Этот протокол описывает модель мыши цефоперазона из Clostridium несговорчивый инфекции (CDI) с использованием клинически релевантных и генетически-послушное штамм, R20291. Акцент на клиническом мониторинге заболеваний, C. несговорчивый бактериального токсина, перечисление цитотоксичности и гистологических изменений по всему КДИ в мышиной модели подробно описаны в протоколе.
Clostridium difficile is an anaerobic, gram-positive, spore-forming enteric pathogen that is associated with increasing morbidity and mortality and consequently poses an urgent threat to public health. Recurrence of a C. difficile infection (CDI) after successful treatment with antibiotics is high, occurring in 20-30% of patients, thus necessitating the discovery of novel therapeutics against this pathogen. Current animal models of CDI result in high mortality rates and thus do not approximate the chronic, insidious disease manifestations seen in humans with CDI. To evaluate therapeutics against C. difficile, a mouse model approximating human disease utilizing a clinically-relevant strain is needed. This protocol outlines the cefoperazone mouse model of CDI using a clinically-relevant and genetically-tractable strain, R20291. Techniques for clinical disease monitoring, C. difficile bacterial enumeration, toxin cytotoxicity, and histopathological changes throughout CDI in a mouse model are detailed in the protocol. Compared to other mouse models of CDI, this model is not uniformly lethal at the dose administered, allowing for the observation of a prolonged clinical course of infection concordant with the human disease. Therefore, this cefoperazone mouse model of CDI proves a valuable experimental platform to assess the effects of novel therapeutics on the amelioration of clinical disease and on the restoration of colonization resistance against C. difficile.
Clostridium несговорчивый является анаэробная, грамположительных, спорообразующие бациллы , которая вызывает опасные для жизни понос 1. C. несговорчивый инфекция (КДИ) связано с повышением заболеваемости и смертности людей и результаты в более чем $ 4,8 млрд в расходы на здравоохранение в 1-4 года. В 2013 году Центры по контролю и профилактике заболеваний к категории C. несговорчивый как неотложное антибактериальной риска возникновения резистентности, что свидетельствует о том , что она представляет собой насущную угрозу для здоровья населения 1. В настоящее время лечение антибиотиками с ванкомицин и метронидазол считаются стандартом лечения КДИ 5. К сожалению, рецидив КДИ после успешного лечения антибиотиками высока, происходит в 20 – 30% больных 2,5-7. Таким образом, открытие новых терапевтических средств против этого возбудителя кишечно необходимо. Для оценки терапевтических средств против C. несговорчивый, животной модели , приближенной к болезни человека в переменномlinically релевантных штамм необходим.
Первоначально постулаты Коха были созданы для C. несговорчивый в 1977 году с использованием клиндамицина обработанной модели сирийский хомяк 8. Эта модель до сих пор используется сегодня , чтобы исследовать влияние C. несговорчивый токсинов на патогенез 9,10. Тем не менее, CDI в модели хомяка приводит к высокому уровню смертности и не приближают хронические коварные проявления болезни , которые можно увидеть у людей с КДИ 10,11. На основе доступности и наличия реагента мышиных платформ в области исследований, модель мыши CDI актуальна.
В 2008 году , надежная мышиную модель КДИ была создана путем обработки мышей с коктейлем антибиотика в питьевой воде (канамицин, гентамицин, колистину, метронидазол и ванкомицин) в течение 3 дней с последующим внутрибрюшинного введения клиндамицина 12. Это сделало мышей восприимчивы к КДИ и тяжелым колитом. зависетьмости от дозы вводимого посевного материала, ряд клинических признаков и летальности можно наблюдать с помощью этой модели. Начиная с этого времени, различные схемы лечения антибиотиками были исследованы , что изменяют мышиный кишечную флору, снижение колонизационной резистентности к точке , где C. несговорчивый могут колонизировать желудочно – кишечного тракта (обзор в Best и др. И Лоли & Young) 13,14.
Совсем недавно, широкий спектр цефалоспоринов, цефоперазон, приведены в питьевой воде в течение 5 дней или 10 дней воспроизводимо делает мышей , восприимчивых к КДИ 15. Поскольку введение цефалоспоринов третьего поколения ассоциируются с повышенным риском КДИ в организме человека, использование модели цефоперазон более точно отражает природные заболевания 16. Цефоперазон мышей , обработанных восприимчивого к C.difficile , были поставлены под сомнение с обоими C.difficile , спор и вегетативных клеток из множества штаммов в пределах клиническойАктуальность и вирулентности 17. Несмотря на некоторые из оригинальных исследований с использованием C. несговорчивый вегетативные клетки в качестве инфекционной формы, C. несговорчивый споры считаются основным способом передачи 18.
