Пневмококк является ведущим возбудителем тяжелой внебольничной пневмонии и отвечает за более чем 2 миллиона смертей во всем мире. Влияние бактериальных факторов, вовлеченных в фитнес или вирулентности можно отслеживать в режиме реального времени в острой мыши пневмонии или бактериемия модели с использованием биолюминесцентных бактерии.
Пневмония является одной из основных проблем здравоохранения в развивающихся и промышленно развитых странах и связана со значительным заболеваемости и смертности. Несмотря на успехи в знании этой болезни, наличия отделениях интенсивной терапии (ОИТ), а также использование сильнодействующих противомикробных препаратов и эффективных вакцин, показатели смертности остаются высокими 1. Пневмококк является ведущим возбудителем внебольничной пневмонии (ВП) и одним из наиболее распространенных причин бактериемии у людей. Это возбудитель оснащен арсенал поверхностно-подвергается адгезинов и вирулентности факторов, способствующих пневмонии и инвазивных пневмококковых инфекций (IPD). Оценка роли в естественных бактериальных фитнес или факторов вирулентности имеет первостепенное значение, чтобы разгадать S. пневмонии патогенности механизмов. Мышиные модели пневмонии, бактериемии и менингита используются для определения влияния пневмококковых факторов при разразличных стадиях инфекции. Здесь мы опишем протокол для мониторинга в режиме реального времени пневмококковой распространения у мышей после интраназального или внутрибрюшинными инфекций с биолюминесцентных бактерий. Результаты показывают, умножение и распространение пневмококков в нижних дыхательных путей и крови, что может быть визуально и оценивали с помощью системы визуализации и программное обеспечение прилагаемого анализа.
Инфекции дыхательных путей, вызванных вирусами или бактериями остаются одним из наиболее распространенных внебольничных или клинических проблем по всему миру, вызывая примерно одну треть всех смертей в мире. Ключевые виды бактерий являются гемофильной и пневмококк 2. Однако эти виды бактерий, как правило, общие компоненты природной флоры дыхательных путей. Таким образом бактериальная каретки также определенного риска развития инвазивного заболевания и в зависимости от иммунного статуса или предрасположенности лиц. Бессимптомно колонизация срабатывает с инвазивными инфекциями. Пневмококк является ведущим возбудителем внебольничной пневмонии (CAP) и один из самых распространенных причин бактериемии у людей. У здоровых лиц С. пневмонии (пневмококки), часто протекает бессимптомно и безвредные колонизаторы верхних дыхательных путей, где они сталкиваются с непатогенных бактерийиз флорой, но и с патогенов, таких как Haemophilus SPP. или золотистый стафилококк и первая линия системы обороны иммунной человека. Ставки по транспортировке являются самыми высокими в маленьких детей (37%) и даже выше в переполненных детских садах (58%) 3-5. Самый молодой населения и пожилых людей, получив пневмококк через аэрозольной передачи от перевозчиков и носоглотки выделениями 6, принадлежат к группам высокого риска и вакцинации с использованием одного из пневмококковых конъюгированных вакцин (PCV10 или PCV13 у детей и 23-валентной полисахаридной PPSV23 у взрослых) Рекомендуется в Соединенных Штатах (США) и многих европейских странах 4. PPSV23 охватывает серотипов, ответственных за ~ 90% бактериемией пневмококковых заболеваний в США и Европе, предотвращая, таким образом, эффективно инвазивных пневмококковых заболеваний (IPD) у взрослых, в то время как PCVs охватывают наиболее распространенные серотипы у детей. Следовательно, IPD из-за типов вакцин (VT) являются РедуCED но невакцинных серотипов отображения высокой вирулентности потенциал и устойчивость к антибиотикам появились 4,7-12. Носоглотки в качестве резервуара является отправной точкой для пневмококков распространяться на пазух или среднего уха, начавших вредных местных инфекций. Что более важно, пневмококки распространяться непосредственно через дыхательные пути в бронхах и легких, в результате чего, угрожающей жизни CAP 4,13. Легочные инфекции часто сопровождаются ткани и разрушения барьера, что позволит возбудителя распространяться в кровь и вызывает IPD. Случаи CAP и IPD являются самыми высокими в ослабленным иммунитетом лиц или в крайних возрастных 4,13. Обстоятельства, ответственные за преобразование из комменсал к патогена с высокой вирулентностью находятся в стадии обсуждения. Однако, помимо изменений в восприимчивости хозяина и эволюционной адаптации сопровождается более высокой вирулентностью и увеличение сопротивления к антибиотикам были предложены иметь решающее влияние на PNEumococcal инфекции 14-16.
Возбудитель наделен множеством адгезинов посреднических тесный контакт слизистой эпителиальных клеток. После преодоления слизи в дыхательных путях, пневмококковая соблюдение клетки-хозяева, облегчается с помощью прямых взаимодействий поверхностных, подвергшихся воздействию адгезинов с клеточными рецепторами и, используя компоненты внеклеточного матрикса или сывороточных белков, как преодоление молекулам 4,17,18. Как универсальные патогены пневмококки также оснащены факторов, участвующих в уклонении от иммунной защитных механизмов. Кроме того, они имеют способность адаптироваться к различным принимающих кругах, таких как легких, крови и спинномозговой жидкости (ликвора), соответственно 5,17,19,20.
