Summary

نموذج الفئران من المجموعة الثانية<em> العقدية</em> المهبلية الاستعمار

Published: November 16, 2016
doi:

Summary

والغرض من هذا البروتوكول هو تقليد مجموعة بشرية الثانية العقدية (GBS) الاستعمار المهبل في نموذج الفئران. ويمكن استخدام هذا الأسلوب لتحقيق الاستجابة المناعية والعوامل البكتيرية المساهمة في GBS استمرار المهبلي، وكذلك لاختبار الاستراتيجيات العلاجية.

Abstract

العقدية القاطعة للدر (المجموعة الثانية العقدية، GBS)، هو إيجابية الجرام، المستعمر بدون أعراض في الجهاز الهضمي البشري والقناة المهبلية من 10 – 30٪ من البالغين. في الأفراد المناعة للخطر، بما في ذلك حديثي الولادة، والنساء الحوامل، وكبار السن، قد GBS التبديل إلى الممرض الغازية تسبب تعفن الدم والتهاب المفاصل والالتهاب الرئوي، والتهاب السحايا. لأن GBS هي العوامل المسببة للأمراض البكتيرية الرائدة في مجال حديثي الولادة، وتتألف الوقاية الحالية من أواخر فحص الحمل للGBS الاستعمار المهبل واللاحقة العلاج بالمضادات الحيوية الفترة المحيطة بالولادة من الأمهات GBS إيجابية. عبء المهبل GBS الثقيل هو أحد عوامل الخطر بالنسبة للأمراض الأطفال حديثي الولادة والاستعمار. للأسف، لا يعرف إلا القليل عن البلد المضيف والعوامل البكتيرية التي تشجع أو تسمح GBS الاستعمار المهبل. يصف هذا البروتوكول تقنية لإنشاء المستمر GBS الاستعمار المهبل باستخدام واحدة-β استراديول ما قبل المعالجة وأخذ العينات اليومية لتحديد مبناها البكتيريةد. ذلك مزيدا من التفاصيل أساليب لإدارة العلاجات أو الكواشف من فوائد إضافية وجمع المهبل السائل غسل وأنسجة الجهاز التناسلي. وهذا نموذج الفأر يعزز فهم التفاعل GBS المضيف ضمن بيئة المهبل، والتي سوف تؤدي إلى الأهداف العلاجية المحتملة للسيطرة الاستعمار المهبل الأمهات أثناء الحمل ومنع انتقال العدوى إلى الأطفال حديثي الولادة المعرضين للخطر. كما سيكون من مصلحة لزيادة فهمنا للتفاعلات البكتيريا في استضافة العامة في القناة المهبلية الإناث.

Introduction

العقدية القاطعة للدر، المجموعة الثانية العقدية (GBS)، هو، البكتيريا إيجابية الجرام مغلفة التي غالبا ما تكون معزولة من الأمعاء والجهاز البولي التناسلي من البالغين الأصحاء. في 1970s، ظهرت GBS وكيلا للوفيات حديثي الولادة المعدية، مع أكثر من 7000 حالة من حالات مرض حديثي الولادة سنويا 1. المبكر بداية GBS مرض (التخلص من الذخائر المتفجرة) ويحدث في الساعات أو الأيام الأولى من الحياة، ويطرح نفسه هو الالتهاب الرئوي أو ضيق في التنفس، وغالبا ما يتطور إلى تسمم الدم، في حين أن المرض تأخر ظهور (اللد) تستتبعه بعد عدة أشهر، ويقدم مع تجرثم الدم، والتي في كثير من الأحيان التقدم إلى التهاب السحايا 2. اعتبارا من عام 2002، ومراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها توصي الفحص الشامل لGBS الاستعمار المهبل في أواخر الحمل والوقاية باستخدام المضادات الحيوية الولاد (IAP) لأمهات GBS الإيجابية 1. وعلى الرغم من الحد من المرض المبكر بداية إلى ما يقرب من 1000 حالة في الولايات المتحدة بسبب سنويا لIAP،يبقى GBS السبب الرئيسي للتسمم في حديثي الولادة في وقت مبكر الحدوث، وتأخر ظهور قوع يبقى بمنأى 1. سواء في الرحم، أثناء العمل، أو حتى في الحالات المتأخرة من البداية، تعرض الرضع لGBS يتطلب البقاء على قيد الحياة، مستعرضة من خلال عدد من البيئات المضيفة والحواجز، والتهرب المناعي، وفي حالة التهاب السحايا، عبور بالدم درجة عالية من التنظيم حاجز الدماغ 2. المنبع من هذه التفاعلات خبيثة داخل الوليد هو الاستعمار الأولي من القناة المهبلية الأمهات. الأم GBS معدلات الاستعمار المهبلية تتراوح 8-18٪ في البلدان المتقدمة والنامية، وبمعدل متوسط يقدر ب 12.7٪ 3،4. GBS استعمار القناة المهبلية أثناء الحمل قد يكون ثابتا، متقطعة، أو عابرة في الطبيعة بين النساء الفردية 5. ومن المثير للاهتمام، ويرتبط والأمهات العمر> 36 عاما مع الاستعمار المستمرة 6. عوامل الخطر البيولوجية والاجتماعية والاقتصادية العديدة لGBS الاستعمار المهبلتم تحديدها. وتشمل العوامل البيولوجية الهضمي الاستعمار GBS وغياب الملبنة في الأمعاء. ومع ذلك، كما تم المرتبطة العرق، السمنة، والنظافة، والنشاط الجنسي مع GBS النقل المهبل 7.