В последнее десятилетие, C. несговорчивый R20291, A NAP1 / BI / 027 штамм, возник, вызывая эпидемии КДИ 19,20. Мы попытались определить клиническое течение заболевания , когда цефоперазон обработанных мышей заражали с клинически значимой и генетически послушный C. несговорчивый штамма, R20291. Этот протокол детали клинического течения, в том числе потеря веса, бактериальной колонизации, токсин цитотоксичности и гистологических изменений в желудочно – кишечном тракте мышей , зараженных спорами С. несговорчивый R20291. В целом, эта модель мыши оказывается ценным экспериментальной площадкой для КДИ аппроксимирующих болезни человека. Эта модель мыши отличающаяся таким образом, может быть использована для оценки последствийиз новых терапевтических средств на улучшение клинического заболевания и по восстановлению колонизационной резистентности против C. несговорчивый.
This protocol characterizes the clinical course, including weight loss, bacterial colonization, toxin cytotoxicity, and histopathological changes in the gastrointestinal tract, of antibiotic-treated mice challenged with C. difficile R20291 spores. There are several critical steps within the protocol where attention to detail is essential. Accurate calculation of the C. difficile spore inoculum is critical. This calculation is based on the original C. difficile spore stock enumeration, which sho…
The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Trevor Lawley at the Wellcome Trust Sanger Institute for C. difficile R20291 spores and James S. Guy at the North Carolina State University College of Veterinary Medicine for Vero cells, both utilized in this manuscript. Animal histopathology was performed in the LCCC Animal Histopathology Core Facility at the University of North Carolina at Chapel Hill, with special assistance from Traci Raley and Amanda Brown. The LCCC Animal Histopathology Core is supported in part by an NCI Center Core Support Grant (2P30CA016086-40) to the UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center. We would also like to thank Vincent Young, Anna Seekatz, Jhansi Leslie, and Cassie Schumacher for helpful discussions on the Vero cell cytotoxicity assay protocol. JAW is funded by the Ruth L. Kirschstein National Research Service Award Research Training grant T32OD011130 by NIH. CMT is funded by the career development award in metabolomics grant K01GM109236 by the NIGMS of the NIH.
#62 Perisept Sporidicial Disinfectant Cleaner | SSS Navigator | 48027 | This product will require dilution as recommended by the manufacturer |
0.22 μm filter | Fisherbrand | 09-720-3 | Alternative to filter plate for indivdiual samples tested in the Vero Cell Assay |
0.25% Trypsin-EDTA | Gibco | 25200-056 | Needs to be heated in water bath at 37C prior to use |
0.4% Trypan Blue | Gibco | 15250-061 | |
1% Peniciilin/Streptomycin | Gibco | 15070-063 | |
10% heat inactivated FBS | Gibco | 16140-071 | Needs to be heated in water bath at 37C prior to use |
1ml plastic syringe | BD Medical Supplies | 309628 | |
1X PBS | Gibco | 10010-023 | |
2 ml Micro Centrifuge Screw Cap | Corning | 430917 | |
96 well cell culture flat bottom plate | Costar Corning | CL3595 | |
96 well filter plate | Millipore | MSGVS2210 | |
Adhesive Seal | ThermoScientific | AB-0558 | |
Bacto Agar | Becton Dickinson | 214010 | Part of TCCFA plates (see below) |
Bacto Proteose Peptone | Becton Dickinson | 211684 | Part of TCCFA plates (see below) |
Cefoperazone | MP Bioworks | 199695 | |
Cefoxitine | Sigma | C47856 | Part of TCCFA plates (see below) |
Clostridium difficile Antitoxin Kit | Tech Labs | T5000 | Used as control for Vero Cell Assay |
Clostridium difficile Toxin A | List Biological Labs | 152C | Positive control for Vero Cell Assay |
D-cycloserine | Sigma | C6880 | Part of TCCFA plates (see below) |
Distilled Water | Gibco | 15230 | |
DMEM 1X Media | Gibco | 11965-092 | Needs to be heated in water bath at 37C prior to use |
Fructose | Fisher | L95500 | Part of TCCFA plates (see below) |
Hemocytometer | Bright-Line, Sigma | Z359629 | |
KH2PO4 | Fisher | P285-500 | Part of TCCFA plates (see below) |
MgSO4 (anhydrous) | Sigma | M2643 | Part of TCCFA plates (see below) |
Millex-GS 0.22 μm filter | Millex-GS | SLGS033SS | Filter for TCCFA plates |
Na2HPO4 | Sigma | S-0876 | Part of TCCFA plates (see below) |
NaCl | Fisher | S640-3 | Part of TCCFA plates (see below) |
Number 10 disposable scalpel blade | Miltex, Inc | 4-410 | |
PCR Plates | Fisherbrand | 14230244 | |
Plastic petri dish | Kord-Valmark Brand | 2900 | |
Sterile plastic L-shaped cell spreader | Fisherbrand | 14-665-230 | |
Syringe Stepper | Dymax Corporation | T15469 | |
Taurocholate | Sigma | T4009 | Part of TCCFA plates (see below) |
Ultrapure distilled water | Invitrogen | 10977-015 | |
C57BL/6J Mice | The Jackson Laboratory | 664 | Mice should be 5-8 weeks of age |
Olympus BX43F light microscope | Olympus Life Science | ||
DP27 camera | Olympus Life Science | ||
cellSens Dimension software | Olympus Life Science |