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O rato como modelo de infecção Intermédio

Publicado em 07/04/2008 

Ficha de Aprendizagem

Síntese

Vários modelos de infecção têm-se mostrado muito úteis no esclarecimento dos mecanismos moleculares de virulência de bactérias do complexo Burkholderia cepacia, como por exemplo o rato (Mus musculus). Apesar do número crescente de genomas sequenciados e anotados, o papel preciso dos prováveis factores de virulência, codificados nesses genomas e identificados em estudos in silico, permanece, muitas vezes, por esclarecer. Este é o caso das bactérias do complexo Burkholderia cepacia. O recurso a modelos de infecção, tem assim permitido elucidar alguns destes mecanismos.

Palavras-chave
  • Modelos de infecção
  • Mus musculus
  • Factores de virulência
Objectivos de Aprendizagem

O desafio de aprendizagem neste tópico envolve os seguintes objectivos:

  • Compreender a utilidade do uso do rato como modelo de infecção no estudo da patogenicidade dos microrganismos
  • Distinguir as potencialidades e limitações do uso do rato como modelo de infecção
Pré-requisitos

Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico

Vários modelos de infecção têm sido estabelecidos por recurso ao rato para estudar a virulência das bactérias do complexo Burkholderia cepacia (BCC).

Actualmente, estão descritos 11 modelos de ratos com fibrose quística (FQ) no Virtual Repository of Cystic Fibrosis European NetworkLink externo .

Estes modelos apresentam alguns fenótipos primários da FQ semelhantes à doença humana, nomeadamente ao nível da patologia intestinal, fertilidade reduzida e características electrofisiológicas do pulmão. No entanto, a patologia pulmonar e a insuficiência pancreática, típicas da FQ em humanos, não foi demonstrada nestes modelos animais. Estes modelos também não permitem o estabelecimento de infecção pulmonar persistente por Pseudomonas aeruginosa sem recurso à imobilização do microrganismo em esferas de agar (Davidson and Rolfe, 2001Link externo).

Devido às diferenças entre os modelos de FQ no rato e a doença no Homem, o uso destes modelos apresenta algumas limitações e a sua utilização é por vezes controversa em estudos terapêuticos e de patogenicidade, sendo necessários modelos alternativos que mimetizem mais fidedignamente a infecção.

Com o objectivo de estudar in vivo o papel de possíveis factores de virulência das bactérias do BCC na persistência e virulência das infecções respiratórias em doentes com FQ, foi estabelecido um modelo de infecção em ratos X-CGD  (gp91phox -/-Glossário) (Sousa et al., 2007Link externo ; Pollock et al., 1995Link externo ; Segal et al., 2003Link externo), que têm sido usados para estudar a doença hereditária humana granulomatose crónica (CGD)Link externo (Pollock et al., 1995Link externo). Este modelo animal possui uma mutação numa sub-unidade do complexo enzimático NADPH oxidase, levando à afectação da produção de radicais de oxigénio pelos  neutrófilos. O defeito básico da doença FQ, conduz a uma deficiente limpeza mucociliar e na migração dos neutrófilos devido ao aumento da viscosidade do líquido periciliar, o que leva à formação de placas mucosas e a um ambiente anaeróbio no pulmão, onde a actividade bactericida mediada pelos radicais de oxigénio está inibida (Worlitzsch et al., 2002Link externo ; Moskwa et al., 2007Link externo). Em ambas as doenças, as bactérias do BCC infectam primordialmente o tracto respiratório e a patologia característica é uma inflamação extensa com infiltração massiva de neutrófilos (Johnston, 2001Link externo ; Lyczak et al., 2002Link externo). Este facto sugere que as bactérias do BCC possuem factores de virulência que lhes permitem infectar os doentes CF e CGD de forma semelhante.

O modelo de infecção por estirpes de BCC em ratos X-CGD (gp91phox -/-) foi desenvolvido através da comparação de várias estirpes de BCC com virulência em doentes com FQ já conhecida (Sousa et al., 2007Link externo). Os ratos X-CGD foram inoculados intratraquealmente com 103 UFC (Unidades Formadoras de Colónias) da estirpe de BCC a estudar, e o estado fisiológico dos ratos foi monitorizado ao longo do tempo. Os animais foram sacrificados quando moribundos ou ao fim de um tempo predeterminado, tendo os seus pulmões sido processados para quantificação de células viáveis totais do patogénio inoculado e para avaliação histológica (ver figura 1).

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Fig. 1 - Representação esquemática da metodologia usada para testar a virulência de bactérias do BCC, usando os ratos como modelo de infecção.

Autor e Créditos

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Referências Bibliográficas

  • [1] S.A. Sousa, M. Ulrich, A. Bragonzi, M. Burke, D. Worlitzch, J.H. Leitão, C. Meisner, L. Eberl, I. Sá-Correia, 2007, Virulence of Burkholderia cepacia complex strains in gp91phox-/- mice, Cell Microbiol, 9(12): 2817-25.
  • [2] L.M. Moreira, P.A. Videira, S.A. Sousa, J.H. Leitão, M.V. Cunha, I. Sá-Correia, 2007, Identification and physical organization of the gene cluster involved in the biosynthesis of Burkholderia cepacia complex exopolysaccharide, 312, Biochemical and Biophysical Research Communications, 323-333.
 

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