على الرغم من اشتهر يسبب العدوى حديثي الولادة، يسبب GBS أيضا مجموعة متنوعة من الالتهابات الأمهات على حد سواء الفترة المحيطة بالولادة وبعد الولادة. يتم زيادة GBS النقل في النساء مع تقديم المهبل وفي بعض الحالات، قد يكون حتى الكيان المرض 9. بالإضافة إلى ذلك، GBS صعود الجهاز التناسلي أثناء الحمل قد يؤدي إلى عدوى داخل السلى أو شريوأمنيونيتيس 10. وعلاوة على ذلك، في ما يصل إلى 3.5٪ من حالات الحمل، GBS نشر إلى المثانة البولية أن يسبب عدوى المسالك البولية أو الجرثومية عديمة الأعراض (11). ويرتبط الجرثومية GBS خلال فترة الحمل مع زيادة خطر الاصابة بالحمى أثناء الولادة، شريوأمنيونيتيس، الولادة المبكرة، وprematurالبريد تمزق الأغشية 12. معا، ويرتبط وجود GBS داخل القناة المهبلية لالتهابات أنسجة المضيف متعددة، والقدرة على القضاء على GBS من هذا المتخصصة أمر حتمي بالنسبة للصحة الأمهات والأطفال حديثي الولادة.

حتى وقت قريب، والغالبية العظمى من عمل دراسة التفاعلات GBS مع الجهاز عنقي مهبلي اقتصر على نماذج الخلايا في المختبر 13-15. وقد كشفت هذه التجارب في المختبر العوامل البكتيرية التي تعتبر مهمة للالتزام، بما في ذلك البروتينات السطحية مثل هذه الشعرة وسيرين الغنية يكرر 17،18، وكذلك النظم التنظيمية اثنين من عناصر 15،19 واستجابة النسخي العالمية للظهارة المهبل ل GBS 19. ومع ذلك، لتوضيح كامل التفاعلات المضيف ميكروب داخل القناة المهبلية، وهذا نموذج حيوان قوي أمر ضروري. أظهر العمل في وقت مبكر أن GBS يمكن استردادها من القناة المهبلية من الفئران الملقحة 20،21 والجرذان <سوب> 22 في كل الظروف الحوامل وغير الحوامل. في عام 2005، كان على غرار المدى القصير GBS الاستعمار المهبل في الفئران لدراسة فعالية انزيم فج التحللي لعلاج GBS المهبلية خلال فترة 24 ساعة 23. بعد عدة سنوات، وقد وضعت على المدى الطويل GBS الاستعمار المهبل نموذج الفأر لدراسة العوامل المضيفة والبكتيرية التي تحكم GBS المثابرة. وقد حدد هذا النموذج العديد من العوامل التي تسهم في GBS الاستعمار، بما في ذلك الزوائد سطح 17،18 وGBS أنظمة اثنين من عناصر 19،24. وقد ساهم هذا النموذج على تحديد آليات الاستجابة المضيف 19،25، وكان يستخدم لاختبار العديد من الاستراتيجيات العلاجية، بما في ذلك الببتيدات المناعية 26 و البروبيوتيك 27. هذا البروتوكول يعطي التوجيهات اللازمة لتطعيم GBS في القناة المهبلية الماوس وتتبع فيما بعد الاستعمار وجمع عينات لإجراء المزيد من التحليلات.

