Przez dekady immunolodzy przeprowadzali swoje eksperymenty na modelu mysim. Gryzonie znalazły swojego konkurenta w postaci malej rybki, danio pręgowanego, który wydaje się być idealnym organizmem do badania ludzkiej odporności. Podczas tegorocznego Mikrobiotu 2013, łódzkiej konferencji mikrobiologicznej, naukowcy podkreślali znaczenie tego zwierzęcia dla współczesnej immunologii. Profesor Annette Vergunst z francuskiego Uniwersytetu w Montpellier przestawiła wyniki badań nad interakcją nosiciel-patogen pomiędzy bakteriami z rodzaju Burkholderia cepacia a modelem zebrafish.

Danio pręgowane to mała, tropikalna, słodkowodna rybka żyjąca w rzekach Indii i Pakistanu. Małe rozmiary i łatwość hodowli wpłynęły na popularność tego zwierzęcia, jako organizmu modelowego. Rozwój danio jest bardzo podobny do embriogenezy wyższych kręgowców, w tym ludzi. Jedna cecha odróżnia je od ssaków, zebrafish rozwija się z zapłodnionych, przezroczystych jajeczek przebywających poza organizmem samicy. W ciągu pierwszych 24 godzin po zapłodnieniu, formują się wszystkie najważniejsze organy i systemy. Embriony pozostają transparentne, co daje naukowcom niepowtarzalną okazje do obserwacji. Co ciekawe, znaleziono duża liczbę mutacji, które powodują zaburzenia wczesnego rozwoju zarodkowego. Dzięki temu, danio może służyć, jako elastyczny model do badania ludzkich chorób.

Model zebrafish cieszy się duża popularnością w badaniach nad rozwojem odpowiedzi immunologicznej. Najważniejsze typy komórek systemu odpornościowego; makrofagi i neutrofile wykształcają się na samym początku embriogenezy, przed limfocytami odpowiedzialnymi za odpowiedź adaptacyjną. Bakterie mogą przeżyć wewnątrzkomórkowo w makrofagach, naukowcy wykorzystują to żeby obserwować interakcje gospodarz-patogen. Aplikacja różnych rodzajów drobnoustrojów pozwala zobaczyć jak gwałtownie rozwija się infekcja, jedne zakażenia postępują szybko, inne są przewlekłe. Miejsce wstrzyknięcia patogenów determinuje rodzaj zakażenia. Gwałtowna ogólnoustrojowa infekcja może być osiągnięta poprzez wstrzykniecie bakterii bezpośrednio do krwiobiegu. Żeby zbadać migrację komórek mieloidowych, bakterie wstrzykuje się w mięśnie ogona. Połączenie fluorescencyjnych drobnoustrojów, transgenicznych embrionów danio, odpowiednio zabarwionych makrofagów i neutrofili pozwala uzyskać doskonałe kolorowe zdjęcia.

Badania prof. Annette Vergunst wydają się wyjątkowo ciekawe. Zakażenia bakterią Burkholderia cepacia dzielą się na dwa typy, jedna infekcja przebiega ostro, druga przewlekle. Po wstrzyknięciu patogenów prosto do krwiobiegu forma „A” drobnoustroju zabija w ciągu 48 godzin, formie przewlekłej zajmuje to 8 dni. Odpowiedź organizmu rożni się w obydwu przypadkach. Neutrofile starają się fagocytować bakterie, jednak drobnoustroje zdolne są do przeżycia wewnątrz komórek układu odpornościowego. Zwiększa się zapotrzebowanie na fagocytozę, dochodzi do neutropenii – niedoboru neutrofili. Podczas zakażenia przewlekłego, liczba granulocytów obojętnochłonnych zwiększa się cały czas. Wypełniony neutrofilami, pozbawiony makrofagów embrion przeżywa dłużej. Zespół prof. Annette Vergunst zsekwencjonował obydwa szczepy i znalazł liczne różnice w ekspresji genów. – Model zebrafish jest niezastąpiony w badaniach nad odpornością, jest niesamowicie wrażliwy, już 10 bakterii jest wstanie namnożyć się i zabić embrion w ciągu 2 dni – mówiła prof. Vergunst podczas konferencji.

Równie ciekawy był wykład prof. Laurenta Kremera, wyjaśniał on patofizjologiczne procesy, jakie przebiegają w modelu zebrafish po zakażeniu bakterią Mycobacterium Abscessus. Zagadnienia poruszone przez obydwa wystąpienia, pokazują jak wielką rolę odgrywa model zebrafish w badaniach nad odpornością. Przyszłoroczna konferencja Mikrobiot 2014 pokaże, jakie postępy uczynili naukowcy i jak kreatywnie wykorzystali małą, tropikalną rybkę danio.