Summary

Infección del tracto urinario en un modelo Animal pequeño: cateterización transuretral de ratones machos y hembras

Published: December 01, 2017
doi:

Summary

El modelo establecido de cateterización transuretral de ratones permite el estudio de patologías de vejiga, incluyendo infección del tracto urinario, pero puede realizarse solamente en las hembras. Un nuevo modelo de hombre instilación transuretral, presentado aquí, permitirá que la investigación en un área marcada por fuertes diferencias clínicas y epidemiológicas entre los sexos.

Abstract

Infecciones del tracto urinario (ITU) son extremadamente comunes en todo el mundo, incurriendo en gastos asociados de salud y morbilidad significativa. Pequeños modelos animales, que reflejan con precisión la progresión y el establecimiento de la enfermedad, permiten la disección de las interacciones huésped-patógeno y generación de inmunidad a la infección. En ratones, instilación intravesical de uropatógenos Escherichia coli, el agente causal en más del 85% de la comunidad adquirida UTI, recoge muchas de las etapas de la infección observada en los seres humanos. Hasta hace poco, sin embargo, IU podría solamente ser modelada en hembras. Esta limitación ha obstaculizado el estudio de las diferencias relacionadas con el sexo en UTI, así como otras patologías de vejiga, como el cáncer. Aquí, describimos un método para infundir ratones macho que permite la comparación directa entre los animales hembras y machos y proporcionan un protocolo detallado para evaluar el tejido de la vejiga mediante citometría de flujo como un medio para comprender mejor las respuestas del anfitrión a la infección. Juntos, estos enfoques ayudará a la identificación de factores de huésped que contribuyen al sexo sesgos observados en UTI y otras enfermedades asociadas a la vejiga.

Introduction

Infecciones del tracto urinario (ITU) son una de las infecciones más comunes en los países desarrollados1. Las tasas de infección son similares entre las hembras y los machos entre los recién nacidos y los ancianos2. Mujeres premenopáusicas, sin embargo, tienen una mayor incidencia de infección urinaria adquirida en la comunidad, en comparación con los hombres2,3. Dado que esta enfermedad afecta principalmente a mujeres, investigación fundamental y clínica ha centrado abrumadoramente en IU en las mujeres. Sin embargo, la infección urinaria en los hombres es un reto de salud importantes y escasamente4. De hecho, debido a infección urinaria en los hombres se asocian con mayor morbilidad, estas infecciones se definen habitualmente como complicado4,5.

Como nuestra comprensión del papel central de los sesgos de sexo en fisiología y patología evoluciona, nuevos métodos están obligados a explorar este aspecto anteriormente desatendida de la enfermedad. Diferencias de sexo juegan un papel esencial en la inmunidad y la infección; las hembras tienen mayor incidencia de enfermedad autoinmune, mientras que los machos son más susceptibles a ciertas infecciones, como tuberculosis, malaria y VIH6,7. Cáncer de vejiga, otra patología urológica, es significativamente más frecuente en hombres que en mujeres, y varios estudios han demostrado un papel de los andrógenos en el desarrollo de malignidad8,9,10,11 ,12. En particular, sin embargo, investigación de terapias intravesical para el cáncer de vejiga se realiza exclusivamente en hembras, debido a la imposibilidad de cateterizar repetidamente ratones machos13.

El estudio de la patogenia de la infección urinaria se apoya fuertemente en modelos de roedores de la infección (por ejemplo, ratones y ratas). Modelos murinos de infección urinaria pueden emplear patógenos originalmente aislaron de infecciones humanas, tales como uropatógenos Escherichia coli (UPEC), Klebsiella, enterococo, estafilococoo Proteus14. Por lo general, las bacterias se introducen en la vejiga por cateterización de la uretra. Después de la infección, vejiga y riñones pueden ser removida para evaluar parámetros específicos de infección, colonización bacteriana, daño tisular o anfitrión inmunorespuesta15,16. Universalmente, sin embargo, sólo los animales femeninos son utilizados para investigación UTI. De hecho, muchos estudios han señalado que, por razones anatómicas, cateterización de ratones machos no es posible13,17,18,19. Más recientemente, se ha descrito un abordaje quirúrgico a la instilación de macho, en que se abre el abdomen, la vejiga es desplazada externamente aplicando presión suave a la abertura en el abdomen y se inyectan las bacterias en la vejiga20. Este enfoque permite la infección del hombre, a costa de la intervención quirúrgica. Por lo tanto, una advertencia importante de este enfoque incluye la influencia de la inflamación, sobre el resultado de infección, como el potencial de inducir una respuesta antiinflamatoria cicatrizante a la incisión21. Como nuestros intereses incluyen comprensión sesgo sexual en respuesta a la enfermedad, se desarrolló un método de instilación intravesical bacteriana en ratones machos que más se parezca el abordaje transuretral no quirúrgico larga utilizado en roedores hembra22 .