Protocol

وقد وافق كل عمل الحيوانية مكتب مختبر رعاية الحيوان في جامعة ولاية سان دييغو وأجرى بموجب المعايير البيطرية مقبولة. إناث الفئران، سن 8-16 أسابيع استخدمت، لتطوير هذا الأسلوب. 1. إعداد وداخل الصفاق حقن β استراديول <li style=";te…

Representative Results

خلال تطوير هذا النموذج، لوحظ متعددة بشأن العوامل التي تؤثر على مدة GBS الاستعمار المهبل. لتحديد مرحلة كيف داقية في الآثار التلقيح GBS استمرار البكتيرية، ونظموا الفئران في يوم من التلقيح عن طريق السائل غسل المهبل. ويوضح الشكل 1 المراحل الأربع ?…

Discussion

لتعزيز النهوض فهم التفاعلات GBS مع كل من المضيف والميكروبات الأخرى في سياق المضيف، مطلوب نموذج حيواني. يصف هذا العمل الجوانب التقنية لإنشاء GBS الاستعمار المهبل في الفئران. هذا البروتوكول يحقق> 90٪ الاستعمار من الفئران من دون استخدام التخدير لتطعيم البكتيريا أو لجمع ع…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We would like to thank the vivarium manager and staff at San Diego State University for support with animal husbandry. During this work, K.A.P. was supported by an ARCS scholarship and a fellowship from the Inamori Foundation. K.S.D. is supported by an R01 grant, NS051247, from the National Institutes of Health.

Materials

Sesame oil  Sigma Aldrich S3547-250ML
β-Estradiol  Sigma Aldrich E8875-1G CAUTION: Wear appropriate PPE. β-estradiol can be absorbed through the skin and mucosal surfaces. 
200 μL gel loading pipette tips  USA Scientific 1252-0610
Urethro-genital, sterile, calcium alginate swabs Puritan 25-801 A 50
CHROMagar StrepB DRG International SB282
Todd Hewitt Broth Hardy Diagnostics 7161C
18 G, 1.5 inch needles BD 305199
26 G, 0.5 inch needles BD 305111
10 mL syringes BD 309604
1 mL syringes BD 309659
0.45 μm PVDF syringe filters Whatman 6900-2504
Dulbecco's Phosphate-Buffered Salt Solution 1X Corning 21-031-CV

