Bu protokol, malassezia-konak etkileşimleri cilt tebisi incelemek için bir fare modeli nin kurulmasını özetler. Bu vitro Malassezia ekimi açıklar, Malasseziaile murine cilt enfeksiyonu , ve iltihap ve deri dokusunda mantar yükü sonraki analizi.
Hayvan modelleri bulaşıcı hastalık araştırmaları için çok önemlidir. Onlar dokuya özgü bir şekilde mikroplar ve in vivo onların ev sahibi arasında meydana gelen etkileşimlerin tam spektrum analiz etmek için önemli bir temel sağlar. Patojenik mantarlar giderek insanlar için ciddi bir tehdit olarak kabul edilmektedir ve bu tür enfeksiyon modellerinin sömürülmesi mantar patojenite anlayışımızı büyük ölçüde geliştirmiştir. Malassezia cinsi türleri insan deri mikrobiyotasının en bol mantarlarıdır ve aynı zamanda seboreik dermatit ve atopik dermatit gibi ciddi inflamatuar deri hastalıklarının gelişimi ile ilişkilidir. Ancak, Malassezia ve hastalık patogenezi arasında bir nedensel bağlantı bilinmemektedir, cilt bağışıklık sistemi ile Malassezia karmaşık crosstalk kötü bilgi atfedilebilir bir gerçektir. Bu protokol, Malassezia’nın in vivo memeli derisi ile etkileşimini incelemeyi sağlayan deneysel bir fare modelinin kurulmasını açıklamaktadır. Bu laboratuvar koşulları altında Malassezia spp yetiştirmek için yöntem özetliyor, nasıl Malassezia spp ile murine cilt enfekte ve nasıl deri iltihabı ve mantar yükü analizleri yoluyla enfeksiyon sonucunu değerlendirmek için. Burada açıklanan model tam immünyonist hayvanlarda çalışır ve hayvanların bağışıklık baskılayıcı veya antibiyotik ön tedavi güvenmez. Ayrıca hemen hemen tüm genetiği değiştirilmiş fare suşları için uyarlanabilir ve diğer cilt hastalığı modelleri ile kombine edilebilir. Bu özellikler bu enfeksiyon modeli ayrıntılı olarak in vivo deride Malassezia karşı ev sahibinin doğuştan gelen ve adaptif bağışıklık yanıtı incelemek için çok güçlü bir araç olun.
Deri birçok farklı mikroplar tarafından doldurulur. Mikrobiyota cildin sürekli maruz kalma şekillendirme ve konak bağışıklık sisteminin eğitilmesine katkıda bulunur. Mantarlar giderek mikrobiyota hayati bir parçası olarak kabul edilmektedir ve onlar konak fizyolojisi ve bağışıklık için önemli bir rol yerine getirmek, bakteri ve virüsler benzer1. Cins Malassezia türleri çok sıcak kanlı omurgalıların deri kolonize en bol mantarlar ve insan derisi mycobiomefazla%90 telafi 2,3. Malassezia on sekiz farklı tür şimdiye kadar insan ve hayvan derisi4tespit edilmiştir.
Cildin çeşitli patolojiler ortaya çıkar düşünülmektedir, en azından kısmen, bir disbalanced mikrobiyota bileşimi sonucu. Dysbiosis fırsatçı enfeksiyonlar vehastalık5 sonuçlanan patojenik potansiyeli olan türlerin aşırı büyümesine yol açabilir . Sürekli olarak, Malassezia,kommensal yaşam tarzının yanı sıra, kepek ve pityriarsis versicolor gibi daha ciddi inflamatuar bozukluklar arasında değişen çeşitli cilt patolojilerinin gelişimine katkıda giderek artan bir kanıt vardır seboreik dermatit ve atopik dermatitolarak 4,6. Malassezia ve pityriarsis versicolor arasında nedensel bir bağlantı kurulmuş olsa da, daha ciddi deri patolojilerinde mantarın patofizyolojik rolü büyük ölçüde bilinmemektedir.
