Summary

Infecção do trato urinário em um modelo Animal de pequeno porte: transuretral cateterismo de ratos machos e fêmeas

Published: December 01, 2017
doi:

Summary

O modelo estabelecido de transuretral cateterismo de ratos permite o estudo das patologias de bexiga, incluindo a infecção do trato urinário, mas só pode ser realizado nas fêmeas. Um novo modelo de instilação transuretral masculino, apresentado aqui, permitirá a pesquisa em uma área marcada por fortes diferenças clínicas e epidemiológicas entre os sexos.

Abstract

Infecções do trato urinário (ITU) são extremamente comuns em todo o mundo, incorrer em despesas associadas a cuidados de saúde e Morbidade significativa. Modelos animais pequenos, que refletem com precisão a progressão e o estabelecimento da doença, permitam a dissecação das interações patógeno-hospedeiro e geração de imunidade à infecção. Em ratos, instilação intravesical de uropathogenic e. coli, o agente causador em mais de 85% da Comunidade adquiriu UTI, recapitula a muitos dos estágios de infecção observada em humanos. Até recentemente, no entanto, UTI pode somente ser modelado em fêmeas. Essa limitação tem dificultado o estudo das diferenças relacionadas ao sexo na UTI, bem como outras patologias de bexiga, como o câncer. Aqui, descrevemos um método para incutir ratos masculinos que permite a comparação direta entre animais masculinos e femininos e fornecer um protocolo detalhado para avaliar o tecido da bexiga por citometria de fluxo como meio para compreender melhor as respostas do hospedeiro à infecção. Juntas, estas abordagens ajudarão na identificação de fatores do hospedeiro que contribuem para sexo enviesamentos observados em UTI e outras doenças associadas a bexiga.

Introduction

Infecções do trato urinário (ITU) são uma das infecções mais comuns em países desenvolvidos1. Taxas de infecção são semelhantes entre as fêmeas e os machos entre os recém-nascidos e os idosos2. Mulheres adultas na pré-menopausa, no entanto, têm uma incidência muito maior de ITU adquirida na Comunidade em comparação com os homens,2,3. Dado que esta doença afeta principalmente as mulheres, de investigação fundamental e clínica centrou-se esmagadoramente na UTI nas fêmeas. No entanto, a ITU em homens é um desafio de saúde significativos e pouco estudado4. Com efeito, porque a ITU em homens estão associadas a maior morbidade, estas infecções rotineiramente são definidas como complicado4,5.

Como nosso entendimento do papel central de enviesamentos de sexo na fisiologia e patologia evolui, novos métodos são necessários para explorar este aspecto anteriormente negligenciado da doença. Diferenças de sexo desempenham um papel essencial na imunidade e infecção; as fêmeas têm maior incidência de doença auto-imune, enquanto os machos são mais suscetíveis a determinadas infecções, como tuberculose, malária e HIV6,7. Câncer de bexiga, outra patologia urológica, é significativamente mais prevalente em homens do que nas mulheres, e vários estudos têm demonstrado um papel de andrógenos no desenvolvimento de malignidade8,9,10,11 ,12. Nomeadamente, no entanto, investigação de terapias intravesical para câncer de bexiga é realizada exclusivamente em fêmeas, devido à incapacidade de cateterismo repetidamente camundongos machos13.

O estudo da patogênese da ITU confia pesadamente em modelos de roedores de infecção (por exemplo, ratos e ratazanas). Murino modelos de UTI podem empregar uropathogens originalmente isolados de infecções humanas, tais como uropathogenic e. coli (UPEC), Klebsiella, Enterococcus, Staphylococcusou Proteus14. Normalmente, as bactérias são introduzidas o bexiga através de cateterismo da uretra. Após a infecção, bexiga e rins podem ser removido para avaliar parâmetros específicos de infecção, tais como a colonização bacteriana, dano tecidual ou anfitrião resposta imune15,16. Universalmente, no entanto, apenas fêmeas são utilizadas para pesquisa de ITU. De fato, muitos estudos observaram que, devido a razões anatômicas, cateterismo de ratos masculinos não é possível13,17,18,19. Mais recentemente, tem sido descrita uma abordagem cirúrgica para instilação masculina, no qual o abdome é aberto, a bexiga é deslocada externamente aplicando uma pressão suave para a abertura no abdômen e bactérias são injetadas a bexiga20. Essa abordagem permite que a infecção masculina, ao custo de intervenção cirúrgica. Assim, uma ressalva importante desta abordagem inclui a influência da inflamação, sobre o resultado da infecção, como o potencial para induzir uma resposta anti-inflamatórios-cicatrização da incisão21. Como nossos interesses incluem compreender o viés sexual em resposta à doença, desenvolvemos um método de instilação de intravesical bacteriana em ratos masculinos que mais se aproxima da abordagem de transuretral não-cirúrgico bem estabelecida usada em roedores femininos22 .

Nosso modelo baseia-se uma metodologia estabelecida e fornece a capacidade de comparar diretamente a resposta imune do hospedeiro à ITU em animais do sexo femininos e masculinos. Este método irá permitir a dissecação das diferenças baseadas no sexo, na infecção e potencialmente oferecer pistas moleculares e celulares para as pronuncia-se diferenças na susceptibilidade e resposta à infecção entre os sexos. Além disso, este modelo tem valor para além de estudos UTI, permitindo a criação de modelos para investigar outras doenças associadas a bexiga, como o câncer de bexiga, próstata, sob ou sobre active síndrome da bexiga e cistite intersticial.

Protocol

Mouse experimentos foram conduzidos em conformidade com a aprovação do protocolo número 2012-0024 pelo Comitê d’éthique en expérimentation animale Paris Centre et Sud (Comitê de ética para experimentação animal), em aplicação da Directiva 2010/63 Europeu UE. 1. preparação de cateteres Prepare uma cânula de acesso intravenosa pediátrica para cada grupo de ratos para ser infectado. Usando o mecanismo de mola embutido, alienar cada cânula de sua agulha, conforme as inst…

Representative Results

No desenvolvimento do presente protocolo, coortes de camundongos C57Bl/6 de feminino e masculinos com idade entre 6 a 8 semanas eram encargos inculcado e bacterianos avaliados em bexigas em pontos de tempo variando de 1 hora a 30 dias. Os resultados destes estudos são detalhados em outro lugar (Zychlinsky Scharff et al., pendente). Aqui, apresentamos dados representativos de infecções 24 hr. Notavelmente, a carga bacteriana foi equivalente entre ratos masculinos e femininos em…

Discussion

Instilação transuretral de ratos masculinos oferece muitas novas oportunidades de pesquisa para a influência do sexo sobre a doença da mucosa da bexiga, mas também apresenta vários desafios. Acima de tudo, uma limitação é que a instilação inicialmente pode provar para ser tecnicamente difícil, resultando em inflamação excessiva durante a inserção do cateter. Melhoria na técnica pode ser conseguida a instilação de ratos mortos com uma solução colorida, como corante de azul de Evans. Para confirmar que…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos o Dr Matthieu Rousseau pela leitura crítica do manuscrito e o Laboratory of Immunobiology dendríticas para suas introspecções úteis durante o desenvolvimento do presente protocolo e projeto. Este trabalho foi financiado em parte por fundos da União Europeia sétimo programa Marie Curie acção-quadro (PCIG11-GA-2012-3221170 e o LabEx imuno-Oncologia (AMI).

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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