References

  1. Verani, J. R., McGee, L., Schrag, S. J. Prevention of perinatal group B streptococcal disease–revised guidelines from CDC. MMWR. Recomm. Rep. 59 (RR-10), 1-36 (2010).
  2. Maisey, H. C., Doran, K. S., Nizet, V. Recent advances in understanding the molecular basis of group B Streptococcus virulence. Expert Rev. Mol. Med. 10, e27 (2008).
  3. Regan, J. A., Klebanoff, M. A., Nugent, R. P. The epidemiology of group B streptococcal colonization in pregnancy. Vaginal Infections and Prematurity Study Group. Obstet. Gynecol. 77 (4), 604-610 (1991).
  4. Stoll, B. J., Schuchat, A. Maternal carriage of group B streptococci in developing countries. Pediatr. Infect. Dis. J. 17 (6), 499-503 (1998).
  5. Brzychczy-Wloch, M., et al. Dynamics of colonization with group B streptococci in relation to normal flora in women during subsequent trimesters of pregnancy. New Microbiol. 37 (3), 307-319 (2014).
  6. Manning, S. D., Lewis, M. A., Springman, A. C., Lehotzky, E., Whittam, T. S., Davies, H. D. Genotypic diversity and serotype distribution of group B streptococcus isolated from women before and after delivery. Clin. Infect. Dis. 46 (12), 1829-1837 (2008).
  7. Le Doare, K., Heath, P. T. An overview of global GBS epidemiology. Vaccine. 31 (Suppl 4), D7-D12 (2013).
  8. Jensen, N. E., Andersen, B. L. The prevalence of group B streptococci in human urogenital secretions. Scand. J. Infect. Dis. 11 (3), 199-202 (1979).
  9. Honig, E., Mouton, J. W., van der Meijden, W. I. Can group B streptococci cause symptomatic vaginitis?. Infect. Dis. Obstet. Gynecol. 7 (4), 206-209 (1999).
  10. Muller, A. E., Oostvogel, P. M., Steegers, E. A., Dorr, P. J. Morbidity related to maternal group B streptococcal infections. Acta Obstet. Gynecol. Scand. 85 (9), 1027-1037 (2006).
  11. Ulett, K. B., et al. Diversity of group B streptococcus serotypes causing urinary tract infection in adults. J. Clin. Microbiol. 47 (7), 2055-2060 (2009).
  12. Kessous, R., et al. Bacteruria with group-B streptococcus: is it a risk factor for adverse pregnancy outcomes?. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med. 25 (10), 1983-1986 (2012).
  13. Jelìnková, J., Grabovskaya, K. B., Rýc, M., Bulgakova, T. N., Totolian, A. A. Adherence of vaginal and pharyngeal strains of group B streptococci to human vaginal and pharyngeal epithelial cells. Zentralbl. Bakteriol. Mikrobiol. Hyg. A. 262 (4), 492-499 (1986).
  14. Zarate, G., Nader-Macias, M. E. Influence of probiotic vaginal lactobacilli on in vitro adhesion of urogenital pathogens to vaginal epithelial cells. Lett. Appl. Microbiol. 43 (2), 174-180 (2006).
  15. Johri, A. K., et al. Transcriptional and proteomic profiles of group B Streptococcus type V reveal potential adherence proteins associated with high-level invasion. Infect. Immun. 75 (3), 1473-1483 (2007).
  16. Park, S. E., Jiang, S., Wessels, M. R. CsrRS and environmental pH regulate group B streptococcus adherence to human epithelial cells and extracellular matrix. Infect. Immun. 80 (11), 3975-3984 (2012).
  17. Sheen, T. R., Jimenez, A., Wang, N. Y., Banerjee, A., van Sorge, N. M., Doran, K. S. Serine-rich repeat proteins and pili promote Streptococcus agalactiae colonization of the vaginal tract. J. Bacteriol. 193 (24), 6834-6842 (2011).
  18. Wang, N. Y., et al. Group B streptococcal serine-rich repeat proteins promote interaction with fibrinogen and vaginal colonization. J. Infect. Dis. 210 (6), 982-991 (2014).
  19. Patras, K. A., et al. Group B Streptococcus CovR regulation modulates host immune signalling pathways to promote vaginal colonization. Cell. Microbiol. 15 (7), 1154-1167 (2013).
  20. Furtado, D. Experimental group B streptococcal infections in mice: hematogenous virulence and mucosal colonization. Infect. Immun. 13 (5), 1315-1320 (1976).
  21. Cox, F. Prevention of group B streptococcal colonization with topically applied lipoteichoic acid in a maternal-newborn mouse model. Pediatr. Res. 16 (10), 816-819 (1982).
  22. Ancona, R. J., Ferrieri, P. Experimental vaginal colonization and mother-infant transmission of group B streptococci in rats. Infect. Immun. 26 (2), 599-603 (1979).
  23. Cheng, Q., Nelson, D., Zhu, S., Fischetti, V. A. Removal of group B streptococci colonizing the vagina and oropharynx of mice with a bacteriophage lytic enzyme. Antimicrob. Agents Chemother. 49 (1), 111-117 (2005).
  24. Faralla, C., et al. Analysis of two-component systems in group B Streptococcus shows that RgfAC and the novel FspSR modulate virulence and bacterial fitness. mBio. 5 (3), e00870-e00814 (2014).
