ATP release by infected bovine monocytes increases the intracellular survival of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis

Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis is the etiologic agent of Johne's disease, a chronic intestinal infection in ruminants. Adenosine 5′-Triphosphate (ATP) has been reported to induce killing of several Mycobacterium species in human and murine macrophages. We investigated whether ATP secreted from M. avium subsp. paratuberculosis-infected bovine monocytes affects intracellular survival of the bacilli. Bovine monocytes constitutively secreted ATP during an 8-day incubation period in vitro; however, M. avium subsp. paratuberculosis infection did not enhance ATP release. Removal of extracellular ATP by the addition of apyrase increased the viability of infected monocytes, but surprisingly decreased the number of viable intracellular bacilli. In contrast to previous reports, addition of extracellular ATP (1 mM) increased intracellular survival of M. avium subsp. paratuberculosis in bovine monocytes. Neither apyrase nor ATP altered production of reactive oxygen intermediates (ROI) or reactive nitrogen intermediates (RNI) by bovine monocytes. These results suggest that ATP release from infected bovine monocytes improves, rather than decreases, the intracellular survival of M. avium subsp. paratuberculosis.

RésuméMycobacterium avium sous-espèce paratuberculosis est l’agent étiologique de la maladie de Johne, une infection intestinale chronique des ruminants. L’adénosine 5′-Triphosphate (ATP) est connue pour induire la mort de plusieurs espèces de mycobactéries dans les macrophages humains et murins. Nous avons recherché si l’ATP secrétée par Mycobacterium avium paratuberculosis infectant les monocytes bovins affecte la survie intracellulaire des bacilles. Les monocytes bovins ont secrété de l’ATP pendant huit jours in vitro. Cependant, l’infection par Mycobacterium avium paratuberculosis n’augmente pas le taux d’ATP. Le déplacement de l’ATP extracellulaire par l’addition d’apyrase a augmenté la viabilité des monocytes infectés mais, étonnamment a diminué le nombre de bacilles intracellulaires viables. Contrairement au rapport précédent, l’addition d’ATP extracellulaire (1 mM) a augmenté la survie intracellulaire de Mycobacterium paratuberculosis avium dans les monocytes de bovins. Ni l’apyrase ni l’ATP n’ont modifié la production des réactions oxygènes intermédiaires (ROI) ou des réactions intermédiaires d’azote (RNI) dans les monocytes de bovins. Ces résultats suggèrent que le dégagement d’ATP à partir des monocytes de bovins infectés augmente plutôt que diminue la survie intracellulaire de Mycobacterium avium paratuberculosis.