Mikrobiyal Toplulukları incelenmesi<em> İn Vivo</em>: Arası Ana aracılı Etkileşim Modeli<em> Candida albicans</em> Ve<em> Pseudomonas aeruginosa</em> Airways
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
Konak-patojen etkileşimi incelenmesi mikrobik enfeksiyon sırasında patojenite altında yatan mekanizmaları anlamak için bize sağlar. Ev sahibi prognozu patojenin 1 karşı adapte bağışıklık tepkisinin katılımı bağlıdır. İmmün cevap patojenler ve çeşitli immün ya da non-immun hücre tiplerinin 2 etkileşiminden karmaşık ve sonuçlar olduğunu. In vitro çalışmalar, bu etkileşimlerin karakterize ve hücre-patojen etkileşimleri odaklanmak olamaz. Dahası, özellikle süpüratif kronik akciğer hastalığı olan veya mekanik ventilasyon uygulanan hastalarda hastalarda havayolu 3'te, polimikrobial topluluklar mevcut ve konak-patojen etkileşimi zorlaştırıyor. Pseudomonas aeruginosa ve Candida albicans, hem sorun sık sık trakeobronşiyal örneklerinden izole, 4 patojenler olup, Özellikle yoğun bakım ünitesinde 5, şiddetli enfeksiyonlara ilişkili. Mikrobiyal etkileşimler varin vitro bu patojenlerin arasında bildirilen ancak bu etkileşimlerin klinik etkisi 6 belirsizliğini koruyor mu. C. Albicans ve P. arasındaki etkileşimleri incelemek aeruginosa, C. bir murin modelinde Bir P. tarafından takip albicans hava yolları kolonizasyonu, aeruginosa- aracılı akut akciğer enfeksiyonu yapıldı.
Introduction
Hayvan modelleri, özellikle de fare, yoğun patojenlere karşı bağışıklık karşılıklarını keşfetmek için kullanılmıştır. Doğuştan ve edinsel bağışıklık kemirgenler ve insanlarda 7 arasında farklılık göstermekle birlikte, ıslah kolaylığı ve çok sayıda genler için tırnakları geliştirilmesi, bağışıklık tepkilerini 8 incelemek için farelere mükemmel bir model olun. Bağışıklık tepkisi karmaşıktır ve bir patojenin etkileşimi sonucu, yerleşik flora ve çeşitli immün (lenfositler, nötrofiller, makrofajlar) ve non-immün (epitel hücrelerinde, endotel hücreleri) hücre türleri 2. İn vitro çalışmalar, gözlem izin vermez Bu karmaşık etkileşimler ve ağırlıklı olarak benzersiz hücre-patojen etkileşimleri odaklanın. Hayvan modelleri dikkatle kullanılmalıdır ve çok özel ve ilgili sorulara sınırlı olmalıdır iken, fare modelleri in vivo memeli bağışıklık tepkisi içine iyi bir fikir verir ve önemli klinik sorulara 7 bölümlerini hitap edebilir.
<p class="jove_content"> solunum yolları üzerinden mikrobik farklı mikroorganizma 6 çok sayıda ilişkilendirme karmaşıktır. Ne bir "normal" bir hava yolu mikrobiyomları teşkil belirlenecek devam ederken, yerleşik topluluklar sık sık polimikrobiyaldir, ve çeşitli ekolojik kaynaklardan. Süpüratif kronik akciğer hastalığı (kistik fibrozis, bronchectasis) olan hastalar ya da mekanik ventilasyon hastalar çevre edinilen mikroorganizmalar 9 ile bağlı solunum yollarının kolonizasyonu belirli bir bitki örtüsü sergilerler. Pseudomonas aeruginosa ve Candida albicans, hem sorun sık sık trakeobronşiyal örneklerinden birlikte izole, 5 patojenler olan ve özellikle yoğun bakım ünitesi (YBÜ) 4, bu hastalarda şiddetli fırsatçı enfeksiyon sorumlu değildir.P. karşı anti-mikrobiyal tedavi YBÜ sonuçlarında akut pnömoni sırasında bu mikroorganizmaların izolasyonu aeruginosa but maya genellikle bu sitede 5'de patojenik olarak kabul edilmez. P. arasındaki In vitro etkileşimleri aeruginosa ve C. albicans yaygın bildirilen ve bu mikroorganizmaların büyümesini ve birbirlerinin yaşam süresini etkiler ancak çalışmalar sonucuna olamayacağını gösterdi olması halinde C. varlığı albicans konak 10 zararlı veya yararlı olduğunu. Fare modelleri P. bu alaka yönelik geliştirilen aeruginosa ve C. in vivo albicans, ancak mikroorganizmalar arasındaki etkileşim önemli nokta değildi. Nitekim, model C katılımını değerlendirmek için kurulmuştur konak immün yanıtın ve sonucun albicans.
