Leprosy

1- Dosage and site of entry influence growth and dissemination of Mycobacterium leprae in T900r mice

Gigi J. Ebenezer; Shantha Arumugam; Charles K. Job

In the present study, we examined profiles of the interaction of Mycobacterium leprae and Mycobacterium avium complex (MAC) with murine peritoneal macrophages (MΦS) in terms of up-regulation of MΦ expression of proinflammatory and im-munosuppressing cytolines (CKs) after infection. First, the reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) assay revealed that both MAC and M. leprae infections up-regulated MΦ mRNA expression IL-12. TNF-α, IL-10, and transforming growth factor-β (TGF-β). except that M. leprae-infected MΦs showed no increase in the IL-12 mRNA expression. Second, the RT-PCR assay also showed some differences between M. leprae- and MAC-infected MΦs with respect to the modes of IL-10 and inducible nitric oxide synthase (iNOS) mRNA expression. That is MAC, but not M. leprae, infection caused a prolonged increase in the expression of IL-10 and iNOS mRNAs. Third, a ribonuclease protection assay revealed that MΦs co-infected with MAC and M. leprae showed the IL-12. TNF-α and IL-10 mRNA expression in an intermediate mode of those of MΦs infected with either M. leprae or MAC alone. This implies that the CK expression of M. leprae-infected MΦs may be modified by co-infection with MAC. These findings may suggest differential interactions of M. leprae and MAC organisms with murine peritoneal MΦs in terms of the activation of signal transduction pathways for expression of some kinds of im-munoregulatory cytokines and immuno-protective enzymes.

Le rôle, pour l'obtention de lésions lépreuses, de la dose d'inoculum ansi que de I'environnement au site d'inoculation de Mycobacterium leprae, lut examiné en utilisant des souris hautement susceptibles, im-niunologiqnement supprimées de souche T900r. Des doses de 10⁷, 10⁶, 10⁵ et 10⁴ furent inoculées, soit dans les flancs, soit dans la plante des pieds de deux différents groupes de souris. Des biopsies des sites d'inoculation furent réalisées pour évaluer les lésions histologiques et pour compter les bactéries après 6, 8 et 12 mois. M. leprae se sont multipliées localement et se sont disséminées à d'autres parties du corps à toutes les concentrations chez les souris infectées dans la plante des pieds, site à une température de 31 °C. Chez les souris inoculées aux flancs à une température de 37°C, une multiplication ne fut enregistrée que lorsque les doses de M. leprae étaient élevées et aucune évidence de dissémination ne lut détectée dans ce groupe. La température au site d'entrée et la dose de M. leprae infectieuse pourraient jouer un rôle important dans le développement de la lèpre chez les individus sensibles exposés à M. leprae.

Se investigó el efecto de la dosis de Mycobacterium leprae y el papel del microambiente en el sitio de inoculación, en la producción de lesiones de la lepra en los ratones T900r inmunológicamente suprimidos y altamente susceptibles. Se inocularon varias dosis de M. leprae ( 10⁷, 10⁶, 10⁵ y 10⁴) tanto en los flancos como en las almohadillas plantares de dos grupos diferentes de ratones. Los sitios de inoculación fueron muestreados para su examen histopatológico y para la cuenta de bacilos al final de 6, 8 y 12 meses de infección. Los bacilos inoculados en la almohadilla plantar (con una temperatura de 30°C) se multiplicaron a todas las dosis probadas en el sitio de inoculación y se diseminaron a otras partes del cuerpo. En contraste, en los animales inoculados en los flancos (con una temperatura de 37°C), la multiplicación ocurrió solo con las dosis altas de bacilos y no hubo diseminación de los mismos a ninguna concentración probada. Se concluye que la temperatura en el sitio de entrada y la dosis infectante de M. leprae, pueden jugar un papel importante en el desarrollo de la lepra en los individuos susceptibles, expuestos al bacilo.

2- Profiles of the mRNA expression by macrophages infected with Mycobacterium leprae and Mycobacterium avium complex

Toshiaki Shimizu; Haruaki Tomioka; Masanon Matsuoka; Chiaki Sano

In the present study, we examined profiles of the interaction of Mycobacterium leprae and Mycobacterium avium complex (MAC) with murine peritoneal macrophages (MΦS) in terms of up-regulation of MΦ expression of proinflammatory and im-munosuppressing cytolines (CKs) after infection. First, the reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) assay revealed that both MAC and M. leprae infections up-regulated MΦ mRNA expression IL-12. TNF-α, IL-10, and transforming growth factor-β (TGF-β). except that M. leprae-infected MΦs showed no increase in the IL-12 mRNA expression. Second, the RT-PCR assay also showed some differences between M. leprae- and MAC-infected MΦs with respect to the modes of IL-10 and inducible nitric oxide synthase (iNOS) mRNA expression. That is MAC, but not M. leprae, infection caused a prolonged increase in the expression of IL-10 and iNOS mRNAs. Third, a ribonuclease protection assay revealed that MΦs co-infected with MAC and M. leprae showed the IL-12. TNF-α and IL-10 mRNA expression in an intermediate mode of those of MΦs infected with either M. leprae or MAC alone. This implies that the CK expression of M. leprae-infected MΦs may be modified by co-infection with MAC. These findings may suggest differential interactions of M. leprae and MAC organisms with murine peritoneal MΦs in terms of the activation of signal transduction pathways for expression of some kinds of im-munoregulatory cytokines and immuno-protective enzymes.

