a hibridación a micromatrices de Affymetrix. Resultados: Se observó la formación gradual de granulomas en respuesta a la infección. Los granulomas persistieron por 96 h, y luego se desvanecieron. Conclusiones: Se identificaron genes de la respuesta inmune innata y vías de presentación antigénica activadas durante la respuesta granulomatosa in vitro a células micobacteriales vivas, lo cual reveló alteraciones tempranas de la expresión génica en el inicio de la respuesta granulomatosa humana.