Cilt homeostazı ve hastalık Malassezia rolünün belirlenmesi deri ve kutanöz bağışıklık sistemi ile mantar etkileşimi hakkında daha derinlemesine bilgi gerektirir. Not, Malassezia araştırma, diğer insan mantar patojenleri ile karşılaştırıldığında (örneğin, Candida albicans veya Aspergillus fumigatus), hala acemi aşamasında. Bu laboratuvar koşulları altında Malassezia ekimi zorluk ve in vivo konak ile temas mantar incelemek için uygun deneysel modellerin eksikliği atfedilebilir. Kültür izole hücreleri ile önceki deneyler Malassezia ve çeşitli bağışıklık ve bağışıklık dışı hücreler arasında doğrudan ve dolaylı etkileşimler geniş bir yelpazede gösterdi7. Ancak, bu in vitro deneyler sadece kısmen çok sayıda hücresel ve moleküler olayların mantar ve çeşitli hücre türleri arasında birlikte meydana gelen vivo karmaşık cilt ortamının durumunu özetlemek.
Burada, biz farelerde Malassezia deri enfeksiyonu deneysel bir model için protokol anahat, hangi son zamanlarda kurulan, vivomantar-konaketkileşimi incelemek için 7 . Bu (1) malassezia in vitro başarılı ekimi için prosedürleri içerir, (2) murine kulak derisi üzerine Malassezia epitanepikans uygulaması, ve (3) Malasseziaanaliz etmek için nasıl teknik detayları -indüklenen cilt iltihap ve enfekte cildin mantar yükü. Daha da önemlisi, bu model immünsupresyon dayanmaz (örneğin, kortikosteroidler tarafından) veya enfeksiyon öncesi farelerin antibiyotik tedavisi, mantar enfeksiyonu diğer fare modellerinde uygulandığı gibi8,9. Buna karşılık, normal deride Malassezia karşı doğuştan gelen ve adaptif bağışıklık yanıtı tam spektrum uyup çalışmasını sağlar. Dikkat, belirli patojen içermeyen (SPF) koşullar altında tutulan inbred yabani tip fareler doğal Malassezia ile kolonize değildir ve bu nedenle, mantar maruz kalıcı kolonizasyon neden olmaz ama içinde konak temizlenir yaklaşık 1,5 hafta. Ancak, model antifungal konak yanıt başlatma ve düzenleme mekanizmaları incelenmesi için izin verir, sırayla, bağışıklık belleği oluşturulur nasıl temelidir. Model kolayca genetiği değiştirilmiş fare suşları geniş bir yelpazede uygulanabilir ve diğer mevcut deri hastalığı modelleri ile kombine edilebilir çok yönlüdür, bariyer eksikliği modelleri gibi, altında Malassezia etkisini incelemek için patolojik ve inflamatuar cilt hastalıkları7. Bu nedenle, farelerde deneysel Malassezia deri enfeksiyonu açıklanan modeli homeostaz ve hastalık bağlamında cilt bağışıklık sistemi ile mantar etkileşimini araştırmak için esneklik yüksek derecede sağlar.
Bu protokol, Malassezia spp. ile farelerin deneysel deri enfeksiyonu açıklar patojenik potansiyeli nedeniyle, Malassezia spp. İsviçre de dahil olmak üzere bazı ülkelerde BSL2 patojenleri olarak sınıflandırılır. Lütfen yerel yönergeleri kontrol edin ve yerel makamlar tarafından yönetmeliklere uyun. BSL2 sınıflandırılmış organizmalar BSL2 sertifikalı biyogüvenlik kabinesi (BSC) altında eğitimli personel tarafından ele alınmalıdır. BSL2 sınıflandırılmış organizmalarla kontamine olan biyolojik atıkların yanı sıra, bu tür organizmalarla enfekte olmuş farelerden alınan leşler imha edilmeden önce otoklavlanmalıdır. Farelerle yapılan deneylerde, acıçekmeyi en aza indirmek ve 3R ilkelerine göre en yüksek etik ve insancıl standartları sağlamak için tüm çabalar gösterilmelidir (değiştirin, rafine edin, azaltın)10. Bu protokolde açıklanan deneyler M. pachydermatis (ATCC 14522), M. furfur (ATCC 14521) ve M. sympodialis (ATCC 42132)7ile gerçekleştirilmiştir.