Влияние бактериальных факторов на патогенез и воспалительные принимающих ответов исследуется в экспериментальных моделях на животных пневмонии, бактериемии или менингита 21-25. Несмотря на то, патоген человека, эти модели мыLL-создан, чтобы расшифровать пневмококковой ткани тропизм, механизмы вирулентности или protectivity кандидатов пневмококковых вакцин. Генетический фон инбредных линий мышей определяет восприимчивость к пневмококков. BALB / с мышей, инфицированных интраназально пневмококков Было обнаружено, что устойчивые, а CBA / Ca и SJL мыши были более чувствительны против пневмококковых инфекций 22. Это означает, что, похожи на людей, генетического фона и принимающих защитных механизмов определить исход инфекции. Таким образом, необходимы дальнейшие усилия, чтобы разгадать сопротивления локусов в геноме мышей менее чувствительными к пневмококковых инфекций. Полученные данные привели к изменениям в в естественных условиях протоколов вирулентности. Вместо инбредных мышей BALB / с мышей, часто используемых в прошлом, очень уязвимые CD-1/MF1 беспородных линии мышей являются в настоящее время часто используется для изучения влияния потерь на-функции пневмококковой вирулентности или пригодности факторов 26-28. Кроме того, наличиебиолюминесцентной пневмококков и оптических методов визуализации позволяет в режиме реального времени биолюминесценции Bioimaging инфекций. В пневмококков оптимизированный ген кассета luxABCDE (плазмиды Paul-Tn 4001 luxABCDE Км г) был вставлен в одном месте интеграции в хромосому транспозонного мутагенеза. Биолюминесцентный пневмококки были использованы для оценки ослабления пневмококковых мутантов, дефицитных по вирулентности или фитнес-факторов и их транслокации из одной анатомической сайта на другой 26,28-31.
Здесь мы предлагаем протокол для биоизображений пневмококковых инфекций в мышиной пневмонии или сепсиса модели. Усиление и распространение биолюминесцентного пневмококков в интраназально или внутрибрюшинно инфицированных мышей можно легко контролировать с течением времени с помощью оптической системы формирования изображения и того же животного в различные моменты времени.
Все эксперименты, проведенные на животных, должны быть одобрены местными властями и комиссий по этике. В естественных условиях в инфекции экспериментов бактериальная нагрузка в различных принимающих нишах зараженных животных должно быть определено в различные моменты време?…
The authors have nothing to disclose.
Исследования в лаборатории при поддержке грантов от Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG HA 3125/3-2, DFG HA 3125/4-2) и Федеральным министерством образования и научных исследований (BMBF) Медицинская инфекции геномики (ФКЗ 0315828A) в SH.
Todd Hewitt broth | Carl Roth, Karlsruhe, Germany | X936.1 | |
Yeast extract | Carl Roth, Karlsruhe, Germany | 2363.2 | |
Blood agar plates | Oxoid, Wesel, Germany | PB5039A | |
Kanamycin | Carl Roth, Karlsruhe, Germany | T832.2 | |
Erythromycin | Sigma-Aldrich,Taufkirchen, Germany | E6376 | |
fetal bovine serum (FBS) | PAA Laboratories, Coelbe, Germany | A11-151 | |
CD-1 mice, female | Charles River, Sulzfeld, Germany | CD1SIFE06W08W | female CD-1 mice, six to eight weeks old |
Ketamin 500mg, Curamed injection solution | Schwabe-Curamed, Karlsruhe, Germany | ||
Rompun 2%, injection solution | Bayer Animal Health, Monheim, Germany | ||
BD Plastipak 1 ml syringes | Becton Dickinson, Heidelberg, Germany | 300015 | sterile Luer-Lok™ syringes with needle |
Gel Loader Tips | peqlab | 81-13790 | MµltiFlex™ Tips |
Hyaluronidase | Sigma-Aldrich | H3884-100mg | Hyaluronidase Type IV-S from Bovine test |
Oxygen | Air Liquide, Düsseldorf, Germany | M1001L50R2A001 | |
Isofluoran | Baxter, Unterschleißheim, Germany | ||
pGEM-T Easy | Promega, Mannheim, Germany | ||
Oligonucleotides | Eurofins MWG, Ebersberg, Germany | ||
Qiaprep Spin Midiprep Kit | Qiagen, Hilden, Germany | 27104 | |
PCR DNA purification kit | Qiagen, Hilden, Germany | 28106 | |
Equipment | |||
Living Image 4.1 software | Caliper Life Sciences/PerkinElmer, Rodgau, Germany | ||
XGI-8 Gas Anesthesia System | Caliper Life Sciences/PerkinElmer, Rodgau, Germany | ||
IVIS Spectrum Imaging System | Caliper Life Sciences/PerkinElmer, Rodgau, Germany | ||
Biophotometer | Eppendorf AG, Hamburg, Germany |