Roux ve arkadaşları tarafından kurulan bir önceki model zaten C ile ilk kolonizasyon kullanılan albicans P. tarafından uyarılan akut akciğer enfeksiyonu takiben aeruginosa. Onların modeli kullanarak, yazarlar p zararlı rolünü bulunduanterior C. albicans 11 kolonizasyon. Ancak Roux ve arkadaşları C'lik bir yüksek yük kullanılan 3 ardışık gün boyunca 2 x 10 6 CFU / fare ile modelinde albicans arasından seçilir. Biz C'lik bir 4 günlük bir modeli kurulmuş albicans havayolu kolonizasyonu veya bu modelde C akciğer hasarı olmadan en az sebat, az albicans fare (Şekil 2B) 12,13 başına 10 5 CFU tek bir uygulamasından sonra 4 gün öncesine kadar geri alındı. 4 gün sonra, iltihaplı hücre alımı, enflamatuar sitokin üretimini ne de epitel hasarı bir kanıt gözlenmedi. C tepe varlığı, 48 saat, – 24 'de albicans, hücre ve sitokin doğal immün yanıt gözlemlendi bile, akciğer hasarı hiçbir kanıt yoktu. Şaşırtıcı bir şekilde, fareler, böylece C ile kolonize P. instilasyonunu intranazal albicans 48 saat önce aeruginosa P. ile farelere kıyasla enfeksiyonu zayıflatılmış olan yalnız aeruginosa enfeksiyonu. benndeed fareler az akciğer hasarını sergilenen ve bakteriyel yükün 12,13 azalmıştır.
Birkaç hipotezler C ile önceden kolonizasyon bu olumlu etkisi açıklayabilir P. albicans aeruginosa akut akciğer enfeksiyonu aracılı. Birincisi, her mikroorganizmaları nisabı-algılama sistemleri, homoserinelactone tabanlı P. karıştığı bir türler arası çapraz konuşma aeruginosa sistemi ve farnesol tabanlı C. albicans sistemi değerlendirildi. İkinci olarak, C. akciğer epitel hücrelerinden patojenin aktarma P. aeruginosa için "tuzak" bir hedef olarak hareket albicans çalışılmıştır. Her iki hipotez (yayınlanmamış veri) geçersiz bulundu. Üçüncü hipotez C. tarafından doğuştan gelen bağışıklık sisteminin bir "priming" o oldu P. karşı geliştirilmiş bir sonraki doğal tepki sorumlu albicans aeruginosa. Bu son hipotez doğrulanmıştır. Nitekim C. albicans kolonizasyon doğal bağışıklık bir prime throu yol açtıGH IL-22, özellikle artan bakteriyel boşlukla sonuçlanan, doğuştan gelen lemfoid hücreleri tarafından salgılanır ve akciğer hasarını 12 azalttı.
Sonuç olarak, bir ev sahibi doğuştan gelen bağışıklık tepkisinin modüle edilmesi ve farklı enflamatuar hücre tipleri kapsayan mikroorganizmalar arasındaki etkileşimde bir rol oynamaktadır. Bu karmaşık etkileşmeler bağışıklık in vitro parçalara edilebilir olsa da, ilk hipotez, sadece in vivo modeller, uygun sağlanabilir. Aşağıdaki protokol, diğerleri mikroorganizmalar adapte edilebilir konukçunun yol açtığı patojen etkileşimi üzerinde in vivo çalışmalara bir örnek sunmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hayvan modelleri, özellikle memeliler, bağışıklık alanlarında-konak etkileşimin karmaşık mekanizmalar aydınlatmak için yararlıdır. Tabii ki, sadece gerekli olmalıdır hayvan modellerinden elde bilgiye ihtiyaç; aksi halde, hayvanların kullanımı in vitro modelleri ile değiştirilmelidir. Bu hayvan modeli patojen arasındaki etkileşim çok bileşenli bir konakçı tepkisi tarafından aracılık edildiği için, sadece bir hayvan modeli ile temin edilebilir fikir göstermektedir. Bu konak-patoj…
Disclosures
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 |
References
- 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).