Bu protokol, malassezia spp tarafından yaygın olarak kullanılan inbred fare suşu C57BL/6 deri enfeksiyonu açıklar. suşları enfeksiyon dozu ayarlama gerekebilir, analiz zaman noktası (lar) vb. Tekrarlanabilirliği sağlamak için, fare grupları her zaman aynı yaşta ve cinsiyette olmalıdır. Farelerin kaynağı, genetik arka plandaki küçük değişiklikler ve satıcılar arasında var olan ve tek bir üreme tesisinin farklı birimleri arasında bile var olabilecek mikrobiyotadaki farklılıklar ın bile, enfeksiyon ders. Bu protokolde açıklanan Malassezia enfeksiyon modelini kurarken, kolonizasyonun kapsamı, mantar temizliğinin kinetikleri ve en uygun istibe koşullarını belirlemek için indüklenen iltihap ve patoloji (örn. kulak derisi enfeksiyondan önce bariyer bozulursa).
Tekrarlanabilirliği sağlamak ve deney grupları arasındaki farklılıkları güvenilir bir şekilde saptamak için, grup başına kullanılan hayvan sayısı istatistiksel analize göre hesaplanmalıdır. Örneklem büyüklüğü, biyolojik ve deneysel varyasyonları (örneğin, bağışıklık sistemindeki değişim nedeniyle) dikkate alan etki boyutu, hata hızı ve güce göre hesaplanır. Etik nedenlerden dolayı gereksiz yere çok sayıda hayvan kullanmaktan kaçının. Malassezia cilt enfeksiyonu ile ilgili olarak, mantar ile sadece bir kulak tedavi ve aynı fare içinde bir kontrol olarak diğer kulak kullanarak, fareler tımar zaman her iki kulak mantar yayılabilir çünkü tavsiye edilmez. Ancak, mantar yükünün belirlenmesi, bağışıklık hücrelerinin izolasyonu veya histolojik analiz gibi farklı metodolojik okumalar için 1/2 kulak kullanmak genellikle yeterlidir ve deneylerde kullanılan hayvan sayılarında önemli bir azalma ile sonuçlanır.
Bugüne kadar 18 farklı Malassezia türü tanımlanmıştır. Malassezia cinsi içindeki türler arası ve türler arası değişimler konakla etkileşimi etkileyebilir, çünkü diğer insan patojenik mantarlar üzerinde yaptığımız çalışmalardan da öğrendik13. Farklı Malassezia türleri ve suşları kökeni farklıdır (örneğin, M. pachydermatis hayvanlardan izole en sık görülen türdür, M. restrictaise, M. globosa ve M. sympodialis en farklı cilt alanları arasında bu türlerin değişken dağılımı ile insanlarda mantar deri mikrobiyom önemli üyeleri). Bazı türler kommensalizm ile ilişkilendirilirken, diğerleri daha patojen olarak düşünülse de, ayrıntılı kanıtlar nispeten zayıf kalmıştır. Daha da önemlisi, bazı türler ve suşlar doğal olarak diğerlerinden daha büyümek zordur. Bu nedenle, enfeksiyon için hangi tür/zorlanmanın kullanılacağına karar araştırma sorusuna dayanmalıdır.
