Induire la méningite méningococcique Sérogroupe C chez les souris par l'intermédiaire de la livraison intracisternal

Neisseria meningitidis est un Gram négatif – proteobacterium limité à l’hôte humain, bien connu pour être l’une des causes les plus courantes de méningite et de septicémie dans la population humaine à travers le monde. Il colonise les voies respiratoires supérieures (nez et gorge) des porteurs sains et asymptomatiques (2-30% de la population), mais la bactérie échappe parfois à diverses défenses immunitaires de l’hôte et se propage de la circulation sanguine au cerveau provoquant un local incontrôlé l’inflammation, connue sous le nom de méningite à méningocoques. Une combinaison de facteurs d’hôte et de bactéries semble contribuer à la transition du comportement commensal au comportement invasif¹.

N. meningitidis est spécialisé exclusivement dans la colonisation et l’infection humaines. Il a une gamme étroite d’hôte et, par conséquent, a des études in vivo limitées de pathogénie due à l’absence de modèles animaux appropriés qui reproduisent la maladie méningococcique humaine. En conséquence, il avait mené aux lacunes fondamentales dans la compréhension concernant la pathogénie de la septicémie et de la méningite provoquées par le méningocoque. Au cours des dernières décennies, le développement de nombreux systèmes in vitro a permis d’identifier plusieurs facteurs de virulence méningococciques^2,3,4. Bien que ces études précieuses aient fourni des idées importantes pour comprendre le rôle de ces facteurs pour une infection à méningocoque réussie, ces modèles n’ont pas permis d’évaluer les conséquences des interactions bactériennes avec l’humour et le cellulaire système immunitaire et encore moins avec l’ensemble du tissu. Les modèles animaux in vivo d’infection sont également d’une grande pertinence pour l’évaluation du degré de protection conféré par les formulations de vaccins. En tant qu’agent pathogène humain-tropique, le méningocoque possède les déterminants appropriés nécessaires au succès de l’infection, comme les structures de surface (c.-à-d. les protéines de type IV pili et d’opacité) et l’utilisation du fer pour les récepteurs humains et les protéines de transport (c.-à-d. transferin et lactoferrine)^5,6,7 pour bien adhérer, survivre et envahir l’hôte humain. Enfin, les capacités de variation génétique de l’agent pathogène pour échapper et/ou bloquer la réponse immunitaire humaine contribuent encore au tropisme élevé des espèces^8,9. Par conséquent, l’absence de facteurs spécifiques de l’hôte, impliqués dans l’interaction, peut bloquer les étapes du cycle de vie de l’agent pathogène, établissant des difficultés importantes dans le développement de modèles de petits animaux résumant le cycle de vie méningococcique.

Au cours des dernières décennies, plusieurs approches ont été développées pour améliorer notre compréhension du cycle infectieux du méningocoque. Les infections de deux modèles animaux, la souris et le rat, soit intrapéritone (i.p.) ou intranasally (i.n.), ont été développées pour reproduire la méningococcie^{10,11,12,13,14 ,15,16,17}. La souris de laboratoire est probablement l’un des animaux les plus polyvalents pour induire une infection à méningocoque expérimentale.

Cependant, le mode d’infection i.p. conduit au développement de la septicémie grave bien qu’il n’imite pas la voie naturelle de l’infection, tandis que la voie i.n. de l’infection a été utile pour évaluer la pathogénie méningococcique, même si elle peut induire l’infection pulmonaire avant la septicémie^{10,11,12,13,14,15,16,17}.

Le modèle de souris i.p. a joué un rôle déterminant dans l’évaluation de la protection contre le défi du méningocoque^10,11,12. Le modèle de souris de la colonisation méningococcique basé sur la voie i.n. de l’infection a été développé avec des souris infantiles, car elles sont plus sensibles aux méningocoques, pour reproduire une infection invasive imitant le cours de la maladie méningococcique chez l’homme ^{13,14,15,16,17}. En outre, pour promouvoir la réplication du méningocoque dans l’hôte murine, un nombre croissant de stratégies techniques ont également été appliquées, y compris l’administration du fer aux animaux pour améliorer l’infection, l’utilisation d’inoculumbactérien élevé , souche bactérienne à passage de souris ainsi que l’emploi d’hôtes animaux infantiles ou immunocompromis^{10,13,15,18,19}. L’expression de facteurs humains spécifiques comme CD46²⁰ ou transferin²¹ a augmenté la susceptibilité des souris à cette bactérie humaine-tropique ; l’emploi du modèle humain de xénogreffe de peau de l’infection a également été utile pour évaluer la capacité d’adhérence des méningocoques à l’endothélium humain^22,23. Collectivement, le développement récent de souris transgéniques humanisées a amélioré la compréhension de la pathogénie méningococcique et de ses interactions hôtes.

Auparavant, nous avons développé un modèle murin de méningite à méningocoques où l’inoculation des bactéries a été réalisée dans la magna de la citerne des souris adultes avec des bactéries à passage de souris²⁴. Les paramètres cliniques et le taux de survie des souris infectées ont démontré l’établissement de la méningite avec des caractéristiques comparables à celles observées dans l’hôte humain, ainsi que les analyses microbiologiques et histologiques du cerveau. De ces souris infectées, les bactéries ont été, également, récupérées du sang, du foie, et de la rate, et des charges bactériennes des organes périphériques se sont corrélées avec la dose infectieuse. En particulier, ce modèle a été utilisé pour évaluer la virulence d’une souche mutante isogénique défectueuse dans le transporteur L-glutamate GltT²⁴. Récemment, en utilisant notre modèle de souris de méningite à méningocoques à base de i.cist. route avec la souche de sérogroupe C 93/4286^2,24 et un mutant isogénique défectueux dans l’encodage de gène cssA pour UDP-N-acetylglucosamine 2-epimerase²⁵, nous avons analysé le rôle de l’acide sialique exposé dans l’établissement de la maladie chez la souris.

Dans ce protocole, nous décrivons une méthode simple pour induire la méningite expérimentale de méningocoque basée sur l’i.cist. voie d’infection chez les souris adultes De Balb/c. Cette méthode est particulièrement utile pour la caractérisation de l’infection à méningocoque s’est alignée sur un hôte murine, ainsi que pour l’évaluation de la virulence entre les souches de référence de type sauvage et les mutants isogéniques. La voie intra-cisternale de l’infection assure la livraison complète des méningocoques directement dans la magna de cisterna, qui facilite à son tour la réplication bactérienne dans le fluide céphalo-rachidien (CSF) et induit la méningite avec des dispositifs qui imitent ceux présent chez l’homme^2,24,25,26.