미생물 커뮤니티를 공부<em> 생체</em> 사이에 호스트 매개 상호 작용의 모델<em> 칸디다 알비 칸스</em> 및<em> 녹농균</em> 항공에
Summary
While in vitro study of host-pathogen interactions allow the characterization of specific immune responses, in vivo models are required to observe the effects of complex responses. Using Candida albicans exposure followed by Pseudomonas aeruginosa-mediated lung infection, we established a murine model of microbial interactions involved in ventilator-associated pneumonia pathogenicity.
Abstract
호스트 병원체 상호 작용을 공부하는 것은 미생물 감염시 병원성의 기본 메커니즘을 이해하기 위해 우리가 할 수 있습니다. 호스트의 예후는 병원균 1에 대한 적응 면역 반응의 참여에 따라 달라집니다. 면역 반응은 병원체 및 여러 면역 또는 비 면역 세포 유형 2의 상호 작용에서 복잡하고 결과입니다. 시험관 연구는 이러한 상호 작용의 특성과 세포 – 병원균 상호 작용에 초점을 맞출 수 없습니다. 또한, 특히 화농성 만성 폐 질환 또는 기계적 환기 환자에서 환자의기도 3에서는 polymicrobial 커뮤니티 존재 및 호스트 병원균 작용을 복잡. 녹농균 및 칸디다 알비 칸스 모두 문제가 자주 기관지 샘플로부터 단리 4 병원균되고 특히 중환자 5, 심각한 감염과 연관된. 미생물 상호 작용이체외에서 이러한 병원체 사이에보고하지만, 이러한 상호 작용의 임상 적 영향은 6 불분명 남아되었다. C. 알비 칸스과 경찰 사이의 상호 작용을 연구하는 애 루기 노사, C.의 뮤린 모델 P. 다음에 알비 칸스기도의 식민지, aeruginosa- 매개 급성 폐 감염을 행 하였다.
Introduction
동물 모델, 특히 마우스는 병원체에 대해 광범위 면역 반응을 조사하는 데 사용되어왔다. 타고난 및 획득 면역은 설치류와 인간 (7) 사이에 차이가 있지만, 번식의 용이성과 다양한 유전자 녹아웃의 개발, 면역 반응 (8)을 연구하기 위해 쥐에게 훌륭한 모델을합니다. 면역 반응은 복잡하고 병원균의 상호 작용의 결과, 상주 미생물 식물과 여러 면역 (림프구, 호중구, 대 식세포) 및 비 면역 (상피 세포, 내피 세포) 세포 유형 2. 시험 관내 연구는 관찰 허용하지 않습니다 이러한 복잡한 상호 작용은 주로 독특한 세포 병원체의 상호 작용에 초점을 맞추고있다. 동물 모델 사용할 때는주의 매우 특이적이고 중요한 문제로 제한해야하지만, 마우스 모델은 생체 내에서 포유 동물의 면역 반응에 대한 우수한 통찰력을 제공하고 중요한 임상 문제 (7)의 일부를 해결할 수있다.
<p class="jove_content는">기도에서 미생물 커뮤니티는 다른 미생물 (6)의 다수 관련 복잡하다. 무엇 "정상"기도 마이크로 바이 옴을 구성하는 결정 남아 있지만, 주민 커뮤니티 자주 polymicrobial 있으며, 다양한 생태의 원본. 화농성 만성 폐 질환 (낭포 성 섬유증, bronchectasis) 환자 또는 기계적 통풍 환자가 환경 취득 미생물 9 인해기도의 식민지로 특정 식물을 나타낸다. 녹농균 및 칸디다 알비 칸스 모두 문제가 자주 기관지 샘플에서 함께 고립, 5 병원균이다 , 특히 중환자 실 (ICU) 4, 이러한 환자에서 심각한 기회 감염의 책임.피에 대한 항균 치료에 ICU 결과 급성 폐렴 동안 이들 미생물의 분리 녹농균의 B유타 효모는 일반적으로이 사이트에 5에서 병원성 간주되지 않습니다. (P) 사이의 체외 상호 작용을 녹농균 및 C 알비 널리보고하고 이러한 미생물 성장과 서로의 생존에 영향을 미칠 수 있지만, 연구가 종결 수 없다는 것을 보여 주었다 되었다면 C. 존재 알비 칸스 (Candida albicans)는 호스트 (10)에 대한 악영향이나 유리하다. 마우스 모델은 P.의 관련성을 해결하기 위해 개발 된 녹농균 및 C 생체 내 알비 있지만 미생물 사이의 상호 작용은 핵심 아니었다. 사실,이 모델은 C의 참여를 평가하기 위해 설립되었다 호스트 면역 반응, 그리고 결과에 알비 칸스.
