Iniezione intravitreale e quantificazione dei parametri di infezione in un modello di topo di endoftalmite batterica

L’endoftalmite batterica è un’infezione devastante che causa infiammazione e, se non trattata correttamente, può causare perdita della vista o cecità. L’endoftalmite deriva dall’ingresso di batteri all’interno dell’occhio^1,2,3,4,5. Una volta negli occhi, i batteri si replicano, producono tossine e altri fattori nocivi e possono causare danni irreversibili a delicate cellule e tessuti retinali. Il danno oculare può anche essere causato dall’infiammazione, a causa dell’attivazione di vie infiammatorie che portano all’afflusso di cellule^{infiammatorie all’interno dell’occhio 1,5,6}. L’endoftalmite può verificarsi a seguito di chirurgia intraoculare (post-operatoria), una lesione penetrante all’occhio (post-traumatica), o dalla diffusione metastatica di batteri nell’occhio da un sito anatomico diverso (endogeno)^7,8,9,10. I trattamenti per l’endoftalmite batterica includono antibiotici, farmaci antinfiammatori o intervento^{chirurgico 3,4,11}. Anche con questi trattamenti, la vista o l’occhio stesso possono essere persi. La prognosi visiva dopo l’endoftalmite batterica varia generalmente a seconda dell’efficacia del trattamento, dell’acuità visiva alla presentazione e della virulenza dell’organismo infettivo.

Bacillus cereus (B. cereus)è uno dei principali agenti patogeni batterici che causa endoftalmite post-traumatica^7,12. La maggior parte dei casi di endoftalmite B. cereus ha un decorso rapido, che può causare cecità in pochi giorni. I tratti distintivi dell’endoftalmite di B. cereus includono infiammazione intraoculare in rapida evoluzione, dolore agli occhi, rapida perdita di acuità visiva e febbre. B. cereus cresce rapidamente nell’occhio rispetto ad altri batteri che comunemente causano infezioni^{oculari 2,4,12} e possiede molti fattori di virulenza. Pertanto, la finestra per un intervento terapeutico riuscito^{è relativamente corta 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25}. I trattamenti per questa infezione di solito hanno successo nel trattamento dell’endoftalmite causata da altri agenti patogeni meno virulenti, ma B. cereus endophthalmitis si traduce comunemente in oltre il 70% dei pazienti affetti da una significativa perdita della vista. Circa il 50% di questi pazienti subisce eviscerazione o enucleazione dell’occhio^{infetto 7,16,22,23}. La natura distruttiva e rapida di B. cereus endophthalmitis richiede un trattamento immediato e adeguato. I recenti progressi nel discernere i meccanismi alla base dello sviluppo delle malattie hanno individuato potenziali obiettivi di^{intervento 19,26,27}. I modelli sperimentali di topo di Endoftalmite B. cereus continuano ad essere utili per discernere i meccanismi di infezione e testare potenziali terapie che possono prevenire la perdita della vista.

L’infezione intraoculare sperimentale dei topi con B. cereus è stato un modello strumentale per la comprensione dei fattori batterici e ospiti, nonché delle loro interazioni, durante l’endoftalmite²⁸. Questo modello imita un evento post-traumatico o post-operatorio, in cui i batteri vengono introdotti nell’occhio durante una lesione. Questo modello è altamente riproducibile ed è stato utile per testare terapie sperimentali e fornire dati per miglioramenti nello standard di cura^1,6,19,29,30. Come molti altri modelli di infezione, questo modello consente il controllo indipendente di molti parametri di infezione e consente un esame efficiente e riproducibile dei risultati delle infezioni. Studi su un modello simile nei conigli negli ultimi decenni hanno esaminato gli effetti dei fattori di virulenza di B. cereus nell’occhio^2,4,13,14,31. Iniettando ceppi mutanti B. cereus privi di fattori di virulenza individuali o multipli, il contributo di questi fattori di virulenza alla gravità della malattia può essere misurato da esiti come la concentrazione di batteri in diverse ore di postinfezione o la perdita della funzione^{visiva 13,14,27,31,32}. Inoltre, i fattori host sono stati esaminati in questo modello infettando ceppi di topi knockout privi di specifici fattori infiammatori dell’ospite^{26,29,33,34,35}. Il modello è utile anche per testare potenziali trattamenti per questa malattia iniettando nuovi composti nell’occhio dopo^{l’infezione 30,36}. In questo manoscritto, descriviamo un protocollo dettagliato che include l’infezione di un occhio di topo con B. cereus,la raccolta dell’occhio dopo l’infezione, la quantificazione della carica batterica intraoculare e la conservazione di campioni per saggiare ulteriori parametri di gravità della malattia.