Persistence of Brucella abortus in the bone marrow of infected mice

Abstract

Brucellosis is a zoonotic bacterial infection that may persist for long periods causing relapses in antibiotic-treated patients. The ability of Brucella to develop chronic infections is linked to their capacity to invade and replicate within the mononuclear phagocyte system, including the bone marrow (BM). Persistence of Brucella in the BM has been associated with hematological complications such as neutropenia, thrombocytopenia, anemia, and pancytopenia in human patients. In the mouse model, we observed that the number of Brucella abortus in the BM remained constant for up to 168 days of postinfection. This persistence was associated with histopathological changes, accompanied by augmented numbers of BM myeloid GMP progenitors, PMNs, and CD4+ lymphocytes during the acute phase (eight days) of the infection in the BM. Monocytes, PMNs, and GMP cells were identified as the cells harboring Brucella in the BM. We propose that the BM is an essential niche for the bacterium to establish long-lasting infections and that infected PMNs may serve as vehicles for dispersion of Brucella organisms, following the Trojan horse hypothesis. Monocytes are solid candidates for Brucella reservoirs in the BM.

La brucelosis es una infección bacteriana zoonótica que puede persistir durante largos períodos de tiempo y causar recaídas en pacientes tratados con antibióticos. La posibilidad de que los brucelosos desarrollen infecciones crónicas está vinculada a su capacidad de invadir y replicarse dentro del sistema mononuclear-fagocitario, incluyendo la médula ósea (BM). La persistencia de la Brucellaina la BM ha sido asociada con complicaciones hematológicas como la neutropenia, la trombocitopenia, la anemia y la pancitopenia en pacientes humanos. En el modelo de ratón, observamos que el número de Brucella abortusin la BM se mantuvo constante hasta 168 días después de la infección. Esta persistencia se asoció a cambios histopatológicos, acompañados de un aumento en el número de progenitores mieloides GMP de la BM, PMN y linfocitos CD4+ durante la fase aguda (ocho días) de la infección en la BM. Se identificaron los monocitos, PMNs y células GMP como las células que albergan a la Brucella en la BM. Proponemos que el BM es un nicho esencial para que la bacteria establezca infecciones duraderas y que las PMN infectadas pueden servir como vehículos para la dispersión de los organismos de Brucella, siguiendo la hipótesis del Caballo de Troya. Los monocitos son candidatos sólidos para los depósitos de Brucelos en el BM.