Studere oksidativt Stress forårsaket av Mitis gruppe Streptococci i Caenorhabditis elegans

Mitis gruppe streptococci er menneskelige commensals av orofaryngeal hulrom¹. Men kan disse organismene unnslippe denne nisje og forårsaker en rekke invasive sykdommer². Infeksjoner forårsaket av disse mikroorganismer inkluderer bacteremia, endokarditt og orbital cellulitt,^2,,^3,,^4,,^5,,⁶. Videre de dukker opp som forårsaker agenter av blodbanen infeksjoner i immunsupprimerte, neutropenic og pasienter som har gjennomgått kjemoterapi^5,7,8,9 .

Mekanismene underliggende mitis gruppe patogenesen er obskure, fordi noen virulens faktorer har blitt identifisert. Gruppen mitis er kjent for å produsere H₂O₂, som har vist seg for å spille en viktig rolle i oral mikrobielle samfunn¹⁰. Flere studier har nylig merket en rolle for H₂O₂ som en cytotoxin som induserer epithelial celle død^11,12. S. lungebetennelse, som tilhører denne gruppen, har vist seg å produsere høye nivåer av H₂O₂ som induserer DNA skade og apoptose i alveolar celler¹³. Bruker en akutt lungebetennelse dyremodell, viste samme forskerne at produksjonen av H₂O₂ av bakterier gir en virulens fordel. Studier på pneumokokk hjernehinnebetennelse har også vist at patogen-avledet H₂O₂ fungerer synergi med pneumolysin å utløse neuronal celle død¹⁴. Disse observasjonene klart å etablere at H₂O₂ produsert av denne gruppen av bakterier er viktig for deres virusets.

Interessant, har det også vist at medlemmer av mitis gruppe S. mitis og S. oralis forårsake død Rundormer C. elegans via produksjon av H₂O₂^15,16. Denne frittlevende Rundormer har blitt brukt som en enkel, genetisk medgjørlig modell for å studere mange biologiske prosesser. Ormen har nylig dukket opp som en modell å studere vert-patogen interaksjoner^17,18. I tillegg har flere studier understreket viktigheten av å studere oksidativt stress bruker denne organismen^19,20,21. Den korte livssyklusen, evne til å pusse gener av interesse ved RNAi, og bruk av grønne fluorescerende protein (GFP)-smeltet journalister å overvåke genuttrykk er noen av attributtene som gjør det et attraktivt modellsystem. Enda viktigere, er veier som regulerer oksidativt stress og medfødt immunitet i ormen svært bevart med pattedyr^20,22.

I denne protokollen, skal vi se hvordan å bruke C. elegans å belyse virusets skyldes streptokokk-avledet H₂O₂. En modifisert overlevelse analysen vises, og medlemmer av gruppen mitis er kjøpedyktig drepe ormer raskt via produksjon av H₂O₂. Ved hjelp av medlemmer av gruppen mitis, en vedvarende biologiske kilde til reaktive oksygen arter er (ROS) gitt, i motsetning til kjemiske kilder som induserer oksidativt stress i ormer. Videre kan bakterier kolonisere ormer, hvilke innrømmer for H₂O₂ å rettes direkte mot intestinal cellene (i forhold til andre kilder som må krysse flere barrierer). Analysen valideres enten 1) for å bestemme overlevelse skn-1 mutert stamme eller 2) ved å banke ned skn-1 bruker RNAi i ormer i forhold til N2 vill-type og vektor kontroll behandlet ormer. SKN-1 er en viktig transkripsjon faktor som regulerer oksidativt stressrespons i C. elegans^23,24,25. I tillegg til overlevelse analyser brukes en orm belastning uttrykke SKN-1B/C::GFP transgene reporter overvåke aktivering av oksidativt stress respons via produksjon av H₂O₂ av gruppen mitis.