루 등에 의해 설립 이전 모델은 이미 다 함께 초기 식민지를 사용 알비 칸스은 P.에 의해 유도 된 급성 폐 감염 다음 녹농균은. 자신의 모델을 사용하여, 저자는 P의 해로운 역할을 발견대한 뛰어난 다 알비 칸스 11 군체. 그러나 루 등은 C.의 높은 부하를 사용 연속 3 일 동안 2 × 106 CFU / 마우스로 자신의 모델에 알비 칸스. 우리는 C.의 -4- 일 모델을 확립 알비 칸스기도 식민지, 또는이 모델 C에서 폐 손상없이 적어도 지속성에 알비 칸스 마우스 (그림 2B) 12, 13 당 105 CFU의 단일 점안 후 사일까지 검색되었습니다. 사일 후 염증 세포의 모집, 염증성 사이토 카인 생성이나 상피 손상의 증거는 관찰되지 않았다. C의 피크의 존재에 48 시간, – (24) 알비 칸은 세포 및 사이토 카인 선천성 면역 반응이 관찰되었다하더라도, 폐 손상의 증거가 없었다. 놀랍게도, 마우스, 따라서 (C)와 식민지 P.의 점안을 비강에 알비 칸스 48 시간 전 녹농균은 피와 쥐에 비해 감염을 감쇠했다 혼자 녹농균 감염. 나는ndeed는, 마우스는 작은 폐 손상을 전시하고 세균 부담 12,13 감소했다.
몇 가지 가설 C.와 이전 식민지의 유익한 효과를 설명 할 수 피에 알비 칸스 녹농균은 급성 폐 감염을 매개 성. 첫째, 각 미생물 정족수 감지 시스템, homoserinelactone 기반 P.를 포함 종간 크로스 토크 (cross-talk) 녹농균 시스템 및 파네 솔 기반 C. 알비 시스템, 평가 하였다. 둘째, C. 폐 상피 세포에서 병원균을 전환 녹농균에 대한 "미끼"대상의 역할 알비 칸스이 연구되었다. 두 가설 (게시되지 않은 데이터) 무효화되었다. 세 번째 가설은 C.에 의한 선천성 면역 시스템의 "마중물"의를했습니다 피에 대한 강화 된 이후 타고난 응답에 대한 책임 알비 칸스 녹농균. 이 가설은 최근 확인되었다. 실제로 C. 알비 칸스의 식민지는 선천성 면역의 프라이밍 throu 주도GH IL-22은 주로 박테리아 증가 클리어런스 결과 선천성 림프계 세포에 의해 분비 폐 손상 (12)를 감소시켰다.
결론적으로, 호스트는 선천성 면역 반응을 조절 및 다른 염증 세포 유형을 포함하는 미생물의 상호 작용에서 중심 배우이다. 이들 복잡한 상호 작용이 시험 관내 면역 해부 될 수있는 반면, 초기 가설은 생체 내 모델에서 적절한 의해 제공 될 수있다. 다음 프로토콜은 다른 미생물에 적응 될 수있다 호스트 매개 병원체의 생체 내 상호 작용 연구의 예를 제공한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
동물 모델, 특히 포유 동물은 면역의 분야에서 호스트 병원체 상호 작용의 복잡한 메커니즘을 규명하는데 유용하다. 물론, 단지 필수적이어야 동물 모델에서 얻을 수있는 정보의 필요성; 그렇지 않으면, 동물의 사용은 체외 모델로 교체해야합니다. 이러한 동물 모델은 병원체 간의 상호 작용이 다 성분 호스트 응답에 의해 매개되기 때문에 단지 동물 모델에 의해 제공 될 수있는 통찰력을 ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge the University of Lille and the Pasteur Institute of Lille, especially Thierry Chassat and Jean-Pierre Decavel, responsible for animal housing breeding safety and husbandry. This work was supported by the “Société de Pathologies Infectieuses de Langue Française” (SPILF).
