Summary

الليستريه المستوحدة التهاب الدماغ

Published: October 02, 2018
doi:

Summary

خلال العدوى، الليستريه المستوحدة قادرة على عبور حاجز الدم في الدماغ لاستعمار الدماغ. في هذا البروتوكول، ونحن لشرح كيفية تقييم الاستعمار الجرثومي للأجهزة بعد إصابة فئران. ويرد إجراء لأداء الجهاز كله نضح لتصميم محددة من أرقام البكتيرية في حمة الدماغ.

Abstract

الليستريه المستوحدة من مسببات الأمراض بكتيرية داخل الخلايا التي كثيرا ما يرتبط بالعدوى المنقولة عن طريق الأغذية. قدرة لام الليستريه على عبور حاجز الدم في الدماغ (بي بي بي) المتعلقة بأنها يمكن أن تؤدي إلى التهاب السحايا والتهاب الدماغ مهددة للحياة. بي بي بي يحمي المكروية الدماغ من مختلف نواتج الأيض السامة ومسببات الأمراض الميكروبية الموجودة في الدم بعد الإصابة، ويدعم ذلك التوازن في الدماغ. أن الآليات التي لام الليستريه موجودة في مجرى الدم عبر BBB التسبب في الدماغ العدوى ليست مفهومة فهما كاملا وهناك أيضا الافتقار إلى نظام نموذجي قوية لدراسة التهابات الدماغ لام الليستريه. هنا، نحن نقدم نموذج عدوى ماوس بسيطة لتحديد ما إذا كانت البكتيريا قد عبرت بي بي بي وكوانتيتاتي عبء البكتيريا التي قد استعمرت الدماغ في فيفو. في هذا الأسلوب، الحيوانات أصيبوا عن طريق الوريد مع الليستريه ل. وقد euthanized معاملة إنسانية بالتعرض لأول أكسيد الكربون2 متبوعاً بخلع عنق الرحم. وأجرى التروية القلبية للحيوانات قبل حصادها الأجهزة المصابة. تم جمع الدم قبل التروية ويتحدد العدد من البكتيريا في الجهاز أو مل من الدم تصفيح تخفيف هوموجيناتيس الدم أو الجهاز على ألواح أجار وإحصاء عدد المستعمرات وشكلت. يمكن استخدام هذا الأسلوب لدراسة التفاعلات يجند مستقبلات الرواية التي تعزز الإصابة بالدماغ لام الليستريه ويمكن تكييفها بسهولة لدراسة مسببات الأمراض البكتيرية متعددة.

Introduction

هو بكتيريا إيجابية الليستريه المستوحدة ممرض داخل الخلايا اختياري وواحد مسببات معظم القاتل المنقولة بالأغذية في جميع أنحاء العالم. ابتلاع الطعام لام الليستريه الملوثة يمكن أن يؤدي إلى داء الليستَريات في البشر، وهو مرض الغازية شديدة تستهدف معظم الحوامل، والأطفال حديثي الولادة، والأفراد المسنين، والمناعة1. لام الليستريه من بين الأسباب الرئيسية للوفاة بالممرضات المنقولة بالأغذية في الولايات المتحدة، ومعدلات الوفاة من داء الليستَريات يصل إلى 20-30 ٪، أعلى لجميع مسببات الأمراض التي تنقلها الأغذية2. حاليا لا يوجد لقاح لام الليستريه وقدرة البكتيريا على فعالية وامتدت إلى الأجهزة البعيدة والدماغ بعبور حاجز الدم في الدماغ (BBB) قد تؤدي إلى التهاب السحايا مهددة للحياة واستعمار الدماغ3 , 4 , 5 , 6-التهاب السحايا الجرثومي عادة شديدة؛ الإصابات أثناء استرداد معظم الناس الذين يتلقون العلاج، يمكن أن يسبب مضاعفات خطيرة مثل، وتلف الدماغ، وفقدان السمع أو إعاقات التعلم في الأطفال. ومن المتوقع لام الليستريه لحساب 10 في المائة على الأقل من كل المجتمع اكتسب التهاب السحايا في الولايات المتحدة7.

