כאן, אנו מציגים שיטות כדי לשפר את מחקרי דלקת ריאות משנית על ידי מתן תוואי לא פולשני של חוסר החלטיות לתוך דרכי הנשימה התחתונה ואחריו שחזור הפתוגן וניתוח תעתיק. הליכים אלה ניתנים לעיקור וניתן לבצעו ללא ציוד מיוחד כגון צינורית, חוטי מדריך או כבלי סיבים אופטיים.
דלקת ריאות בקטריאלי משנית בעקבות דלקות שפעת מדרג באופן עקבי בתוך עשרת הגורמים המובילים למוות בארצות הברית. עד כה, מודלים murine של זיהום שיתוף כבר הכלי העיקרי שפותחה כדי לחקור את הפתווגיות הן של זיהומים העיקרי והמשני. למרות השכיחות של מודל זה, אי-התאמות ניכרים בהליכי הליכי מינון, כרכים וefficacies נפוצים בקרב הלימודים. יתר על כן, מאמצים אלה היו מושלמים במידה רבה בטיפול כיצד הפתוגן יכול להיות ישירות המשפיעים על התקדמות המחלה לאחר זיהום. כאן אנו מספקים שיטה מדויקת של משלוח הפתוגן, התאוששות, ניתוח לשמש מודלים murine של דלקת ריאות משנית. אנו מדגימים כי intratracheal האינטללציה מאפשר אספקה יעילה ומדויקת של אמצעי אחסון מבוקרים באופן ישיר ואחיד לתוך מערכת הנשימה התחתונה. הריאות ניתן להשיג כדי להתאושש לכמת את הנטל הפתוגן. בעקבות כריתה של הריאות נגוע, אנו מתארים שיטה לחלץ RNA באיכות גבוהה הפתוגן עבור ניתוח הטרנססקריפט הבאים. הליך זה מועיל להיות שיטה לא ניתוחית של מסירה ללא שימוש בציוד מעבדה מיוחדות ומספק אסטרטגיה הניתנת לקריאה כדי לחקור את התרומות של הפתוגן לדלקת ריאות משנית.
דלקת ריאות בקטריאלי משנית בעקבות זיהום שפעת היא הגורם המוביל למוות בארצות הברית ואזור פעיל של מחקר1,2. למרות מחקרים רבים באמצעות מודלים murine של דלקת ריאות משנית, חוסר עקביות לגבי המחלה הפתוגן והחקירה נשארים3,4,5. בנוסף, בעוד מאמצים קודמים רבים התמקדו ההשפעות האימונומודולטוריים של שפעת שמובילה susceptibly מוגברת לזיהום חיידקי משני, נתונים עדכניים יותר מציע התקפה אלימה של הפתוגן החיידקי הוא שווה המשתתף לקראת הקמת מחלה6,7,8,9. נתונים חדשים אלה מחייבים שיטה מדויקת יותר כדי לחקור דלקת ריאות משנית במודלים murine של זיהום שיתוף המאפשרים חקירה לתוך תגובת הפתוגן.
ייחודי שיתוף מודלים לזיהום שפעת, אורגניזמים מארחים הם במכוון חיסוני במתכוון על ידי זיהום שפעת העיקרי לפני הממשל של סוכן חיידקי משני. על מנת לשכפל ביותר את המחלה בפתוגנזה שנצפתה בפונדקאים אנושיים, זה הכרחי כי עומס הפתוגן של שני סוכנים ראשיים ומשניים להיות נשלט כדי להתבונן השפעות הפרט והקומבינטורית של כל סוכן זיהומיות. בדרך כלל, זיהומים בדרכי הנשימה בעכברים הוקמו באמצעות מינהל intranasal3,4,5,6,10. בגלל תוואי זה הוא ציין להיות פשוט מבחינה טכנית והוא יכול להיות מתאים בכמה יישומים לזיהום יחיד הסוכן, זה לא מתאים מודלים לזיהום שיתוף, כמו הליכי מינון, כמויות המינון, ואת היעילות הם מאוד משתנה בתוך התפרסםספרות 3,4,5,6.
