Nekrose von Lungenepithelzellen während der Infektion mit Mycobacterium tuberculosis geht der Zellpermeation voraus

Mycobacterium tuberculosis verursacht eine Infektion, schreitet zur Krankheit fort und wird aus dem Alveolus der Lunge übertragen. Die Rolle des alveolären Epithels in diesen pathogenen Prozessen der Tuberkulose ist jedoch unklar. In dieser Studie wurden Lungenepithelzellen (A549) als Modell verwendet, um die Zytotoxizität während der Infektion mit virulenten oder avirulenten Mykobakterien zu untersuchen, um die Rolle des Lungenepithels während der Tuberkulose weiter zu klären. Die Infektion von A549-Zellen mit M. tuberculosis-Stämmen Erdman und CDC1551 zeigte eine signifikante Klärung des Zellmonolayers, während die Infektion mit Mycobacterium bovis BCG oder Mycobacterium smegmatis LR222 dies nicht tat. Die Klärung von M. tuberculosis-infizierten A549-Zellen korrelierte mit Nekrose, nicht mit Apoptose. Die Behandlung von M. tuberculosis-infizierten A549-Zellen mit Streptomycin, jedoch nicht mit Cycloheximid, zeigte eine signifikante Verringerung der Nekrose von A549-Zellmonolayern. Diese mykobakterieninduzierte A549-Nekrose korrelierte nicht mit höheren Werten des intrazellulären oder extrazellulären Wachstums der Mykobakterien während der Infektion. Die Färbung der infizierten Zellen mit Propidiumiodid zeigte, dass M. tuberculosis eine erhöhte Permeation der A549-Zellmembranen innerhalb von 24 Stunden nach der Infektion induzierte. Die Quantifizierung der Freisetzung von Laktatdehydrogenase (LDH) aus infizierten Zellen zeigte weiter, dass die Zellpermeation spezifisch für die M. tuberculosis-Infektion war und mit der A549-Zellnekrose korrelierte. Inaktiviertes M. tuberculosis oder seine subzellulären Fraktionen führten nicht zu A549-Nekrose oder LDH-Freisetzung. Diese Studien zeigen, dass die Zytotoxizität von Lungenepithelzellen spezifisch für die Infektion durch virulente Mykobakterien ist und durch zelluläre Nekrose verursacht wird. Diese Nekrose ist kein direkter Korrelat des mykobakteriellen Wachstums oder der Expression von Wirtszellfaktoren, sondern wird von der Permeation der A549-Zellmembran vorausgegangen und erfordert eine Infektion mit lebenden Bazillen.