Dans cette étude, nous avons examiné les profils d'expression des cytokines (CKs) pro-inllammatoires el immunosuppressives issus de rinteraction de Mycobacterium leprae et du complexe de Mycobacterium avium (MAC) avec des macrophages murins (MΦs), en terme d'augmentation de I'expression d'ARNm des CKs des macrophages après infection. Premièrement, l'essai de transcription inverse suivie de réaction de polymerase en chaîne (RT-PCR) a montré que l'infection tant par MAC et que par M. leprae augmentait l'expression de IL-12. TNF-α. IL-10 et du facteur décroissance induisant la transformation de type β (TGF- β. sauf que les macrophages infectés par M. leprae n'ont pas montré d'augmentation de l'expression de l’ARN m de l’IL-12. Deuxièmement, l'essai de RT-PCR a aussi montré linéiques différences entre les MΦs infectés par M. leprae et les MΦs infectés par MAC en ce qui concerne les modes d'expression de l’ARN-m de l'IL-IO et de la synthetase induclible du monoxide d'azote (iNOS). Plus précisément, l'infection par MAC. mais pas M. leprae, provoque une augmentation prolongée des taux d'ARNm de l'IL-10 et de la iNOS. Troisièmement, un essai de protection contre la digestion par les ribonucléases a révélé que les MΦs coinfectés par MAC et M. leprae montraient un niveau intermédiaire d'expression des ARNm de I'IL-12. de TNF-α et de 1’IL-10 par rapport à ceux exprimés dans les MΦs infectés par M. leprae ou MAC seuls. Ceci implique que l'expression des CKs des MΦs infectés par M. leprae peut être modiliée par une coinlection avec MAC. Ces données suggèrent une interaction différentielle de M. leprae et des micro-organismes du MAC avec les MΦs péritonéaux de souris au niveau des voies de transduction des signaux intracellulaires pour l'expression de certaines cytokines immunorégulatrices et d'enzymes induisant une immunoprotection.

Se infectaron macrófagos peritoneales mininos con Mycobacterium leprae y Mycobacterium avium complejo (MAC), y se examinaron los perfiles de expresión de citocinas (CKs) proinflamatorias e inmunosupresoras consecuentes a la infección. Primero, la reacción en cadena de la transeriptasa reversa (RT-PCR) reveló que tanto la infección por MAC como por M. leprae, sobreactivaron la expresión de los mRNAs para IL-I2, TNFα, 1L-10. y el factor β del crecimiento transformante (TGF- β). También se observó, que a diferencia de los macrófagos infectados con MAC, los infectados con M. leprae no mostraron ningún incremento en la expresión del mRNA para IL-I2. Segundo, el ensayo de RT-PCR mostró algunas diferencias entre los macrófagos infectados eon M. leprae y MAC con respecto a los modos de expresión de los mRNAs para IF-10 c iNOS. Concretamente, la infección por MAC. pero no por M. leprae, causó un incra-incnto prolongado en la expresión de los mRNAs para 11.-10 e iNOS. Tercero, un ensayo de protección de la ribonucleasa reveló que los macrófagos co-infectados con MAC y M. leprae, mostraron un patrón de expresión de los mRNA para 1L-I2. TNFα, e IL-10, intermedio entre los patrones mostrados por los macrófagos infectados con los microorganismos por separado. Esto implica que la expresión de CKs por los macrófagos infectados con M. leprae, puede ser modificado por la co-infección con MAC. Los resultados sugieren que M. leprae, y MAC interaccionan de manera diferente con los macrófagos mininos y que esto se refleja en la activación de diferentes vías de señalización relacionadas con la síntesis de citocinas inmunorrcgulado-ras e inmunoprolectoras.