طريقا رئيسيا لنشر البكتيريا إلى الدماغ والسحايا من خلال مجرى الدم. البكتيريا المتداولة في الأوعية الدموية في الدماغ قادرة على عبور BBB يسبب التهاب الدماغ. بي بي بي هو نظام حاجز vascularized العالية التي تحمي الدماغ من الجسيمات الأجنبية المتداولة في الدم. خلايا بطانية تشكل طبقة خطوط سطح الداخلية ل الأوعية الدموية8،9. وبالإضافة إلى لام الليستريه، مسببات الأمراض البكتيرية متعددة مثل وجود النيسرية السحائية، العقدية الرئوية، الإشريكيّة القولونية، و النزلة النزفية من النوع باء (Hib) قادرون على استعمار الدماغ بعبور ال بي بي بي3،4،،من56. ومع ذلك، عند دراسة أعباء البكتيرية في دماغ الفئران المصابة، من المهم لتحديد ما إذا كانت البكتيريا عبروا BBB، خلاف ذلك عبء البكتيرية في الدماغ قد تمثل البكتيريا التي لا تزال في الأوعية الدموية للمخ. وبالتالي، من الضروري أن نتخلل الفئران من كل الدم قبل تحديد الوحدات المكونة للمستعمرة (زيمبابوي) من هوموجيناتيس الدماغ.

في هذه الدراسة، يصف لنا في فيفو أساليب دراسة العدوى الليستريه لام المخ. للأساليب الموصوفة هنا، استخدمنا لام الليستريه سلالة 10403S. المستوحدة ل. 10403S واحد من سلالات المختبر الأكثر استخداماً لدراسة داء الليستَريات النظمية في طراز الماوس من عدوى10. ويستند هذا البروتوكول الحقن القياسية لام الليستريه يليه نضح الفئران. ويرد في الشكل 1ملخص تخطيطي البروتوكول العدوى في الفئران. لام الليستريه-جمعت العقول المصابة والأجهزة الأخرى من الفئران غير perfused أو perfused وتحديد عبء الجهاز الجرثومي. هذه الأساليب هي مفيدة ليس فقط تحديد مجموع استعمار الدماغ في الحيوانات المصابة بالعدوى البكتيرية، ولكن هي أيضا مفيدة لتحديد ما إذا كانت البكتيريا قد تغلغلت في بي بي بي في فيفو التوسط من أجل غزو الدماغ. من المهم تسليط الضوء على أنه ينبغي أن تجري هذا البروتوكول المختبر بعد التشاور مع إدارة مرفق اللجنة والحيوان في السلامة المؤسسية ذات الصلة.

Protocol

جميع الحيوانات الحفاظ عليها والتعامل معها العناية القصوى لتقليل عدم الراحة أثناء سير الإجراءات. الإجراء إجراء امتثالا لرعاية الحيوان المؤسسية واستخدام اللجنة وجميع القوانين الاتحادية والولائية والمحلية. أيضا ملاحظة أن التجارب المختبرية التي تجري وفقا للمبادئ التوجيهية للسلامة البيول…

Representative Results

فاسكولاريزيد الدماغ هو الغاية و لام الليستريه المعروف لتصيب أنواع الخلايا الموجودة في الدم3،13. يستخدم بروتوكول وصف لإثبات قدرة لام الليستريه على عبور حاجز الدم في الدماغ (بي بي بي) مما أدى إلى إصابة في الدماغ في الفئران. لتحديد إذ…

Discussion

المستوحدة لام غير قادرة على تسبب التهاب السحايا والدماغ مما يهدد حياة البشر. الدراسات السابقة أثبتت قدرة البكتيريا عبر الدم-الدماغ-الجدار (BBB) واستعمار الدماغ. وقد اقترحت ثلاث طرق لغزو الدماغ أثناء الإصابة: مباشرة اختراق BBB بالبكتيريا، والنقل خلسة بواسطة البكتيريا الواردة داخل الخلا?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

هذا العمل كان تدعمها “خدمة الصحة العامة في الولايات المتحدة” منح AI103806 من “المعاهد الوطنية للصحة”.

