A Transcriptional Analysis of Cattle Immune Cells Reveals a Central Role of Type 1 Interferon in the In Vitro Innate Immune Response against Mycobacterium bovis

Autores
Blanco, Federico Carlos; Bigi, María Mercedes; Garcia, Elizabeth Andrea; Elola, Maria Teresa; Vázquez, Cristina Lourdes; Bigi, Fabiana
Año de publicación
2023
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Bovine tuberculosis is a chronic infectious disease primarily caused by Mycobacterium bovis, a bacterium that affects cattle and other mammals, including humans. Despite the availability of vast research about the immune response mechanisms of human tuberculosis caused by Mycobacterium tuberculosis, the knowledge of bovine tuberculosis’s immunology, particularly regarding the innate immune response, still remains scarce. In this study, we compared the transcriptome of cell cultures containing lymphocytes and M. bovis infected-macrophages with two strains of variable virulence, the virulent Mb04-303 strain and the attenuated Mb534. To that end, we infected bovine macrophages at a multiplicity of infection of one, and co-cultured the infections with autologous lymphocytes. RNA obtained from the co-cultures was sequenced to identify differentially expressed gene pathways by using the database Reactome. The RNA-seq analysis showed that the Mb04-303 infection upregulated the type 1 interferon signalling pathway, while it downregulated the KEAP1-NFE2L2 pathway. According to the literature, this last pathway is involved in the activation of antioxidant genes and inflammasome. In addition, the macrophages infected with Mb04-303 recruited more Galectin 8 than those infected with Mb534. This result indicates that Mb04-303 induced higher phagosome membrane damage, with the possible concomitant release of bacterial compounds into the cytoplasm that activates the type I signalling pathway. Altogether, Mb04-303 repressed the antioxidant and anti-inflammatory responses, likely impairing interleukin-1β activation, and trigged the canonical type 1 interferon signalling. Although these responses led to the control of bacterial replication during early infection, the virulent strain eventually managed to establish a successful infection.
Fil: Blanco, Federico Carlos. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Fil: Bigi, María Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina
Fil: Garcia, Elizabeth Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Fil: Elola, Maria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
Fil: Vázquez, Cristina Lourdes. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Fil: Bigi, Fabiana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Materia
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
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Institución
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Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Vázquez, Cristina Lourdes. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Bigi, Fabiana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. 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Fil: Elola, Maria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina
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description Bovine tuberculosis is a chronic infectious disease primarily caused by Mycobacterium bovis, a bacterium that affects cattle and other mammals, including humans. Despite the availability of vast research about the immune response mechanisms of human tuberculosis caused by Mycobacterium tuberculosis, the knowledge of bovine tuberculosis’s immunology, particularly regarding the innate immune response, still remains scarce. In this study, we compared the transcriptome of cell cultures containing lymphocytes and M. bovis infected-macrophages with two strains of variable virulence, the virulent Mb04-303 strain and the attenuated Mb534. To that end, we infected bovine macrophages at a multiplicity of infection of one, and co-cultured the infections with autologous lymphocytes. RNA obtained from the co-cultures was sequenced to identify differentially expressed gene pathways by using the database Reactome. The RNA-seq analysis showed that the Mb04-303 infection upregulated the type 1 interferon signalling pathway, while it downregulated the KEAP1-NFE2L2 pathway. According to the literature, this last pathway is involved in the activation of antioxidant genes and inflammasome. In addition, the macrophages infected with Mb04-303 recruited more Galectin 8 than those infected with Mb534. This result indicates that Mb04-303 induced higher phagosome membrane damage, with the possible concomitant release of bacterial compounds into the cytoplasm that activates the type I signalling pathway. Altogether, Mb04-303 repressed the antioxidant and anti-inflammatory responses, likely impairing interleukin-1β activation, and trigged the canonical type 1 interferon signalling. Although these responses led to the control of bacterial replication during early infection, the virulent strain eventually managed to establish a successful infection.
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