Задержка прививки Модель хронической Pseudomonas aeruginosa раневой инфекции
Summary
Мы описываем протокол с задержкой прививки для генерации хронических раневых инфекций у иммунокомпетентных мышей.
Abstract
Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) является основным нозокомиальным патогеном, имеющим все большее значение для здоровья человека и болезней, особенно в условиях хронических раневых инфекций у больных сахарным диабетом и госпитализированных пациентов. Существует настоятельная необходимость в хронических моделей инфекции, чтобы помочь в исследовании патогенеза раны и разработки новых методов лечения против этого патогена. Здесь мы описываем протокол, который использует задержку прививки 24 часов после полной толщины иссечения раны. Инфекция предварительной раневой матрицы, присутствующей в это время, предвосхищает либо быстрое разминирование, либо распространение инфекции, а вместо этого устанавливает хроническую инфекцию продолжительностью 7-10 дней без необходимости имплантации посторонних материалов или подавления иммунитета. Этот протокол имитирует типичный временной ход послеоперационной инфекции у людей. Использование люминесцентного штамма P. aeruginosa (PAO1:lux) позволяет количественно ежедневно оценивать бактериальную нагрузку на рюнные инфекции P. aeruginosa. Эта новая модель может быть полезным инструментом в исследовании бактериального патогенеза и разработке новых методов лечения хронических P. aeruginosa раны инфекций.
Introduction
Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) — бактерия в форме грам-негативного стержня, имеющая все большее отношение к здоровью и болезням человека. Он отвечает за обширную заболеваемость и смертность в нозокомиальных условиях, в частности, с участием рановых инфекций у пациентов с ослабленным иммунитетом1,2. Появление мультирезистентных штаммов этого патогена дало дополнительный импульс для исследования факторов, способствующих вирулентности P. aeruginosa, механизмов устойчивости к антибиотикам P. aeruginosa, а также новых методов профилактики и лечения этой смертельной инфекции3. Таким образом, потребность в животных моделях хронической раневой инфекции в качестве инструментов для расследования этих исследований вопросы никогда не было больше.
К сожалению, многие животные модели инфекции P. aeruginosa, как правило, имитируют острую инфекцию с быстрым разрешением инфекции или быстрое снижение из-за сепсиса4,5, который не адекватно моделирует часто хронический характер этих инфекций. Для устранения этого недостатка, некоторые модели используют имплантации инородных тел, таких как агар бисер, силиконовые имплантаты, или альгинат гели6,7,8. Другие модели используют мышей, которые иммунокомпромиссных из-за преклонного возраста, ожирения или диабета, или с помощью фармакологических средств, таких как циклофосфамид индуцированной нейтропения9,10,11,12. Однако, либо использование иностранных материалов или иммунной скомпрометированы хостов, вероятно, изменяет местный воспалительный процесс, что делает его трудно получить представление о патофизиологии, участвующих в хронических рановых инфекций в хостах с иным нормальной иммунной системы.
Мы разработали хроническую модель P. aeruginosa раневой инфекции у мышей, которая включает в себя задержку прививки с бактериями после иссечения ран. Задержка прививки позволяет проводить эксперименты по оценке бактериальной нагрузки, распространяющейся как минимум на 7 дней. Эта модель открывает новые возможности для исследования как патогенеза и новых методов лечения P. aeruginosa хронических инфекций.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы разработали новый задержки прививки P. aeruginosa раны инфекции модели. Стратегия задержки прививки с бактериями до 24 ч после иссечения раны позволяет оценки рановых инфекций в течение 1-недельного периода времени. С помощью люминесцентного штамма P. aeruginosa,можно отслеживать прог…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
PUT-Tn5-EM7-lux-Km1 люминесцентный вектор конструкции был добрый подарок от J. Харди. Схемы создавались с BioRender.com. Мы благодарим лабораторию Г. Гуртнера за их советы по модели раневой инфекции. Мы также благодарим Т. Дойла из Стэнфордского центра инноваций в In Vivo Imaging за его технический опыт. Эта работа была поддержана грантами R21AI13370, R21AI133240, R01AI12492093, а также грантами Стэнфордского СПАРК, Фонда медицинских исследований Фалька и Фонда мукситического фиброза (CFF) P.L.B. C.R.D. Габилан Стэнфордского стипендий по науке и технике и Люберец Страйер Bio-X Стэнфордского междисциплинарного стипендий при поддержке JMS
