Неонатальная модель визуализации грамотрицательных бактериальных сепсисов

Бактериальный сепсис является значительной проблемой для новорожденных, которые демонстрируют уникальный иммунный профиль в первые дни жизни, что не обеспечивает адекватной защиты от^{инфекции 1}. Неонатальный сепсис по-прежнему является важной проблемой здравоохранения США, на которую приходится более 75 000 случаев заболевания в год только в^{США 2}. Для углубленного изучения этих инфекций необходимы новые модели животных, которые подысовывают аспекты болезней человека. Мы создали модель неонатальной мыши инфекции с использованием Escherichia coli, O1:K1:H7³. E. coli является второй ведущей причиной неонатального сепсиса в США, но отвечает за большинство сепсиса связанных^{смертности 4,5}. Тем не менее, это ведущая причина, когда досрочные и очень низкой массы тела при рождении (VLBW) дети считаются^{самостоятельно 5}. Серотип К1 чаще всего ассоциируется с инвазивными инфекциями кровотока и менингитом у новорожденных^6,7. В настоящее время нет других вариантов лечения, кроме антибиотиков и поддерживающей помощи. Между тем, темпы устойчивости к антибиотикам продолжают расти для многих патогенных бактерий, с некоторыми штаммами кишечной палочки устойчивы к множеству антибиотиков, обычно используемых в^{лечении 8}. Таким образом, крайне важно, чтобы мы продолжали генерировать методы для изучения механизмов сепсиса и принимающей реакции у новорожденных. Эти результаты могут помочь улучшить текущее лечение и результаты инфекции.

Иммунное состояние новорожденных характеризуется как фенотипическими, так и функциональными различиями по сравнению со взрослыми. Например, повышенные уровни противовоспалительных и нормативных цитокинов, таких как интерлеукин (IL)-10 и IL-27, как было показано, производятся макрофагами, полученными пуповинной кровью, и присутствуют на более высоких уровнях в^{сыворотке крови муринных новорожденных 9,10,11}. Это согласуется с более низкими уровнями IFN-α, IFN-ɣ, IL-12 и TNF-α, которые часто сообщаются из неонатальных клеток по сравнению со взрослыми^{коллегами 10}. Кроме того, неонатальной иммунной системы перекос в сторону Th2 и нормативных Т-клеток ответ по сравнению со^{взрослыми 12}. Повышенное количество нейтрофилов, Т-клеток, В-клеток, НК-клеток и моноцитов также присутствует у новорожденных, но со значительными функциональными нарушениями. Это включает в себя дефекты в выражении маркеров поверхности клеток и антиген презентации, которые^{предлагают незрелость 13,14,15}. Кроме того, неонатальные нейтрофилов значительно не хватает их способности мигрировать к химиотатическим^{факторам 16}. Клетки супрессора, полученные из миелоида (MDSCs), также находятся на повышенных уровнях у новорожденных и недавно показали, что источник il-27¹¹. MDSCs являются весьма подавляющим к Т-клеток¹⁷. В совокупности эти данные демонстрируют ограничения в неонатальном иммунитете, которые придают повышенную восприимчивость к инфекции.

Для изучения прогрессирования бактериального бремени и вскрытия защитных иммунных реакций хозяина во время неонатального сепсиса, мы разработали новую модель инфекции. Неонатальным мышам в 3-4 дня жизни трудно вводить внутриперитонеашеическое пространство или хвостовую вену. В нашей модели, день 3 или 4 щенков вводят бактериальной инкулум или PBS подкожно в лопаткулярной области. Системная инфекция развивается и с использованием люминесцентной E. coli O1:K1:H7, мы можем продольно изображения отдельных неонатальных мышей следовать распространенной бактериальной нагрузки в периферических тканях. Это первая модель сообщили использовать интравитальной визуализации, чтобы понять кинетику распространения бактерий во время сепсиса в мурине новорожденных³.

Здесь мы описываем протокол, чтобы вызвать септические инфекции кишечной палочки у неонатальных мышей³. Мы описываем, как подготовить бактериальный инокулум к инъекциям, и как собрать ткани для оценки патологии, измерения воспалительных маркеров путем анализа экспрессии генов и перечисления бактериальной нагрузки. Кроме того, описано использование люминесцентной кишечной палочки для интравитальной визуализации инфицированных новорожденных и количественной оценки бактериальных убийств неонатальными иммунными клетками. Эти протоколы также могут быть адаптированы для изучения других важных бактериальных инфекций у новорожденных. Представленные здесь данные представляют собой общий новый подход к пониманию динамики инфекции в переводимой модели неонатального сепсиса.