Summary

Modelo de Infecção por Candida albicans Relacionada a Cateter em Camundongos

Published: March 22, 2024
doi:

Summary

Estabelecemos um modelo murino de infecção relacionada ao cateter (IRC) associada a C.albicans, no qual o biofilme se forma no cateter, e a interação entre C.albicans e hospedeiro correlaciona-se bem com a IRC clínica. Esse modelo ajuda a selecionar terapias para IRC associada ao biofilme de C.albicans , estabelecendo uma base para a transformação clínica.

Abstract

A infecção relacionada ao cateter (IRC) é uma infecção nosocomial comum causada por candida albicans durante o implante do cateter. Tipicamente, biofilmes são formados na superfície externa do cateter e levam a infecções disseminadas, que são fatais para os pacientes. Não há prevenção e manejo de tratamento efetivos nas clínicas. Portanto, é urgente o estabelecimento de um modelo animal de IRC para a triagem pré-clínica de novas estratégias para sua prevenção e tratamento. Neste estudo, um cateter de polietileno, um cateter médico amplamente utilizado, foi inserido no dorso dos camundongos BALB/c após a depilação. Candida albicans ATCC MYA-2876 (SC5314) expressando proteína fluorescente verde reforçada foi subsequentemente inoculado na superfície da pele ao longo do cateter. Intensa fluorescência foi observada na superfície do cateter sob microscópio fluorescente 3 dias depois. Biofilmes maduros e espessos foram encontrados na superfície do cateter por microscopia eletrônica de varredura. Esses resultados indicaram a adesão, colonização e formação de biofilme de candida albicans na superfície do cateter. A hiperplasia da epiderme e a infiltração de células inflamatórias nos espécimes cutâneos indicaram as alterações histopatológicas da pele associada à IRC. Em resumo, um modelo de CRI de camundongo foi estabelecido com sucesso. Espera-se que esse modelo seja útil na pesquisa e desenvolvimento do manejo terapêutico da IRC associada a candida albicans .

Introduction

Nos últimos anos, com o desenvolvimento e aplicação de materiais biomédicos, infecções relacionadas a implantes vêm emergindo como problemas clínicos difíceis 1,2. Com a ampla aplicação de cateteres médicos em clínicas, o número de infecções e mortes relacionadas é enorme a cada ano 3,4. As vias de infecção comuns de uma infecção relacionada ao cateter (IRC) incluem: (1) patógenos na superfície da pele infiltram-se no corpo e aderem à superfície externa do cateter 5,6,7; (2) patógenos derivados de operações assépticas inadequadas invadem, aderem e colonizam o cateter; (3) patógenos na circulação sanguínea aderem e colonizam no cateter; (4) drogas contaminadas por microrganismos patogênicos.

A Candida é a terceira causa mais comum de IRC 8,9. É muito provável que cause infecção da corrente sanguínea e outras candidíase invasiva com risco de vida depois que biofilmes são formados na superfície do implante. O prognóstico é ruim e a taxa de mortalidade é alta2. Relata-se que biofilmes são formados na superfície do cateter dentro de 2 semanas após a inserção venosa central e no lúmen do cateter algumas semanas depois10,11.

Biofilmes de Candida albicans (C. albicans) formados em cateteres médicos exibem uma rede de dupla camada composta por levedura, estroma e micélio12,13. A formação de biofilmes de C. albicans não é apenas uma chave para a resistência a drogas e evasão imune13, mas também vital para a produção de esporos disseminados, o que leva a uma maior infecção hematogênica 2,12 e resulta em consequências mais graves e até fatais. A IRC associada a C. albicans é uma importante causade infecções fúngicas clínicas da corrente sanguínea7,14, e mais de 40% dos pacientes com infecção por C. albicans no cateter venoso central evoluirão para bacteremia15.

De acordo com a Infectious Disease Society of America, o tratamento recomendado da Candida CRI inclui (1) remoção do cateter infectado; (2) submeter os pacientes a uma terapia antifúngica sistêmica de 14 dias8; (3) reimplante de novo cateter4. No entanto, em aplicações clínicas, os cateteres não podem ser totalmente removidos às vezes. Alguns pacientes só podem ser tratados com antibióticos sistêmicos e terapia antimicrobiana de bloqueio, acompanhados de fortes efeitos colaterais16,17.

