Indução meningocócica meningite sorogrupo C em camundongos via parto intracisternal

Neisseria meningitidis é um Gram negativo β-proteobacterium restrito ao hospedeiro humano, bem conhecido por ser uma das causas mais comuns de meningite e sepse na população humana em todo o mundo. Coloniza o trato respiratório superior (nariz e garganta) de portadores saudáveis e assintomáticos (2-30% da população), mas a bactéria às vezes evita várias defesas imunes do hospedeiro e se espalha da corrente sanguínea para o cérebro, causando um local descontrolado inflamação, conhecida como meningite meningocócica. Uma combinação de fatores do anfitrião e bacterianos parece contribuir à transição do commensal ao comportamento invasor^1.

N. meningitidis é especializada exclusivamente em colonização humana e infecção. Tem uma escala estreita do anfitrião e, conseqüentemente, limitou estudos in vivo do pathogenesis devido à falta dos modelos animais apropriados que reproduzem a doença meningocócica humana. Como resultado, levou a lacunas fundamentais na compreensão em relação à patogênese da septicemia e meningite causada pelo meningococcus. Nas últimas décadas, o desenvolvimento de muitos sistemas in vitro permitiu a identificação de vários fatores de virulência meningocócica^2,3,4. Embora esses estudos valiosos fornecessem insights importantes para entender o papel desses fatores para uma infecção meningocócica bem-sucedida, esses modelos não permitiram a avaliação das consequências das interações bacterianas com o humoral e celular sistema imunológico e ainda menos com todo o tecido. In vivo modelos animais de infecção são de grande relevância, bem como para a avaliação do grau de proteção conferida por formulações vacinais. Como patógeno humano-trópico, meningococcus possuem determinantes apropriados necessários para infecções bem-sucedidas, como estruturas superficiais (ou seja, pili tipo IV e proteínas de opacidade) e sistemas de captação de ferro para receptores humanos e proteínas de transporte (ou seja, transferrina e lactoferrina)^5,6,7 para aderir adequadamente, sobreviver e invadir o hospedeiro humano. Finalmente, as habilidades de variação genética do patógeno para fugir e/ou bloquear a resposta imune humana contribuem ainda mais para o tropotismo de espécies altas^8,9. Portanto, a ausência de fatores hospedeiros específicos, envolvidos na interação, pode bloquear etapas do ciclo de vida do patógeno, estabelecendo dificuldades significativas no desenvolvimento de pequenos modelos animais resumindo o ciclo de vida meningocócica.

Ao longo das últimas décadas, várias abordagens foram desenvolvidas para melhorar a nossa compreensão do ciclo infeccioso meningocócico. Infecções de dois modelos animais, camundongos e camundongos, intraperitoneally (i.p.) ou intranasally (i.n.), foram desenvolvidas para reproduzir a doença meningocócica^{10,11,12,13, 14 , 15,16,17.} O rato de laboratório é provavelmente um dos animais mais versáteis para induzir a infecção meningocócica experimental.

No entanto, a forma de infecção do i.p. leva ao desenvolvimento de sepse grave, embora não imite a via natural da infecção, enquanto a via de infecção do i.n. foi útil para avaliar a patogênese meningocócica, mesmo que possa induzir infecção pulmonar antes da sepse^{10,11,12,13,14,15,16,17.}

O modelo de mouse i.p. foi fundamental para avaliar a proteção contra o desafio meningocócico^10,11,12. O modelo do rato da colonização meningocócica baseada na rota i.n. da infecção foi desenvolvido com ratos infantis, porque são mais suscetíveis aos meningococci, para reproduzir uma infecção invasora que imita o curso da doença meningocócica nos seres humanos ^{13,14,15,16,17.} Além disso, para promover a replicação meningocócica no hospedeiro murine, um número crescente de estratégias técnicas também foram aplicadas, incluindo a administração do ferro para os animais para melhorar a infecção, o uso de alto inóculobacteriano , cepa bacteriana passagem por camundongos, bem como o emprego de animais infantis ou imunocomprometidos hospeda^{10,13,15,18,19}. A expressão de fatores humanos específicos como CD46²⁰ ou^{transferrin21} aumentou a susceptibilidade dos camundongos para esta bactéria humano-trópico; o emprego do modelo de xenoenxerto de pele humana de infecção também tem sido útil para avaliar a capacidade de adesão de meningococos ao endotelio humano^22,23. Coletivamente, o recente desenvolvimento de camundongos transgênicos humanizados melhorou a compreensão da patogênese meningocócica e suas interações hospedeiras.

Anteriormente, desenvolvemos um modelo de urina de meningite meningocócica, onde a inoculação de bactérias foi realizada na cisterna magna de camundongos adultos com bactérias de passagem de ratos²⁴. Parâmetros clínicos e a taxa de sobrevida de camundongos infectados demonstraram o estabelecimento de meningite com características comparáveis às observadas no hospedeiro humano, bem como as análises microbiológicas e histológicas do cérebro. Destes camundongos infectados, as bactérias foram, também, recuperados de sangue, fígado e baço, e cargas bacterianas de órgãos periféricos correlacionados com a dose infecciosa. Em particular, este modelo foi empregado para avaliar a virulência de uma cepa mutante isógênica com defeito no transportador L-glutamato GltT²⁴. Recentemente, usando nosso modelo do rato da meningite meningococcal baseada em i.cist. rota com cepa sorogrupo C 93/4286^2,24 e um mutante isogênico defeituoso na codificação de genes cssA para UDP-N-acetilglucosamina 2-epimerase²⁵, analisamos o papel do ácido siálico exposto no estabelecimento de doença em camundongos.

Neste protocolo, descrevemos um método simples para induzir a meningite meningocócica experimental com base no i.cist. rota de infecção em camundongos adultos Balb/c. Este método é particularmente útil para a caracterização da infecção meningocócica em um hospedeiro de urina, bem como para a avaliação da virulência entre cepas de referência do tipo selvagem e mutantes isogênicos. A via intra-cisterna da infecção garante a entrega completa dos meningococos diretamente na cisterna magna, que por sua vez facilita a replicação bacteriana no líquido cefalorraquidiano (CSF) e induz meningite com características que imitam aqueles presente emseres humanos^2,24,25,26.