Nuestro modelo se basa en una metodología establecida y ofrece la posibilidad de comparar directamente el anfitrión inmunorespuesta a UTI en animales hembras y machos. Este método permite la disección de diferencias basadas en el sexo en la infección y potencialmente ofrecer pistas moleculares y celulares a las pronunciadas diferencias en la susceptibilidad y respuesta a la infección entre los sexos. Además, este modelo tiene valor más allá de los estudios UTI, permitiendo el establecimiento de modelos para investigar otras enfermedades de vejiga asociados, tales como cáncer de vejiga, prostatitis, semi-activo bajo o sobre el síndrome de vejiga y cistitis intersticial.

Protocol

Se realizaron experimentos de ratón según aprobación de número de protocolo 2012-0024 el Comité d ‘ éthique en expérimentation animale Paris Centre et Sud (Comité ético de experimentación animal), en aplicación de la Directiva 2010/63 europeo UE. 1. preparación de los catéteres Preparar una cánula pediátrica de acceso intravenoso para cada grupo de ratones infectados. Utilizando el mecanismo de resorte incorporado, desprenderse de cada cánula de la aguja, según las i…

Representative Results

En el desarrollo de este protocolo, cohortes de mujeres y hombres ratones C57Bl/6 años 6 a 8 semanas carga inculcada y bacterianas evaluadas en vejigas en momentos que van desde 1 hora a 30 días. Los resultados de estos estudios se detallan en otro lugar (Zychlinsky Scharff et al., pendiente). Aquí, presentamos datos representativos de las infecciones de 24 horas. En particular, la carga bacteriana fue equivalente entre ratones machos y hembras en 24 horas post infección (<st…

Discussion

La instilación transuretral de ratones machos ofrece muchas nuevas oportunidades de investigación en la influencia del sexo en la enfermedad de la mucosa vesical, pero también presenta varios desafíos. Primero, una limitación es que la instilación puede inicialmente resultar técnicamente difícil, resultando en inflamación excesiva durante la inserción del catéter. Mejora en la técnica puede lograrse mediante la instilación de ratones muertos con una solución coloreada, como colorante azul de Evans. Para con…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos al Dr. Matthieu Rousseau lectura crítica del manuscrito y el laboratorio de Inmunobiología dendríticas para sus ideas útiles durante el desarrollo de este protocolo y proyecto. Este trabajo fue apoyado en parte por fondos de la Unión Europea séptimo programa Marie Curie de acción del marco (PCIG11-GA-2012-3221170 y la empresa LabEx inmuno-Oncología (MAI).

Materials

BD Insyte Autoguard Shielded IV Catheters 24G, 0.7 mm external diameter, 14 mM long BD Medical 381811 or 381411* * catalog number is country-dependent
inoculating loop Greiner Bio-One 731171
LB Miller broth Difco 244620
LB Miller agar Difco 244520
Cuvettes Bio-rad 223-9955
syringes B Braun 9166017V
Thumb (Adson) forceps Fine Science Tools 11006-12
5 mL tubes, polypropylene Falcon 352063
Tissue Ruptor disposable probes Qiagen 990890
15 mL flip cap tubes Thermo Scientific 362694
DNAse Invitrogen 18047019
Liberase TM Sigma-Aldrich 5401119001 should be aliquotted and stored at -20 °C to avoid repeated freeze-thaw
100 µM MACS SmartStrainers  Miltenyi 130-098-463 compatible with 15 mL tubes, preferred
100 µm cell strainers  Falcon 352360 compatible with 50 mL tubes, if MACS Smart Strainers are not available
96 well plate Falcon 353077
Fc block BD Pharmingen 553142 anti-CD16/CD32
anti-mouse CD45 antibody BD Biosciences 561487 many different fluorescent conjugation options are available
5 mL tubes polystyrene with filter cap Falcon 352235
insulin syringe Terumo BS05M2913
hand held homogenizer Qiagen 9001272 TissueRuptor
flow cytometer BD Biosciences N/A Fortessa SORP 
Flow cytometry software BD Biosciences N/A Diva

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Cite This Article
Zychlinsky Scharff, A., Albert, M. L., Ingersoll, M. A. Urinary Tract Infection in a Small Animal Model: Transurethral Catheterization of Male and Female Mice. J. Vis. Exp. (130), e54432, doi:10.3791/54432 (2017).

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