Materials
| Sevorane, Sevoflurane | Abott | 05458-02 | 250 mL plastic bottle |
| Fluorescence Reader Mithras LB940 | Berthold Technologies | reference in first column | no comment |
| Bromo-cresol purple agar | Biomerieux | 43021 | x20 per unit |
| Pentobarbital sodique 5,47% | CEVA | 6742145 | 100 mL plastic bottle |
| 2-headed valve | Distrimed | 92831 | no comment |
| Sterile inoculation loop 10 µL | Dutscher | 10175 | x1000 conditioning |
| Insuline syringes 1 mL | Dutscher | 30003 | per 100 conditioning |
| 2 positions Culture tube 8 mL | Dutscher | 64300 | no comment |
| Ultrospec 10 | General Electric life sciences | 80-2116-30 | no comment |
| Hemolysis tubes 13 x 75 mm | Gosselin | W1773X | per 100 |
| PBS – Phosphate-Buffered Saline | Life technologies | 10010023 | packaged in 500 mL |
| amikacin 1g | Mylan | 62516778 | per 10 |
| Heparin 10 000 UI in 2 mL | Pan pharma | 9128701 | x 10 per unit |
| RAL 555 coloration kit | RAL Diagnostics | 361550 | 3 flacons of 100 mL |
| 1,5 mL microcentrifuge tube | Sarstedt | 55.526.006 | x 1000 |
| Transparent 300 µL 96-well plate | Sarstedt | 82 1581500 | no comment |
| Yest-peptone-Dextrose Broth | Sigma | 95763 | in powder |
| FITC-albumin | Sigma | A9771 | in powder |
| Luria Bertani Broth | Sigma | L3022 | in powder |
| 25-gauge needle | Terumo or unisharp | A231 | x100 conditioning |
| Cytocentrifuge | Thermo Scientific | A78300003 | no comment |
Riferimenti
- Casadevall, A., Pirofski, L. -. A. The damage-response framework of microbial pathogenesis. Nat. Rev. Micro. 1 (1), 17-24 (2003).
- Eddens, T., Kolls, J. K. Host defenses against bacterial lower respiratory tract infection. Curr. Opi. Immunol. , (2012).
- Beck, J. M., Young, V. B., Huffnagle, G. B. The microbiome of the lung. Translational research : J. Lab. Clin Med. 160 (4), 258-266 (2012).
- Hogan, D. A., Kolter, R. Pseudomonas-Candida interactions: an ecological role for virulence factors. Science. 296 (5576), 2229-2232 (2002).
- Nseir, S., Ader, F. Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans: do they really need to stick together. Crit. Care Med. 37 (3), 1164-1166 (2009).
- Hibbing, M. E., Fuqua, C., Parsek, M. R., Peterson, S. B. Bacterial competition: surviving and thriving in the microbial jungle. Nat. Rev. Micro. 8 (1), 15-25 (2010).
- Gibbons, D. L., Spencer, J. Mouse and human intestinal immunity: same ballpark, different players; different rules, same score. Mucosal Immunol. 4 (2), 148-157 (2011).
- Ariffin, J. K., Sweet, M. J. Differences in the repertoire, regulation and function of Toll-like Receptors and inflammasome-forming Nod-like Receptors between human and mouse. Curr. Opi. Micro.. , (2013).
- Slutsky, A. S., Ranieri, V. M. Ventilator-Induced Lung Injury. NEJM. 369 (22), 2126-2136 (2013).
- Peleg, A. Y., Hogan, D. A., Mylonakis, E. Medically important bacterial-fungal interactions. Nat. Rev. Micro. 8 (5), 340-349 (2010).
- Roux, D., Gaudry, S., et al. Candida albicans impairs macrophage function and facilitates Pseudomonas aeruginosa pneumonia in rat. Crit. Care Med. 37 (3), 1062-1067 (2009).
- Mear, J. B., Gosset, P., et al. Candida albicans Airway Exposure Primes the Lung Innate Immune Response against Pseudomonas aeruginosa Infection through Innate Lymphoid Cell Recruitment and Interleukin-22-Associated Mucosal Response. Infect. Immun. 82 (1), 306-315 (2013).
- Ader, F. Short term Candida albicans colonization reduces Pseudomonas aeruginosa load and lung injury in a mouse model. Crit. care. , 1-33 (2009).
- Risling, T. E., Caulkett, N. A., Florence, D. Open-drop anesthesia for small laboratory animals. Can Vet J. 53 (3), 299-302 (2012).
- Stover, C. K., Pham, X. Q., et al. Complete genome sequence of Pseudomonas aeruginosa PAO1, an opportunistic pathogen. Nature. 406 (6799), 959-964 (2000).
- Boutoille, D., Marechal, X., Pichenot, M., Chemani, C., Guery, B. P., Faure, K. FITC-albumin as a marker for assessment of endothelial permeability in mice: comparison with 125I-albumin. Exp. Lung Res. 35 (4), 263-271 (2009).
- Faure, E., Mear, J. -. B., et al. Pseudomonas aeruginosa type-3 secretion system dampens host defense by exploiting the NLRC4-coupled inflammasome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 189 (7), 799-811 (2014).
- Peleg, A. Y., Hogan, D. A., Mylonakis, E. Medically important bacterial-fungal interactions. Nat. Rev. Micro. 8 (5), 340-349 (2010).