Candida albicans veya Staphylococcus aureus gibi bazı mikrobiyal organizmalar ile murine cilt deneysel enfeksiyon enfeksiyon önce epidermal bariyer bozulması gerektirir, örneğin, kum kağıdı ile14, 15,16. Buna karşılık, Burada açıklanan Malassezia enfeksiyonu modeli ile ve bariyer bozulması olmadan eşit derecede verimli7. Deri enfeksiyon7önce sıyrılmış bant ise mantar tarafından indüklenen inflamasyon derecesi büyük ölçüde artar. Bu nedenle, cilt Malassezia uygulamadan önce manipüle edilmelidir olup olmadığını araştırma soruya bağlıdır. Kronik ve akut deri iltihabıçeşitli modeller (örneğin, gecikmiş tip aşırı duyarlılık modelleri (DTH) ve kontak taşırı duyarlılık modelleri (CHS)) ve bariyer eksikliği modelleri kommensal maya katkısını araştırmak için ilgi olabilir cilt patolojilerine.
Belirli patojen içermeyen (SPF) koşullar altında tutulan inbred fareler (bilgimiz için) doğal Malasseziaile kolonize değildir. Bu nedenle, fare kulak derisine Malassezia deneysel uygulama sırayla 1 – 2 hafta7içinde mantar temizliği yol açan konak, akut bir yanıt neden mantar birincil maruz imal temsil eder. Bu protokolde açıklanan model bu nedenle sadece kısmen immünobeceriksiz insanlar veya kalıcı Malasseziaile kolonize diğer konak organizmalarda durumu yansıtır iken, deneysel enfeksiyon geniş bir pencere sağlar antifungal bağışıklık ve bu yanıtın altında yatan hücresel ve moleküler mekanizmaları inceleme fırsatı. Ayrıca farklı Malassezia türlerine ve suşlarına farklı deneysel koşullar altında (örneğin, cildin bariyer bozulması ile ve olmadan) yanıt varyasyonları araştırılmasına olanak sağlar.
Malassezia çalışma – konak etkileşimleri kültürlerde izole hücre tipleri ile in vitro deneyler geçmişte sınırlı olmuştur (örneğin, keratinosit hücre hatları, PBMCs). Bu çalışmalar Malassezia ve ev sahibi17arasındaki etkileşimi şekillendiren mantar ve konak belirleyicilerine ışık tutsa da, mantarın kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına izin vermezler – kompleksteki konak etkileşimi keratinositler, fibroblastlar ve dokuda yerleşik bağışıklık hücreleri gibi sürekli iletişim halinde olan birden fazla hücre tipini içeren cildin çevresi, aynı zamanda dokuya sadece mikrobiyal karşılaşma sırasında sızan lökosit popülasyonları Cilt. Bu çok hücreli ağ in vitro modellerde, en gelişmiş organoid sistemlerde bile tam olarak çoğaltılamaz. Böylece, farelerin deneysel enfeksiyon hala immünoloji ve bulaşıcı hastalık araştırmaaltın standart temsil eder, ve burada açıklanan modelin durumu Malassezia araştırma alanında bir atılım temsil eder. Daha da önemlisi, bu model malassezia’nın aksi takdirde tedirgin olmayan fare kulak derisine epitanöz uygulamasına dayanır ve mantarın dokuya enjekte edilerek aşılanmasına neden olmaz, örneğin, deri altı veya intraperitoneal olarak, öncekiçalışmalarda rapor 18, her ikisi de doğal olarak kolonize konaklarda durumdan daha uzakolan.