כדי להשיג הבנה מלאה יותר של הפתוגנזה דלקת ריאות משנית, תרומות של שני המארחים והפתוגן חייב להיחשב. לשם כך, פיתחנו גישה ישירה ומגובשת להתאוששות של חיידקים קיימא ו-RNA פתוגן מהריאות הנגועות. שיטה זו עושה שימוש פשוט, לא פולשנית הליך intratra, ואחריו בידוד הבאים של רנ א חיידקי. הליך העברת היתר המתואר במסמך זה דומה לשיטות שתוארו קודם לכן ואינו מוגבל למשלוח הפתוגן11,12,13. השימוש בנוהל מסוים זה מועיל בעלות נמוכה ואינו מחייב שימוש בציוד מיוחד כגון צינורית, חוטי מדריך או כבל סיבים אופטיים; יתר על כן, כי הליך זה אינו פולשני הוא מבודד לחץ מינימלי על נושאים murine, ממזער תגובה דלקתית מתוך מכניקת חיסונים, ומספק נתיב משלוח יעיל לזיהום של נושאים מרובים. בקצרה, העכברים המושהים. מושעים מחותכות מלקחיים משמשים בעדינות לתפוס את הלשון ואחריו על ידי החדרת כפוף טעון מראש, קהה-משופעת, 21-מד מחט לתוך קנה הנשימה ומסירה של עומס הפתוגן. אימות של הליך זה מוכח על ידי אישור חזותי של צבע מופץ באופן שווה לתוך התא הריאתי והתאוששות של עומס חיידקי. אנו לאחר מכן להדגים כיצד לשחזר את האורהולוקוקוס קיימא (S. האוראוס) מן הריאות נגוע ולתאר שיטת השחזור כדי לבודד RNA באיכות גבוהה הפתוגן.
השימוש במודל זה מספק שיטה מאוד יעילה ומתוכוללת לחקר זיהומים חיידקיים משניים. היכולת לשלוט בחוזקה על המסירה של הפתוגן המחלה מאפשרת תצפיות מדויקות יותר של ההשפעות האישיות והקומבינטורית של כל פתוגן. חוסר יעילות בתוואי הintranasal הנפוץ יותר הסביר להניח שתרמו לאי-התאמות בכרכים ובריכוזים הקיימים בספרות. סביר כי העדר מערכת murine מדויקת ללמוד דלקת ריאות משנית בקטריאלי יש הממצאים מזהים תגובות בקטריאלי ספציפיים התורמים חומרת שיתוף זיהומים ריאתי. פיתוח מודל שניתן להתרבות לחקור ביטוי התקפה אלימה במהלך זיהומים חיידקיים משניים עלול להוביל לזיהוי של החיסון או מטרות התרופה שפר זיהומים אלה.
השלב של intratracheal האינסטילציה הוא קריטי כדי ליצור בהצלחה זיהום במערכת הנשימה הנמוכה וכל ניתוח למטה הזרם של פתוגנים. בעת לימוד טכניקה זו, ייתכן שיהיה זה מועיל לתרגל באמצעות צבע (כמתואר בשיטות) לפני ניהול חומר מדבק. שימוש בצבע מאפשר את ההדמיה הישירה של האינורשת למערכת הנשימה. טעות נפוצה שיכולה להתרחש היא החדרת המחט קהה לתוך הוושט במקום קנה הנשימה. הדבר יגרום להעברת האירשת לבטן ולא לריאות. כדי לתקן את הטעות הזאת, להטות את המחט רחוק יותר מהגוף ולהעביר אותו לתוך קנה הנשימה. ברגע שולט, הליך זה יעיל מאוד והוא יכול לשמש לעריכת ניסויים עם מספר גדול של עכברים. העבודה בקבוצות לעכברים מכהים, ניתן להשלים את האינטראאטאל בתוך כ -30 שניות לכל עכבר. בנוסף, ניתן להשלים את כריתה של הריאות בתוך 2 עד 3 דקות לכל עכבר.
