Intravitreale injectie en kwantificering van infectieparameters in een muismodel van bacteriële endoftalmitis

Bacteriële endoftalmitis is een verwoestende infectie die ontstekingen veroorzaakt, en, indien niet goed behandeld, kan resulteren in verlies van gezichtsvermogen of blindheid. Endophthalmitis is het gevolg van de binnenkomst van bacteriën in het binnenste van het oog^1,2,3,4,5. Eenmaal in het oog, bacteriën repliceren, produceren toxines en andere schadelijke factoren, en kan onomkeerbare schade aan delicate netvliescellen en weefsels veroorzaken. Oculaire schade kan ook worden veroorzaakt door ontsteking, als gevolg van de activering van ontstekingstrajecten die leiden tot inflammatoire celinstroom in het binnenste van het oog^1,5,6. Endophthalmitis kan optreden na intraoculaire chirurgie (postoperatieve), een doordringende verwonding aan het oog (posttraumatisch), of van gemetastaserende verspreiding van bacteriën in het oog van een andere anatomische plaats (endogene)^7,8,9,10. Behandelingen voor bacteriële endophthalmitis omvatten antibiotica, ontstekingsremmende geneesmiddelen of chirurgische ingreep^3,4,11. Zelfs met deze behandelingen, visie of het oog zelf kan verloren gaan. De visuele prognose na bacteriële endophthalmitis varieert over het algemeen afhankelijk van de effectiviteit van de behandeling, de gezichtsscherpte bij de presentatie en de virulentie van het infecterende organisme.

Bacillus cereus (B. cereus) is een van de belangrijkste bacteriële pathogenen die posttraumatische endophthalmitis^7,12veroorzaakt . Een meerderheid van B. cereus endophthalmitis gevallen hebben een snelle cursus, die kan resulteren in blindheid binnen een paar dagen. De kenmerken van B. cereus endophthalmitis omvatten snel evoluerende intraoculaire ontsteking, oogpijn, snel verlies van gezichtsscherpte, en koorts. B. cereus groeit snel in het oog in vergelijking met andere bacteriën die vaak ooginfecties veroorzaken^2,4,12 en bezit vele virulentie factoren. Daarom is het venster voor succesvolle therapeutische interventie relatief kort^{1, 2}, ^{3, 4, 5, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25}. Behandelingen voor deze infectie zijn meestal succesvol in de behandeling van endophthalmitis veroorzaakt door andere minder virulente ziekteverwekkers, maar B. cereus endoftalmitis resulteert meestal in meer dan 70% van de patiënten die lijden aan aanzienlijk verlies van het gezichtsvermogen. Ongeveer 50% van deze patiënten ondergaan ontdaan of inappucleratie van het geïnfecteerde oog^7,16,22,23. De destructieve en snelle aard van B. cereus endoftalmitis vraagt om onmiddellijke en juiste behandeling. De recente vooruitgang bij het onderscheiden van de onderliggende mechanismen van ziekteontwikkeling heeft potentiële streefcijfers voor interventie^19,26,27vastgesteld . Experimentele muismodellen van B. cereus endophthalmitis blijven nuttig bij het onderscheiden van de mechanismen van infectie en het testen van potentiële therapieën die verlies van het gezichtsvermogen kunnen voorkomen.

Experimentele intraoculaire infectie van muizen met B. cereus is een instrumenteel model voor het begrijpen van bacteriële en gastheer factoren, evenals hun interacties, tijdens endophthalmitis²⁸. Dit model bootst een posttraumatisch of postoperatief voorval na, waarbij bacteriën in het oog worden gebracht tijdens een verwonding. Dit model is zeer reproduceerbaar en is nuttig geweest voor het testen van experimentele therapieën en het verstrekken van gegevens voor verbeteringen in de standaard van de zorg^1,6,19,29,30. Net als veel andere infectie modellen, dit model zorgt voor onafhankelijke controle van vele parameters van infectie en maakt efficiënt en reproduceerbaar onderzoek van infectie resultaten. Studies in een soortgelijk model bij konijnen in de afgelopen decennia hebben de effecten onderzocht van B. cereus virulentiefactoren in het oog^2,4,13,14,31. Door b. cereus mutantstammen te injecteren zonder individuele of meervoudige virulentiefactoren, kan de bijdrage van deze virulentiefactoren aan de ernst van de ziekte worden gemeten aan de gevolgen zoals de concentratie van bacteriën op verschillende uren nainfectie of het verlies van visuele functie^{13,14,27,31,32}. Bovendien zijn in dit model hostfactoren onderzocht door knock-outmuisstammen te infecteren zonder specifieke ontstekingsfactoren^{26,29,33,34,35}. Het model is ook nuttig voor het testen van mogelijke behandelingen voor deze ziekte door het injecteren van nieuwe verbindingen in het oog na infectie^30,36. In dit manuscript beschrijven we een gedetailleerd protocol dat het infecteren van een muizenoog met B. cereusomvat, het oogsten van het oog na infectie, het kwantificeren van intraoculaire bacteriële belasting en het bewaren van specimens om extra parameters van de ernst van de ziekte te testen.