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Mycobacterium tuberculosis with different virulence reside within intact phagosomes and inhibit phagolysosomal biogenesis in alveolar macrophages of patients with pulmonary tuberculosis - 31/01/19

Doi : 10.1016/j.tube.2018.12.002 
Elena Ufimtseva a, b, , Natalya Eremeeva b , Sergey Bayborodin c , Tatiana Umpeleva b , Diana Vakhrusheva b , Sergey Skornyakov b
a Laboratory of Medical Biotechnology, Research Institute of Biochemistry, Federal Research Center of Fundamental and Translational Medicine, 2 Timakova Street, 630117, Novosibirsk, Russia 
b Scientific Department, Ural Research Institute for Phthisiopulmonology, National Medical Research Center of Tuberculosis and Infectious Diseases of Ministry of Health of the Russian Federation, 50 XXII Partsyezda Street, 620039, Yekaterinburg, Russia 
c Shared Center for Microscopic Analysis of Biological Objects, Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, 10 Lavrentyeva Prospect, 630090, Novosibirsk, Russia 

Corresponding author. Laboratory of Medical Biotechnology, Research Institute of Biochemistry, Federal Research Center of Fundamental and Translational Medicine, 2 Timakova Street, 630117, Novosibirsk, Russia.Laboratory of Medical BiotechnologyResearch Institute of BiochemistryFederal Research Center of Fundamental and Translational Medicine2 Timakova StreetNovosibirsk630117Russia

Abstract

Tuberculosis (TB) is a dangerous airborne disease caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb) and characterized by a tight interplay between pathogen and host cells, mainly alveolar macrophages. Studies of the mechanisms of Mtb survival within human cells during TB disease are extremely important for the development of new strategies and drugs for TB treatment. We have used the ex vivo cultures of alveolar macrophages and histological sections obtained from the resected lungs of patients with pulmonary TB to establish the unique features of Mtb lifestyle in host cells. Our data indicate that Mtb with different virulence, as single and in colonies, with or without cording morphology, are exclusively intravacuolar pathogens with intact phagosomal membranes in viable host cells of TB patients and Mtb-infected guinea pig. Mycobacteria were detected in the cytoplasm and/or damaged vacuoles only in alveolar macrophages with morphological signs of cell death after prolonged ex vivo culture, however Mtb were found inside phagosomes in viable alveolar macrophages or cells with apoptotic/necrotic morphology in the same ex vivo cell culture. The Mtb phagosomes interacted with human different endocytic pathways, but inhibited phagolysosomal biogenesis, while intracellular vesicles containing Mtb products were fused with lysosomes in the same host cells.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Mycobacterium tuberculosis, Virulence, Patients with pulmonary tuberculosis, Alveolar macrophages, Phagosomes, Guinea pig

Abbreviations : Ag38, BAL, BCG, ESAT-6, FRET, iNOS, LJ, Mtb, LAM, ROS, TB, ZN


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Vol 114

P. 77-90 - janvier 2019 Retour au numéro
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