В Vitro модель параллельно плита перфузии системы для изучения бактериальных приверженность графт тканей
Summary
Мы описываем доме разработан в vitro потока камеры модель, которая позволяет исследование бактериальных приверженность графт тканей.
Abstract
Для замены клапана тракта (Антиангинальную) правого желудочка отток в больных с врожденным пороком сердца используются различные клапанами трубопроводы и клапаны смонтированы стента. При использовании протезов материалов, однако, эти трансплантаты восприимчивы к бактериальной инфекции и различных принимающих ответы.
Идентификация бактериальных и принимающих факторов, которые играют жизненно важную роль в эндоваскулярной прилипание микроорганизмов имеет значение лучше понимать патофизиологию начала инфекций, таких как инфекционный эндокардит (IE) и развивать превентивные стратегии. Таким образом необходима разработка моделей компетентным расследовать бактериальной адгезии в условиях физиологического сдвига. Здесь мы описывают использование недавно разработан в vitro перфузии камеры на основе параллельных пластин что позволяет исследование бактериальных присоединения к различным компонентам лоскута ткани, такие как открытые внеклеточного матрикса, эндотелиальных клеток и инертных районы . Этот метод в сочетании с колонии формирование подразделения (CFU) подсчет является достаточным для оценки склонности трансплантата материалов к бактериальной адгезии под поток. Далее, камерная система потока может использоваться для изучения роли компонентов крови в бактериальной адгезии условиях сдвига. Мы продемонстрировали, что источник ткани, их поверхности морфологии и бактериальных видов специфика не основных определяющих факторов в бактериальных приверженность графт тканей с помощью наших собственных разработан в vitro перфузии модели.
Introduction
Золотистый стафилококк (S. aureus) использует различные стратегии вирулентности обойти системе хозяина иммунной обороны колонизации биологических и небиологических поверхностей, имплантированные в человека циркуляции, что приводит к тяжелой внутрисосудистого инфекций, таких как сепсис и IE1,2,3,4,5. IE остается важным лечение связанных осложнением у больных после имплантации протезов сердечных клапанов при отдельных факторов, способствующих начала IEare не еще полностью понятны6,7. Условиях потока бактерии сталкиваются сдвига, которые им необходимо преодолеть для того, чтобы придерживаться судна стены8. Модели, которые позволяют изучать взаимосвязь между бактерий и протезирование клапана тканей или эндотелием под поток, представляют интерес, поскольку они отражают в естественных условиях ситуация больше.
Несколько конкретных механизмов содействия бактериальных присоединение к эндотелиальных клеток (ECs) и подвергаются subendothelial матрица (ECM), ведущих к ткани колонизации и созревания растительностями, будучи важным первые шаги в IE9. Различные стафилококковых поверхности белки или MSCRAMMs (микробной поверхности компонентов, признавая молекул клея матрица) были описаны как посредники адгезии клеток хозяина и ECM белков, взаимодействуя с молекул, таких как фибронектин, фибриноген, коллаген и Виллебранда фактор (VWF)8,10,11. Однако учитывая складывающиеся внутри молекулярная некоторых факторов вирулентности, главным образом изучены в статических условиях, многие из этих взаимодействий могут иметь различные отношение в эндоваскулярной инфекции в циркулирующей крови.
Таким образом мы представляем доме разработан в vitro параллель плита потока камеры модель, которая позволяет оценивать бактериальной приверженность различных компонентов в контексте Tканевые трансплантаты, имплантированные в положении Антиангинальную ECM и ECs. Общая цель метода, описанного в этой работе является изучение механизмов взаимодействия между бактериями и базовой эндоваскулярных тканей в условиях потока, которые тесно связаны с в естественных условиях окружающей среды кровоток патогенов, таких как S. aureus. Этот новаторский подход фокусируется на восприимчивость трансплантат ткани поверхности бактериальной присоединения для выявления потенциальных факторов риска для развития IE.
Protocol
Representative Results
Discussion
Последние клинические наблюдения дают специальные осведомленности для IE как осложнение у пациентов, прошедших Замена клапана Антиангинальную6,13. Дисфункция имплантирован клапан в IE является результатом бактериального взаимодействия с эндоваскулярны?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было организовано предоставление исследовательский фонд ку Лёвен (OT/14/097) для RH. TRV был после защиты докторской сотрудник исследовательского фонда FWO – Фландрия (Бельгия; Предоставить номер – 12K0916N) и RH поддерживается клинических исследований фонда UZ Лёвен.
