Listeria monocytogenes Infection du cerveau
Summary
Au cours de l’infection, Listeria monocytogenes est capable de traverser la barrière hémato – encéphalique pour coloniser le cerveau. Dans ce protocole, nous démontrons comment évaluer la colonisation bactérienne des organes suite à une infection de la souris. Une procédure pour effectuer la perfusion des organes entiers pour la détermination précise du nombre de bactéries dans le parenchyme du cerveau est prévue.
Abstract
Listeria monocytogenes est un bactérie pathogène intracellulaire qui est fréquemment associé à une infection d’origine alimentaire. La capacité de L. monocytogenes de franchir la barrière sang – encéphalique (BHE) est relative car elle peut conduire à la méningite et l’encéphalite mortelle. Le BBB protège le microenvironnement de cerveau de divers métabolites toxiques et agents pathogènes microbiens dans le sang suite à une infection et souscrit donc l’homéostasie du cerveau. Les mécanismes par lesquels L. monocytogenes présents dans le sang traverser la BHE provoque le cerveau les infections ne sont pas totalement comprises, et il y a aussi un manque d’un système robuste de modèle pour étudier les infections cérébrales par L. monocytogenes. Nous présentons ici un modèle d’infection de souris simple pour déterminer si les bactéries ont traversé la BHE et quantifier le fardeau des bactéries qui ont colonisé le cerveau in vivo. Dans cette méthode, les animaux étaient infectés par voie intraveineuse par L. monocytogenes et ont été euthanasiés humainement par l’exposition au CO2 suivi par dislocation cervicale. La perfusion cardiaque des animaux a été réalisée avant la récolte d’organes infectés. Sang a été prélevé avant la perfusion et le nombre de bactéries par organe ou mL de sang a été déterminée par l’ensemencement de dilutions des homogénats sur plaques de gélose sang ou d’organe et compter le nombre de colonies formées. Cette méthode peut être utilisée pour étudier les interactions ligand-récepteur roman qui améliorent une infection du cerveau par L. monocytogenes et peuvent être facilement adapté pour l’étude de plusieurs bactéries pathogènes.
Introduction
La bactérie Gram-positive de Listeria monocytogenes est un pathogène intracellulaire facultatif et l’un des plupart pathogènes d’origine alimentaire mortelle dans le monde entier. Ingestion d’aliments de L. monocytogenes contaminés peut conduire à la listériose chez l’homme, une grave maladie invasive ciblant les femmes enceintes pour la plupart, les nouveau-nés, les personnes âgées et immunodéprimées1. L. monocytogenes est parmi les principales causes de décès par un pathogène d’origine alimentaire aux États-Unis et les taux de létalité de listériose sont aussi hautes que 20 à 30 %, le plus élevé de tous les pathogènes d’origine alimentaire2. Aucun vaccin n’existe actuellement pour L. monocytogenes et la capacité des bactéries à diffuser efficacement aux organes distales et le cerveau en traversant la barrière sang – encéphalique (BHE) peut conduire à la méningite mortelle et la colonisation du cerveau3 , 4 , 5 , 6. la méningite bactérienne est habituellement sévère ; Bien que la plupart des gens qui reçoivent un traitement rétablissent, infections peuvent entraîner des complications graves, par exemple, des dommages au cerveau, une perte auditive ou des troubles d’apprentissage chez les enfants. L. monocytogenes est prédit pour en tenir compte au moins 10 % de toutes les communauté acquis méningite dans le US7.
Une importante voie de diffusion bactérienne dans le cerveau et les méninges est par le biais de la circulation sanguine. Les bactéries qui circulent dans les vaisseaux sanguins dans le cerveau sont capables de traverser la BHE pour causer une infection du cerveau. Le BBB est un système de barrière fortement vascularisé qui protège le cerveau contre les particules étrangères circulant dans le sang. Les cellules endothéliales constituent une couche qui tapisse la surface interne des vaisseaux sanguins8,9. En plus de L. monocytogenes, plusieurs bactéries pathogènes tels que Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coliet Haemophilus influenzae type b (Hib) sont capables de coloniser le cerveau en traversant la BBB3,4,5,6. Toutefois, lors de l’examen des charges bactériennes dans le cerveau des souris infectées, il est important de déterminer que si les bactéries ont traversé la BHE, autrement la charge bactérienne dans le cerveau peut-être représenter des bactéries qui se trouvent encore dans les vaisseaux sanguins du cerveau. Ainsi, il est nécessaire de perfuse les souris de tout le sang avant de déterminer les unités formant colonie (UFC) d’homogénats de cerveau.
Dans cette étude, nous décrivons les méthodes in vivo pour examiner L. monocytogenes infection du cerveau. Les méthodes décrites ici, nous avons utilisé la souche 10403S de L. monocytogenes . L. monocytogenes 10403S est une des souches plus largement utilisés en laboratoire pour étudier la listériose systémique chez la souris de l’infection par10. Ce protocole est basé sur l’injection intraveineuse standard de L. monocytogenes , suivie d’une perfusion des souris. Une ébauche de plan du protocole infection chez la souris est illustré à la Figure 1. L. monocytogenes-cerveaux infectés et autres organes des souris non perfusés ou perfusés ont été prélevés et la charge bactérienne organe déterminé. Ces méthodes sont utiles pour déterminer non seulement la colonisation bactérienne totale du cerveau chez les animaux infectés, mais sont aussi bénéfiques pour déterminer si les bactéries ont pénétré le BBB en vivo de médiation invasion du cerveau. Il est important de souligner que ce protocole de laboratoire devrait être effectué à l’issue d’une consultation avec l’infogérance Comité et animal de biosécurité institutionnels pertinents.
Protocol
Representative Results
Discussion
L. monocytogenes est capable de provoquer une méningo-encéphalite mortelle chez les humains. Des études antérieures ont démontré la capacité des bactéries à traverser la barrière hémato-encéphalique (BHE) et de coloniser le cerveau. Trois voies d’invasion du cerveau ont été proposées au cours de l’infection : direct pénétration du BBB par des bactéries, stealth transport de bactéries contenues à l’intérieur des cellules mononucléaires3et migration axonale par …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par U.S. Public Health Service Don AI103806 de la National Institutes of Health.
Materials
| Brain Heart Infusion media | Becton Dickinson | 237200 | |
| Streptomycin sulfate | Amresco | 0382-50G | |
| Petri dishes | VWR | 25384-342 | |
| Glycerol | VWR | 97062-832 | |
| IKA T18 ULTRA-TURRAX Basic Homogenizer | IKA | 3352109 | Model: T18BS1 |
| Spectrophotometer | Beckman Coulter | DU 800 series | |
| BALB/c mice | Jackson Laboratory | Model #000651 | |
| 1 mL syringes | Becton Dickinson | 309659 | |
| 26-gauge needles | Becton Dickinson | 305115 | |
| 21-gauge butterfly needles | Becton Dickinson | 367281 | |
| Ethylenediaminetetraacetic acid | Sigma-Aldrich | 60004 | |
| 15 mL conical tubes | VWR | 21008-918 | |
| Round-bottom test tubes | VWR | 60819-546 | |
| Phosphate-buffered saline | Corning | 46-013-CM | |
| Stainless steel spatula | VWR | 82027-520 | |
| Stainless steel scissors (6.5 in) | VWR | 82027-592 | |
| Stainless steel scissors (4.5 in) | VWR | 82027-578 | |
| Stainless steel blunt forceps (4.5 in) | VWR | 82027-440 | |
| Stainless steel fine tip forceps (6 in) | VWR | 82027-406 |
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