Valutazione dell'invasione batterica delle cellule cardiache in coltura e colonizzazione cardiaca nei topi infetti utilizzando listeria monocytogenes

La Listeria monocytogenes è un agente patogeno intracellulare gram-positivo in grado di causare gravi malattie nelle popolazioni sensibili, tra cui anziani, donne incinte, persone con HIV / AIDS e persone che ricevono la chemioterapia¹. L’infezione in queste popolazioni è spesso il risultato dell’ingestione di prodotti alimentari contaminati e la maggior parte delle infezioni sono associate a focolai di origine alimentare su larga^{scala 2,3}. Nell’uomo e in altri mammiferi, L. monocytogenes è in grado di trasporre attraverso il confine epiteliale dell’intestino tenue, per poi essere trasportato al fegato^4,5. I modelli animali suggeriscono che i batteri ingeriti si replicano all’interno dei villi intestinali e transitano al fegato attraverso la vena portale o si diffondono attraverso i linfonodi mesenterici nel flusso sanguigno, portando alla diffusione ematogena al fegato e alla milza^6,7. Nel fegato e nella milza, il batterio è in grado di mediare l’assorbimento sia nei fagociti professionisti che nelle cellule parenchimali residenti e stabilisce rapidamente infezioni all’interno di questi organi. Con l’aumentare della carica batterica, numerosi batteri vengono dispersi nel sangue, dove sono in grado di colonizzare ulteriormente i tessuti sensibili tra cui il sistema nervoso centrale e la placenta (dove presente). La colonizzazione di questi siti preclude le manifestazioni più comuni di listeriosi negli esseri umani, tra cui meningite, encefalite e aborto fetale².

Alcune sottopopolazioni di L. monocitogene hanno recentemente dimostrato di avere una maggiore capacità di invadere e replicare all’interno del tessuto cardiaco⁸. Le manifestazioni di coinvolgimento cardiaco sono varie e vanno dall’endocardite e pericardite, alla miocardite fulminante completa di anomalie di conduzione^9-13. Il numero complessivo di casi cardiaci L. monocytogenes all’anno è basso, ma può essere sottovalutato in quanto questo aspetto dell’infezione non è generalmente ben riconosciuto. La colonizzazione del cuore da parte di agenti patogeni richiede spesso predisposizioni ospiti come danni valvulari preesiste o valvole cardiache artificiali. Esistono, tuttavia, isolati di L. monocytogenes che sono stati identificati che si notano per la loro capacità di colonizzare il cuore degli animali infetti in assenza di danni cardiaci e/o anomalie⁸.

Nel presente documento sono descritti metodi in vitro e in vivo per valutare la colonizzazione batterica del tessuto cardiaco all’interno di animali infetti utilizzando test di invasione nella coltura tissutale e infezioni animali vive. Questi metodi si sono dimostrati utili non solo per identificare ceppi con il potenziale di colonizzare il tessuto cardiaco negli animali infetti, ma dovrebbero anche essere utili per l’identificazione di prodotti genetici batterici che servono a migliorare l’invasione delle cellule cardiache e / o provocare cambiamenti nella patologia cardiaca. Questi metodi facilitano il confronto del cardiotropismo tra più ceppi. Per i metodi qui descritti, L. monocytogenes 10403S è usato come rappresentante ben studiato di un ceppo non cardiotropico e l’isolato clinico 07PF0776 è usato come esempio rappresentativo di un ceppo cardiotropico. Questi due ceppi sono stati scelti per fornire un confronto per l’invasione batterica di cellule cardiache in vitro e la colonizzazione dei cuori dei topi infetti in vivo. L’isolato 07PF0776 è un isolato clinico recuperato da un ascesso interventricolare che ha causato un’aritmia fatale in un paziente HIV+⁸. L. gli isolati monocitogeni possono variare nel loro potenziale di virulenza e, data la propensione della Listeria a infettare le persone con immunosoppressione e le donne incinte, le persone all’interno di queste popolazioni dovrebbero prestare attenzione nel valutare diversi isolati clinici.