Materials

Brain Heart Infusion media Becton Dickinson 237200
Streptomycin sulfate  Amresco 0382-50G
Petri dishes VWR 25384-342
Glycerol VWR 97062-832
IKA T18 ULTRA-TURRAX Basic Homogenizer IKA 3352109 Model: T18BS1
Spectrophotometer Beckman Coulter DU 800 series
BALB/c mice Jackson Laboratory Model #000651
1 mL syringes Becton Dickinson 309659
26-gauge needles Becton Dickinson 305115
21-gauge butterfly needles Becton Dickinson 367281
Ethylenediaminetetraacetic acid  Sigma-Aldrich 60004
15 mL conical tubes VWR 21008-918
Round-bottom test tubes VWR 60819-546
Phosphate-buffered saline  Corning 46-013-CM
Stainless steel spatula VWR 82027-520
Stainless steel scissors (6.5 in) VWR 82027-592
Stainless steel scissors (4.5 in) VWR 82027-578
Stainless steel blunt forceps  (4.5 in) VWR 82027-440
Stainless steel fine tip forceps  (6 in) VWR 82027-406

Referenzen

  1. Radoshevich, L., Cossart, P. Listeria monocytogenes: towards a complete picture of its physiology and pathogenesis. Nature Reviews Microbiology. 16 (1), 32-46 (2018).
  2. de Noordhout, C. M., et al. The global burden of listeriosis: a systematic review and meta-analysis. The Lancet Infectious Diseases. 14 (11), 1073-1082 (2014).
  3. Drevets, D. A., Leenen, P. J., Greenfield, R. A. Invasion of the central nervous system by intracellular bacteria. Clinical Microbiology Reviews. 17 (2), 323-347 (2004).
  4. Huang, S. H., Stins, M. F., Kim, K. S. Bacterial penetration across the blood-brain barrier during the development of neonatal meningitis. Microbes and Infection. 2 (10), 1237-1244 (2000).
  5. Brouwer, M. C., Tunkel, A. R., van de Beek, D. Epidemiology, diagnosis, and antimicrobial treatment of acute bacterial meningitis. Clinical Microbiology Reviews. 23 (3), 467-492 (2010).
  6. Thigpen, M. C., et al. Bacterial meningitis in the United States, 1998-2007. New England Journal of Medicine. 364 (21), 2016-2025 (2011).
  7. Durand, M. L., et al. Acute bacterial meningitis in adults. A review of 493 episodes. The New England Journal of Medicine. 328 (1), 21-28 (1993).
  8. Disson, O., Lecuit, M. Targeting of the central nervous system by Listeria monocytogenes. Virulence. 3 (2), 213-221 (2012).
  9. Daneman, R., Prat, A. The blood-brain barrier. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 7 (1), a020412 (2015).
  10. Becavin, C., et al. Comparison of widely used Listeria monocytogenes strains EGD, 10403S, and EGD-e highlights genomic variations underlying differences in pathogenicity. MBio. 5 (2), e00969-e00914 (2014).
  11. Kirchner, M., Higgins, D. E. Inhibition of ROCK activity allows InlF-mediated invasion and increased virulence of Listeria monocytogenes. Molecular Microbiology. 68 (3), 749-767 (2008).
  12. Grubaugh, D., et al. The VirAB ABC transporter is required for VirR regulation of Listeria monocytogenes virulence and resistance to nisin. Infection and Immunity. 86 (3), 901-917 (2018).
  13. Vazquez-Boland, J. A., et al. Listeria pathogenesis and molecular virulence determinants. Clinical Microbiology Reviews. 14 (3), 584-640 (2001).
  14. Ghosh, P., et al. Invasion of the brain by Listeria monocytogenes is mediated by InlF and host cell vimentin. MBio. 9 (1), e00160-e00118 (2018).
  15. Henke, D., et al. Listeria monocytogenes spreads within the brain by actin-based intra-axonal migration. Infection and Immunity. 83 (6), 2409-2419 (2015).
  16. Maury, M. M., et al. Uncovering Listeria monocytogenes hypervirulence by harnessing its biodiversity. Nature Genetics. 48 (3), 308-313 (2016).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Ghosh, P., Higgins, D. E. Listeria monocytogenes Infection of the Brain. J. Vis. Exp. (140), e58723, doi:10.3791/58723 (2018).

View Video