3- Gelatinase activity in Mycobacterium bovis protein extract

Elsa Rada; Edgar Armando Zambrano; Ingrid Yocelln Rodriguez; Carlos Santaella; Jacinto Convit

Proteases are well-recognized as virulence factors in different pathologies, resulting in tissue damage potential. Despite efforts over the past few years to identify mycobacterial protein antigens, there is little information regarding the role of mycobacterial proteinase activities. In this study, by zymography techniques, we have detected and partially studied some biochemical properties of Mycobacterium bovis proteases, such as pH dependency of activity and susceptibility to classical proteinase inhibitors. We observed optimal proteolytic activity at pH 8. Some proteinases were inhibited by classic inhibitors of serine proteases, such as PMSF, AEBSF, and 3-4 DCI. In some AEBSF pre-treated préparations we observed residual gelatinase activity in Rf 0.32. This gelatinase was stimulated by Zn²⁺ and inhibited by OPA (1 mM). This last effect was reversed by expo-sure to equimolar quantitative OPA/Zn⁺² (1 mM/1 mM). Thèse results suggest the existence of serine proteinase and metallopro-teinase types in protein extracts of Mycobacterium bovis.

Les protéases sont des facteurs de virulence bien connues dans des pathologies variées, dont les conséquences possibles sont des lésions tissulaires importantes. En dépit d'efforts constants pendant ces dernières années pour identifier les antigènes pro-téiniques des mycobactéries, il y a peu d'informations concernant le rôle des activités des protéinases chez ces dernières. Dans cette étude, par des techniques d'enzymographie, nous avons délecté et partiellement étudié certaines propriétés biochimiques des protéases de Mycobacterium bovis, comme la dépendance du pH pour leur activité catalytique et leur susceptibilité aux inhibiteurs classiques des protéinases. Nous avons observé une activité protéolytique optimale à pH 8. Certaines protéinases furent inhibées par des inhibiteurs classiques des protéases de type serine protéinases, comme le PMSF, AEBSF et 3-4 DCI. Parmi certaines préparation pré-traitées à l'AEBSF. nous avons observé des activités résiduelles de type gelatinase dans la Rfde 0,32. Cette activité gelatinase était stimulée par Zn²⁺ et inhibé par OPA ( 1 mM). Cet effet pouvait être annulé par l'exposition à une quantité équimolaire de OPA et de Zn²⁺ (1 mM/1 mM). Ces résultats suggèrent l'existence de protease de type serine protéinases et de métalloprotéinases dans l'extrait protéique de Mycobacterium bovis.

Las proteasas son bien reconocidas como factores de virulencia promotores de daño potencial en diferentes patologías. A pesar de los esfuerzos hechos para identificar amigónos proteicos micobacterianos, todavía hay poca información sobre el papel que juegan las proteasas micobacterianas. En este estudio se utilizaron técnicas zimográlieas para detectar y estudiar algunas de las propiedades bioquímicas de las proteasas de Mycobacterium bovis, tales como su dependencia del pH y su susceptibilidad a inhibidores clásicos de proteasas. Observamos una óptima actividad proteolítica a pH de 8. Algunas proteasas fueron inhibidas por los inhibidores clásicos de las proteasas con serina, tales como PMSF. AEBSF, y 3-4 DCI. En algunas preparaciones pre-tratadas con AEBSF observamos actividad residual de gelatinasa con un Rf de 0.32. Esta gelatinasa fue estimulada por Zn²⁺ e inhibida por OPA ( 1 mM). Este último efecto fue revertido por exposición a cantidades equimolares de OPA/Zn²⁺ (1 mM/1 mM). Estos resultado, sugieren la existencia ele proteasas con serina y metalopro-teinasas en los extractos proteicos de Mycobacterium bovis.

4- Saints protectors f rom leprosy: historical hints of suggestive therapy?

Amir Muzur; Ante Skrobonja; Vlasta Rotschild; Ante Skrobonja, Jr.

A short overview of several saints, venerated in Christian tradition as protectors f rom leprosy, is offered as an introduction to a more substantial debate on the possibility and sense of analyzing historical sources and the use of their interpretation for modern medical practice. A possible psychoneuroimmunological mechanism has been advanced to relate some of the healings of leprosy reported in historical materials.

Après une courte introduction traitant de plusieurs Saints vénérés dans la tradition chrétienne comme protecteurs contre la lèpre, cet article présente un débat sur la possibilité et l'intérêt d'analyser les sources historiques, ainsi que sur l'utilisation de leur interprétation pour la pratique médicale moderne. Un mécanisme psycho-neuro-imniunologique a été avancé pour relier certaines guérisons tie lèpre qui ont été rapportées dans les ouvrages historiques.

Se presenta una breve revisión de la literatura sobre varios santos venerados en la tradición Cristiana considerados como protectores contra la lepra. La revisión pretende servir como introducción a un debate más substancial sobre la posibilidad de analizar las fuentes históricas y el uso de su interpretación en la práctica médica moderna. Ya se ha propuesto, por ejemplo, un posible mecanismo siconeuroinmunológico para explicar algunos de los casos de curación de la lepra reportados en varios documentos históricos.