Studeren oxidatieve Stress veroorzaakt door de streptokokken groep Mitis in Caenorhabditis elegans

Mitis groep streptokokken zijn menselijke commensals van de orofaryngeale holte¹. Deze organismen kunnen echter ontsnappen deze niche en een verscheidenheid van invasieve ziekten²veroorzaken. De infecties veroorzaakt door deze micro-organismen bevatten bacteriëmie endocarditis en orbitale cellulitis (sinaasappelhuid)^2,3,4,5,6. Bovendien komen ze als oorzakelijke agens van infecties van de bloedbaan in immuungecompromitteerde, neutropenic en kankerpatiënten die chemotherapie^{5,7,8,9 hebben ondergaan} .

De mechanismen onderliggende mitis groep pathogenese is duister, omdat enkele virulentiefactoren zijn geïdentificeerd. De mitis-groep is bekend voor de productie van H₂O₂, waaruit blijkt een belangrijke rol spelen in mondelinge microbiële gemeenschappen¹⁰. Meer recentelijk, verschillende studies hebben gewezen op een rol voor de H₂O₂ als een cytotoxin dat epitheliale cellen dood^{11,12 induceert}. S. longontsteking, die behoort tot deze groep, is aangetoond dat het produceren van hoge niveaus van H₂O₂ die DNA-beschadiging en apoptosis in alveolaire cellen¹³induceert. Met behulp van een acute longontsteking diermodel, de dezelfde onderzoekers aangetoond dat de productie van H₂O₂ door de bacteriën een virulentie voordeel toekent. Studies op pneumokokken meningitis hebben ook aangetoond dat pathogen afkomstige H₂O₂ werkt synergetisch met pneumolysin om te activeren van neuronale cel dood¹⁴. Deze opmerkingen duidelijk vaststellen dat H₂O₂ geproduceerd door deze groep van bacteriën is belangrijk voor hun pathogeniteit.

Het is interessant, ook aangetoond dat leden van de mitis groep S. mitis en S. oralis leiden tot de dood van de nematode C. elegans via de productie van H₂O₂^15,16. Deze free-living nematode is gebruikt als een eenvoudige, genetisch hanteerbare model om vele biologische processen te bestuderen. Meer recentelijk, de worm heeft ontpopt als een model voor het bestuderen van de gastheer-pathogeen interacties^17,18. Bovendien hebben verschillende studies gewezen op het belang van het bestuderen van oxidatieve stress met behulp van dit organisme^19,20,21. Zijn korte levenscyclus, mogelijkheden voor vechtpartij genen van belang door RNAi en het gebruik van groen fluorescent proteïne (GFP)-gesmolten verslaggevers om te controleren van genexpressie zijn enkele van de kenmerken die het een aantrekkelijk modelsysteem maken. Wat nog belangrijker is, zijn de trajecten die regelen van oxidatieve stress en aangeboren immuniteit in de worm zeer geconserveerd met zoogdieren^20,22.

In dit protocol, wordt aangetoond hoe met C. elegans verhelderen van de pathogeniteit veroorzaakt door streptokokken afkomstige H₂O₂. Een gemodificeerde overleving assay wordt weergegeven, en leden van de groep mitis kunnen doden de wormen snel via de productie van H₂O₂. Met behulp van de leden van de mitis-groep, een duurzame biologische bron van reactieve zuurstof soorten wordt (ROS) verstrekt, in tegenstelling tot chemische bronnen die oxidatieve stress in het wormen veroorzaken. Bovendien, de bacteriën kunnen koloniseren de wormen snel, waardoor voor H₂O₂ rechtstreeks gericht aan de intestinale cellen (ten opzichte van andere bronnen die moeten oversteken van de verscheidene barrières). De test wordt gevalideerd of 1) door het bepalen van het voortbestaan van de gemuteerde stam van skn-1 of 2) door neerhalend skn-1 met behulp van RNAi in wormen ten opzichte van de N2 wild-type en vector controle behandeld wormen. SKN-1 is een belangrijke transcriptiefactor die de oxidatieve stressrespons in C. elegans^{23,24,25 regelt}. Naast overleving testen, is een stam van de worm uiting van een transgene verslaggever van SKN-1B/C::GFP gebruikt om te controleren van de activering van de oxidatieve stress reactie via de productie van H₂O₂ door de mitis-groep.