  25. Patras, K. A., Rösler, B., Thoman, M. L., Doran, K. S. Characterization of host immunity during persistent vaginal colonization by. Group B Streptococcus. Mucosal Immunol. 8 (6), 1339-1348 (2015).
  26. Cavaco, C. K., et al. A novel C5a-derived immunobiotic peptide reduces Streptococcus agalactiae colonization through targeted bacterial killing. Antimicrob. Agents Chemother. 57 (11), 5492-5499 (2013).
  27. Patras, K. A., Wescombe, P. A., Rösler, B., Hale, J. D., Tagg, J. R., Doran, K. S. Streptococcus salivarius K12 limits group B Streptococcus vaginal colonization. Infect. Immun. 83 (9), 3438-3444 (2015).
  28. Shimizu, S. Routes of administration. The Laboratory Mouse. Chapter. 32, 534-535 (2004).
  29. Caligioni, C. S. Assessing reproductive status/stages in mice. Curr. Protoc. Neurosci. 48, A.4I.1-A.4I.8 (2009).
  30. Furr, P. M., Hetherington, C. M., Taylor-Robinson, D. The susceptibility of germ-free, oestradiol-treated, mice to Mycoplasma hominis. J. Med. Microbiol. 30 (3), 233-236 (1989).
  31. Mosci, P., et al. Mouse strain-dependent differences in estrogen sensitivity during vaginal candidiasis. Mycopathologia. 175 (1-2), 1-11 (2013).
  32. Poisson, D. M., Chandemerle, M., Guinard, J., Evrard, M. L., Naydenova, D., Mesnard, L. Evaluation of CHROMagar StrepB: a new chromogenic agar medium for aerobic detection of Group B Streptococci in perinatal samples. J. Microbiol. Methods. 82 (3), 238-242 (2010).
  33. Carey, A. J., et al. Infection and cellular defense dynamics in a novel 17beta-estradiol murine model of chronic human group B streptococcus genital tract colonization reveal a role for hemolysin in persistence and neutrophil accumulation. J. Immunol. 192 (4), 1718-1731 (2014).
  34. Randis, T. M., et al. Group B Streptococcus beta-hemolysin/cytolysin breaches maternal-fetal barriers to cause preterm birth and intrauterine fetal demise in vivo. J. Infect. Dis. 210 (2), 265-273 (2014).
  35. Gendrin, C., et al. Mast cell degranulation by a hemolytic lipid toxin decreases GBS colonization and infection. Sci Adv. 1 (6), e1400225 (2015).
  36. Santillan, D. A., Rai, K. K., Santillan, M. K., Krishnamachari, Y., Salem, A. K., Hunter, S. K. Efficacy of polymeric encapsulated C5a peptidase-based group B streptococcus vaccines in a murine model. Am. J. Obstet. Gynecol. 205 (3), e1-e8 (2011).
  37. De Gregorio, P. R., Juárez Tomás, M. S., Nader-Macìas, M. E. Immunomodulation of Lactobacillus reuteri CRL1324 on Group B Streptococcus Vaginal Colonization in a Murine Experimental Model. Am. J. Reprod. Immunol. 75 (1), 23-35 (2016).
  38. Whidbey, C., et al. A streptococcal lipid toxin induces membrane permeabilization and pyroptosis leading to fetal injury. EMBO Mol. Med. 7 (4), 488-505 (2015).
  39. Santillan, D. A., Andracki, M. E., Hunter, S. K. Protective immunization in mice against group B streptococci using encapsulated C5a peptidase. Am. J. Obstet. Gynecol. 198 (1), e1-e6 (2008).
  40. Cheng, Q., Fischetti, V. A. Mutagenesis of a bacteriophage lytic enzyme PlyGBS significantly increases its antibacterial activity against group B streptococci. Appl. Microbiol. Biotechnol. 74 (6), 1284-1291 (2007).
  41. De Gregorio, P. R., Juárez Tomás, M. S., Leccese Terraf, M. C., Nader-Macìas, M. E. In vitro and in vivo effects of beneficial vaginal lactobacilli on pathogens responsible for urogenital tract infections. J. Med. Microbiol. 63 (Pt 5), 685-696 (2014).
  42. De Gregorio, P. R., Juárez Tomás, M. S., Leccese Terraf, M. C., Nader-Macìas, M. E. Preventive effect of Lactobacillus reuteri CRL1324 on Group B Streptococcus vaginal colonization in an experimental mouse model. J. Appl. Microbiol. 118 (4), 1034-1047 (2015).
  43. Carey, A. J., et al. Interleukin-17A Contributes to the Control of Streptococcus pyogenes Colonization and Inflammation of the Female Genital Tract. Sci. Rep. 31 (6), 26836 (2016).
  44. Hickey, D. K., Patel, M. V., Fahey, J. V., Wira, C. R. Innate and adaptive immunity at mucosal surfaces of the female reproductive tract: stratification and integration of immune protection against the transmission of sexually transmitted infections. J. Reprod. Immunol. 88 (2), 185-194 (2011).
  45. Boskey, E. R., Telsch, K. M., Whaley, K. J., Moench, T. R., Cone, R. A. Acid production by vaginal flora in vitro is consistent with the rate and extent of vaginal acidification. Infect. Immun. 67 (10), 5170-5175 (1999).
  46. Meysick, K. C., Garber, G. E. Interactions between Trichomonas vaginalis and vaginal flora in a mouse model. J. Parasitol. 78 (1), 157-160 (1992).

Play Video

Cite This Article
Patras, K. A., Doran, K. S. A Murine Model of Group B Streptococcus Vaginal Colonization. J. Vis. Exp. (117), e54708, doi:10.3791/54708 (2016).

View Video