Os modelos animais existentes de C. albicans, como o modelo de candidíase orofaríngea, o modelo de candidíase vaginal e o modelo de infecção sistêmica invasiva causada por candidíase18,19, não podem se correlacionar bem com a IRC clínica. Portanto, neste estudo, um modelo de IRC associado a C. albicans em camundongos foi estabelecido. Cateteres de polietileno de uso clínico comum foram utilizados como implantes subcutâneos20,21, e C. albicans foi inoculado na superfície da pele para simular a adesão de C. albicans aos cateteres médicos e a formação de biofilmes.

Esse modelo tem sido utilizado com sucesso em nosso laboratório para rastrear o efeito anti-biofilme de diferentesterapêuticas22. Além disso, devido à detecção de defasagem de C. albicans após infecção por cateter, uma cepa de C. albicans contendo proteína fluorescente verde reforçada (EGFP) foi construída e inoculada em camundongos para facilitar a observação intuitiva das colônias e biofilmes de C. albicans no cateter implantado.

Protocol

Os animais experimentais, camundongos BALB/c machos (12-16 g), foram adquiridos no Laboratory Animal Center, Xi’an Jiaotong University Health Science Center. Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê Institucional de Ética Animal da Universidade Xi’an Jiaotong com o número de licença SCXK (Shaanxi) 2021-103. 1. Preparação do tampão e do equipamento Transfect cepas de C. albicans com plasmídeo de alta expressão pCaExp.Compre C. a…

Representative Results

A C. albicans e os biofilmes nos cateteres puderam ser observados pela MEV. Como mostrado na Figura 322, a superfície dos cateteres de polietileno do grupo de cateteres era lisa e nenhum microrganismo patogênico aderido foi observado. Entretanto, biofilmes maduros e densos de C. albicans foram visíveis na superfície dos cateteres de polietileno do grupo modelo, indicando que C. albicans foi capaz de colonizar e formar biofilmes na superf…

Discussion

A IRC é uma das infecções hospitalares mais comuns na práticaclínica23. Patógenos nos anexos cutâneos, como epiderme, glândulas sebáceas e folículos pilosos, são possíveis causas de IRC23,24. A Candida é o terceiro maior patógeno causador da IRC, sendo a Candida albicans o tipo mais comum de infecção por biofilme25,26. Portanto, nosso objetivo foi …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Somos gratos pelo apoio financeiro da Fundação de Ciências Naturais da Província de Shaanxi (número de concessão 2021SF-118) e da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (números de concessão 81973409, 82204631).

Materials

0.5 Mactutrius turbidibris Shanghai Lujing Technology Co., Ltd 5106063
2.5% glutaraldehyde fixative solution Xingzhi Biotechnology Co., Ltd DF015
4 °C refrigerator Electrolux (China) Electric Co., Ltd ESE6539TA
Agar Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd 01-023
Analytical balances Shimadzu ATX124
Autoclaves Sterilizer SANYO MLS-3750
Butanol Tianjin Chemio Reagent Co., Ltd 200-889-7
Carbenicillin Amresco C0885
Eclipse Ci Nikon upright optical microscope  Nikon Eclipse Ts2-FL
Glucose Macklin  D823520
Inoculation ring Thermo Scientific 251586
Isoflurane RWD 20210103
Paraformaldehyde Beyotime Biotechnology P0099
PAS dye kit Servicebio G1285
Peptone Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd 01-001
Polyethylene catheter Shining Plastic Mall PE100
RWD R550 multi-channel small animal anesthesia machine  RWD R550
SEM Hitachi TM-1000
Temperature incubator Shanghai Zhichu Instrument Co., Ltd ZQTY-50N
Ultrapure water water generator Heal Force NW20VF
Ultrasound machine Do-Chrom DS10260D
Xylene Sinopharm  Chemical Reagent Co., Ltd 10023428
Yeast extract Thermo Scientific Oxoid LP0021B

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Cite This Article
Yang, C., Mo, F., Zhang, J., Zhang, P., Li, Q., Zhang, J. A Catheter-Related Candida albicans Infection Model in Mouse. J. Vis. Exp. (205), e65307, doi:10.3791/65307 (2024).

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