Materials
| Bovine Pericardium (BP) patch, Supple Peri-Guard Pericardium | Synovis Surgical Innovations, USA | PC-0404SN | |
| Bovine Jugular Vein conduits (BJV) | Contegra conduit; Medtronic Inc, USA | M333105D001 | |
| CH cryopreserved homograft | European Homograft Bank (EHB) | – | |
| Acu-Punch | Acuderm Inc, USA | P850 (8 mm); P1050 (10 mm) | |
| human Albumin | Flexbumin; Baxter, Belgium | BE171464 LOT:16G12C |
|
| Tryptic soy broth (TSB) | Fluka, Steinheim, Germany | 22092-500G | |
| Heart infusion broth (BHI) | Fluka | 53286-500G | |
| Phosphate buffered saline (PBS). | Gibco | 14190-094 | |
| 5(6)-Carboxyfluorescein N-hydroxysuccinimide ester (CF) | Sigma-Aldrich, Germany | 21878-100MG-F | |
| Peristaltic pump (MODEL ISM444B) | Ismatec BVP-Z Standard; Cole Parmer, Wertheim, Germany | 631942-2 | |
| Sonication bath | VWR Ultrasonic Cleaner; VWR, Radnor, Pa | 142-6044 | 230V/50 -60Hz 60VA; HF45kHz, 30W |
| ProLong Gold Antifade Mountant | Invitrogen by ThermoFisher | P36930 | |
| InCell Analyzer 2000 (fluorescence scanner) | GE Healthcare Life Sciences, Pittsburgh, Pa | 29027886 | |
| Arium Pro VF – ultrapure water – H2O MilliQ | Millipore | 87206462 | |
| Microscopic slides – Tissue Culture Chambers (1-well) | Sarstedt | 94.6140.102 | |
| 1-well on Lumox detachable | Sarstedt | 94.6150.101 | |
| Stainless Steel – surgical Blades | Swann-Morton | 311 | |
| Tygon Silicone Tubing, 1/8"ID x 1/4"OD | Cole-Parmer | EW-95702-06 | Temperature range: –80 to 200°C Sterilize: With ethylene oxide, gamma irradiation, or autoclave for 30 min, 15 psi of pressure |
| PharMed BPT Tubing | Saint-Gobain | AY242012 | Autoclavable 30 min at 121°C |
| Tygon LMT-55 Tubing | Saint Gobain Performance Plastics™ | 15312022 | |
| Thermostat | BMG BIOMEDIZINTECHNIK | 300-0042 | 230V, 90VA, 50Hz |
References
- Que, Y. A., Moreillon, P. Infective endocarditis. Nature Reviews Cardiology. 8 (6), 322-336 (2011).
- Werdan, K., et al. Mechanisms of infective endocarditis: pathogen-host interaction and risk states. Nature Reviews Cardiology. 11 (1), 35-50 (2014).
- Moreillon, P., Que, Y. A. Infective endocarditis. The Lancet. 363 (9403), 139-149 (2004).
- Jalal, Z., et al. Selective propensity of bovine jugular vein material to bacterial adhesions: An in vitro study. International Journal of Cardiology. 198, 201-205 (2015).
- Sharma, A., Cote, A. T., Hosking, M. C. K., Harris, K. C. A Systematic Review of Infective Endocarditis in Patients With Bovine Jugular Vein Valves Compared With Other Valve Types. JACC Cardiovascular Interventions. 10 (14), 1449-1458 (2017).
- Malekzadeh-Milani, S., et al. Incidence and predictors of Melody(R) valve endocarditis: a prospective study. Archives of Cardiovascular Diseases. 108 (2), 97-106 (2015).
- Hill, E. E., et al. Management of prosthetic valve infective endocarditis. American Journal of Cardiology. 101 (8), 1174-1178 (2008).
- Claes, J., et al. Clumping factor A, von Willebrand factor-binding protein and von Willebrand factor anchor Staphylococcus aureus to the vessel wall. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 15 (5), 1009-1019 (2017).
- Fowler, T., et al. Cellular invasion by Staphylococcus aureus involves a fibronectin bridge between the bacterial fibronectin-binding MSCRAMMs and host cell beta1 integrins. European Journal of Cell Biology. 79 (10), 672-679 (2000).
- Patti, J. M., Hook, M. Microbial adhesins recognizing extracellular matrix macromolecules. Current Opinion in Cell Biology. 6 (5), 752-758 (1994).
- Massey, R. C., et al. Fibronectin-binding protein A of Staphylococcus aureus has multiple, substituting, binding regions that mediate adherence to fibronectin and invasion of endothelial cells. Cellular Microbiology. 3 (12), 839-851 (2001).
- Jashari, R., et al. Belgian and European experience with the European Homograft Bank (EHB) cryopreserved allograft valves–assessment of a 20 year activity. Acta Chirurgica Belgica. 110 (3), 280-290 (2010).
- Cheatham, J. P., et al. Clinical and hemodynamic outcomes up to 7 years after transcatheter pulmonary valve replacement in the US melody valve investigational device exemption trial. Circulation. 131 (22), 1960-1970 (2015).
- Que, Y. A., et al. Fibrinogen and fibronectin binding cooperate for valve infection and invasion in Staphylococcus aureus experimental endocarditis. The Journal of Experimental Medicine. 201 (10), 1627-1635 (2005).
- Veloso, T. R., et al. Bacterial adherence to graft tissues in static and flow conditions. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 155 (1), 325-332 (2018).
- Liesenborghs, L., Verhamme, P., Vanassche, T. Staphylococcus aureus, master manipulator of the human hemostatic system. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 16 (3), 441-454 (2018).
- Chiu, J. J., et al. Shear stress increases ICAM-1 and decreases VCAM-1 and E-selectin expressions induced by tumor necrosis factor-[alpha] in endothelial cells. Artheriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 24 (1), 73-79 (2004).
- Jockenhoevel, S., Zund, G., Hoerstrup, S. P., Schnell, A., Turina, M. Cardiovascular tissue engineering: a new laminar flow chamber for in vitro improvement of mechanical tissue properties. ASAIO Journal. 48 (1), 8-11 (2002).
- Veltrop, M. H. A. M., et al. Bacterial Species- and Strain-Dependent Induction of Tissue Factor in Human Vascular Endothelial Cells. Infection and Immunity. 67 (11), 6130-6138 (1999).