שחזור של רנ א וטהור בקטריאלי מרקמות נגוע הוא קריטי לניתוח תעתיק. . ויכולים להרוס במהירות את הניסוי15 שיטות מסוימות כוללות שימוש במעכבי RNase; עם זאת, מצאנו כי הקפאת המדגם ב-80 ° c ב RLT-מרקפטואתנול או באופן מיידי עיבוד המדגם לבידוד RNA באמצעות כל RNase צינורות חינם ריאגנטים יעילים בהפחתת זיהום RNase. בנוסף, אנו ממליצים לטהר מקסימום שישה דגימות בו. כולל יותר משש דגימות יכול לגרום השהיות ממושכות בין שלבי הפרוטוקול שיכולים להסתיים בירידה RNA. לאחר מטוהר, הטיפול צריך גם להילקח כדי למנוע מחזורי הקפאת ההקפאה מיותרת. כך, אם מספר ניתוחים ייעשה על מדגם אחד, הציטוט מטוהרים RNA עבור אחסון ב-80 ° c מומלץ.
בנוסף לטכניקות שנבדקו לעיל, ניתן לבצע שיטה זו על ידי ביצוע שאיפה ברונכיט מכתשיים לפני כריתה והומוציה של הריאות16. זה יכול להתבצע על ידי שאיפה של מערכת הנשימה התחתונה כולה או באמצעות חוט תפר להגביל זרוע אחת הסתעפות של עץ הסימפונות ואחריו שאיפה בענף הנותרים. לעתים קרובות זה מוביל להפחתת ההתאוששות של עומס הפתוגן אך מספק דגימה כאשר מידע כגון פעילות לקטט דהידרוגנאז, זהות האוכלוסייה הסלולרית, פרופילי cy, ניתן להשיג16. יחד נתונים אלה יכולים ליצור הבנה מלאה יותר של אינטראקציות מארח הפתוגן המתרחשים במהלך דלקת ריאות משנית בקטריאלי.
בעוד השיטות שנדונו היו בתוך ההקשר של דלקת ריאות משנית בקטריאלי, הם מתאימים להיות מורחב לכל מודל מורטין של זיהום הנשימה התחתון; באופן ספציפי, אלה שירוויחו מסירה מבוקרת היטב והתאוששות של מותקן. יתרה מזאת, כמו רבים מנתיבי הזיהום האחרים, ניתן להפיק את הבעיות הבלתי-זיהומיות ביישומים שאינם מדבקים, כגון מינהל therapeutics ותרכובות סביבתיות12.
The authors have nothing to disclose.
המחברים היו מודים לניקול מייסנר, md/Ph.D., האוניברסיטה הממלכתית של מונטנה, על עזרתה בהקמת שיטת האינטראטרציה. עבודה זו נתמכת על ידי U.S. המכונים הלאומיים לבריאות (מענקים NIH-1R56AI135039-01A1, GM110732, R21AI128295, U54GM115371), כמו גם כספים מתוך יוזמת המחקר של מערכת האוניברסיטה של מונטנה (51040-MUSRI2015-03) ו אוניברסיטת מונטנה מדינת . תחנת הניסוי של החקלאות
Lysing Matrix B | MP Biomedicals | 6911100 | Referred to in text as "0.1 mm silica beads" |
21-gauge blunt needle | SAI | B21-150 | 1.5" is recommended. |
RNase-Free DNase Set | Qiagen | 79254 | DNase used in the accompanying text. |
FastPrep-24 Classic Instrument | MP Biomedicals | 116004500 | FastPrep FP120 is no longer available. Referred to in text as "Bead Beater" |
TaqMan AIV-Matrix Reagents | Applied Biosystems | 4405543 | Influenza A M-segment qRT-PCR kit. |
Intubation Stand | Kent Scientific | ETI-MES-01 | Referred to in text as "intubation platform." Intubation platform used in the accompanying video was made in house. |
RNeasy Mini Kit | Qiagen | 74106 | RNA purification kit; contains RNeasy columns, Buffer RLT, Buffer RW1, and Buffer RPE |
QIAamp Viral RNA Mini Kit | Qiagen | 52904 | Viral RNA purification kit. |
Tissue Grinders | Thermo Fisher Scientific | 02-542-08 | |
2-Mercaptoethanol (β-Mercaptoethanol) | Calbiochem | UN2966 |