Materials
| 0.9% Sodium Chloride injection | Hospira | 2484457 | |
| 18 G x 1 sterile needle | BD | 305195 | |
| 25 G x 1 1/5 sterile needle | BD | 305127 | |
| Alcohol swab | BD | 326895 | |
| Aura Imaging Software | Spectral Instruments Imaging | n/a | |
| Betadine | Purdue Frederick Company | 19-065534 | |
| Buprenorphine SR LAB | Zoopharm | n/a | |
| C57BL/6J male mice | The Jackson Laboratory | 000664 | |
| Disposable biopsy punch, 6mm | Integra | 33-36 | |
| Fine scissors – Tungsten Carbide | Fine Science Tools | 14568-09 | |
| Glass Bead Dry Sterilizer | Harvard Apparatus | 61-0183 | |
| Granulated Agar | Fisher BioReagents | BP9744 | |
| Heating Pad | Milliard | 804879481218 | |
| Insulin syringe with 28 G needle | BD | 329461 | |
| Lago X Imaging System | Spectral Instruments Imaging | n/a | |
| LB broth | Fisher BioReagents | BP1426 | |
| Leur-Lok 1 mL syringe | BD | 309628 | |
| Mini Arco Animal Trimmer | Wahl Professional | 919152 | |
| Nair Hair Removal Lotion with Baby Oil | Church and Dwight | n/a | Available at any pharmacy |
| Octagon Forceps | Fine Science Tools | 11041-08 | |
| Petri dish | Falcon | 351029 | |
| Phosphate Buffered Saline (PBS) 1x | Corning | 21-040-CV | |
| Press and Seal Cling Wrap | Glad | n/a | |
| SafetyGlide Insulin syringe with 30 G needle | BD | 305934 | |
| Safetyglide Insulin syringe, 1/2 mL, 30 G x 5/16 TW | BD | 305934 | |
| Scale | Ohaus Scout Pro | SP202 | |
| Supplical Nutritional Supplement | Henry Schein Animal Health | 29908 | |
| Tegaderm, 6 cm x 7 cm | 3M | 1624W |
References
- Sen, C. K., et al. Human skin wounds: a major and snowballing threat to public health and the economy. Wound Repair and Regeneration. 17 (6), 763-771 (2009).
- Serra, R., et al. Chronic wound infections: the role of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. Expert Review of Anti-infective Therapy. 13 (5), 605-613 (2015).
- Obritsch, M. D., Fish, D. N., MacLaren, R., Jung, R. Nosocomial infections due to multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa: epidemiology and treatment options. Pharmacotherapy. 25 (10), 1353-1364 (2005).
- Secor, P. R., et al. Filamentous Bacteriophage Produced by Pseudomonas aeruginosa Alters the Inflammatory Response and Promotes Noninvasive Infection In Vivo. Infection and Immunity. 85 (1), (2017).
- Rice, S. A., et al. The biofilm life cycle and virulence of Pseudomonas aeruginosa are dependent on a filamentous prophage. The ISME Journal. 3 (3), 271-282 (2009).
- Bayes, H. K., Ritchie, N., Irvine, S., Evans, T. J. A murine model of early Pseudomonas aeruginosa lung disease with transition to chronic infection. Scientific Reports. 6, 35838 (2016).
- van Gennip, M., et al. Interactions between polymorphonuclear leukocytes and Pseudomonas aeruginosa biofilms on silicone implants in vivo. Infection and Immunity. 80 (8), 2601-2607 (2012).
- Trøstrup, H., et al. Pseudomonas aeruginosa biofilm aggravates skin inflammatory response in BALB/c mice in a novel chronic wound model. Wound Repair and Regeneration. 21 (2), 292-299 (2013).
- Zhao, G., et al. Time course study of delayed wound healing in a biofilm-challenged diabetic mouse model. Wound Repair and Regeneration. 20 (3), 342-352 (2012).
- Brubaker, A. L., Rendon, J. L., Ramirez, L., Choudhry, M. A., Kovacs, E. J. Reduced neutrophil chemotaxis and infiltration contributes to delayed resolution of cutaneous wound infection with advanced age. Journal of Immunolology. 190 (4), 1746-1757 (2013).
- Watters, C., et al. Pseudomonas aeruginosa biofilms perturb wound resolution and antibiotic tolerance in diabetic mice. Medical Microbiology and Immunology. 202 (2), 131-141 (2013).
- Lee, C., Kerrigan, C. L., Picard-Ami, L. A. Cyclophosphamide-induced neutropenia: effect on postischemic skin-flap survival. Plastic and Reconstructive Surgery. 89 (6), 1092-1097 (1992).
- Sweere, J. M., et al. The immune response to Chronic Pseudomonas aeruginosa wound infection in immunocompetent mice. Advances in Wound Care. , (2019).
- Sweere, J. M., et al. Bacteriophage trigger antiviral immunity and prevent clearance of bacterial infection. Science. 363 (6434), (2019).