Bu protokolde açıklanan Malassezia enfeksiyonu modelini diğer kullanılabilir fare modelleri ile birleştirme olasılığı, uygulamanın kapsamını ve esnekliğini büyük ölçüde artırır. İkincisi belirli cilt bozukluklarının çeşitli modeller içerir, atopik dermatit önemli özelliklerini taklit bariyer eksikliği modeli gibi, insanlar ve köpeklerde Malassezia ile ilişkili bir hastalık. Ayrıca, Malassezia ile cildin epitaneous enfeksiyonu kolayca ilgi konak genlerde genetik kusurları olan fareler uygulanabilir, ya da ilgi bir hücre tipi genetik silinir fareler veya farmakolojik olarak tükenmiş olabilir (örneğin, anlamına gelir difteri toksin reseptör ifade farelerde difteri toksin uygulanması). Bu tür modeller kommensal ve patojenik mikroplara konak yanıt diseksiyon için kaçınılmaz bir araç temsil, Malasseziadahil , ve mantar-konak etkileşimbu genlerin ve hücre tipinin rolünü değerlendirmek için. Malassezia-konak cilt etkileşimi analizleri bu protokolde açıklananın çok ötesine genişletilebilir. Bunlar arasında histoloji (örn. deri patolojisinin derecesini belirlemek veya mantarın neden olduğu epidermal kalınlaşma) immünohistokimya veya hücre tipine yönelik antikorlar kullanılarak doku bölümlerinin immünofloresan boyanması yer almaktadır. özel belirteçler veya diğer ilgi molekülleri. Ayrıca, enfekte deri dokusundan hücrelerin izolasyonunu (örneğin, doku yerleşik veya doku-infiltrasyon lökosit alt kümeleri) içerebilir polarizasyon, düzenleme ve Malassezia bağışıklık yanıtının dinamikleri büyük bir derinlikte çalışma.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma İsviçre’deki Zürih Üniversitesi tarafından desteklenmiştir.
Agar | Sigma-Aldrich | A1296-1KG | |
Attane Isoflurane | Piramal Healthcare | – | |
Biosaftey cabinet (BSC) Faster Ultra Safe | DASIT GROUP | TEC 5594 | BSL2 certified |
Centrifuge | Eppendorf | 5415D | compatible with 2ml Eppendorf tubes |
Dessicated Ox-bile | Sigma-Aldrich | 70168-100G | |
Eppendorf Tubes (2 ml) | Eppendorf | 0030 120.094 | |
Glucose | Sigma-Aldrich | 49159-5KG | |
Gylcerol (99 %) | Honeywell | 10314830 | |
Heating pad | Eickenmeyer | 648048 | |
Incubator Hereaus B20 | Heraeus | 412047753 | BSL2 certified |
Ketasol (100 mg) | Graeub AG | 6680416 | |
Magentic heating plate MR Hei-Standard | Heidolph Instruments | 442-1355 | |
Malassezia spp. | ATCC | 14522, 14521, 42132 | |
Malt extract | Sigma-Aldrich | 70167-500G | |
Multiply Biosphere Tubes (200 µl) | Sarstedt AG | 7084211 | Safelock |
Native olive oil | – | – | commerc. available |
Nonidet P40 | Axon Lab | A1694,0250 | |
Oditest measurment devise | Kroeplin | S0247 | range 0-5 mm |
Oleic Acid | Sigma-Aldrich | 75090-5ML | |
Peptone | Oxoid | LP0037 | |
Petri dishes | Sarstedt AG | 82.1473 | |
Phosphat buffered salt solution (PBS, 1x) | Amimed/Bioconcept | 3-05F39 | |
Rompun (2 %) | Bayer | KP0BFHR | |
Shaking incubator Infors Minitron | Infors | – | BSL2 certified |
Spectrometer | Jenway | 20308 | optical density measurement at 600nm |
Spectrometer Cuvettes | Greiner Bio-One | 613101 | |
Stainless Steel balls (5mm) | ABF | KU.5G80 1.3541 | |
Syringes 1 ml Sub-Q | BD Bioscience | 305501 | |
Tissue Lyzer II | Quiagen | 85300 | |
Transpore Hypoallergic Tape | 3M | 1527-1 | |
Tween 40 | Sigma-Aldrich | P1504-100ML | |
Vitamin A Retinoli Palmitas Eye Cream | BAUSCH & LOMB | commerc. available |