يفصل هذا البروتوكول طريقة لاستعمار مهبل الفئران بشكل مشترك بـ Candida albicans و Streptococcus agalactiae. ويمكن استخدام هذه الطريقة لدراسة التفاعلات متعددة الميكروبات، والتفاعلات بين المضيف والميكروب، واستجابات المضيف لهذه الكائنات الحية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يفصل هذا البروتوكول طريقة لاستعمار مهبل الفئران بشكل مشترك بـ Candida albicans و Streptococcus agalactiae. ويمكن استخدام هذه الطريقة لدراسة التفاعلات متعددة الميكروبات، والتفاعلات بين المضيف والميكروب، واستجابات المضيف لهذه الكائنات الحية.
يتم عزل ميكروبات متنوعة من المسالك المهبلية البشرية، ويمكن للعديد من الكائنات التي تستوطن هذا الموطئ البيئي التحول بين أنماط الحياة التعايشية والإمراضية. وتؤثر عدة عوامل، بما في ذلك تكوين المجتمع الميكروبي وبيئة المضيف، على نتائج المرض؛ ومع ذلك، فإن الآليات التي تحدد هذه النتائج ليست مفهومة جيداً. في هذه المخطوطة، نصف نموذجاً فأرياً لاستقصاء التفاعلات بين الممالك المختلفة واستجابة المضيف لـ Candida albicans و Streptococcus agalactiae (المجموعة ب المكورات العقدية، وبكتيريا المجموعة ب من المكورات العقدية (GBS)، وهي ممرضات انتهازية تستعمر الجهاز التناسلي الأنثوي (FGT). وتشير الأدلة الناشئة إلى أن *C. albicans* يعتبر الاستعمار عاملاً من عوامل الخطر لحمل بكتيريا GBS نظراً لتكرار عزلهما معاً. وخلال فترة الحمل، يمكن أن يؤدي استعمار GBS إلى نتائج عكسية. بما في ذلك التهاب السلى والمشيمة وموت الجنين داخل الرحم. كما يمكن أن تنتقل بكتيريا GBS إلى الجنين داخل الرحم أو لحديث الولادة أثناء الولادة، ويُعد سبباً رئيسياً لالتهاب السحايا لدى حديثي الولادة. ويُعتبر استعمار القناة المهبلية مقدمة حاسمة للإصابة بمرض بكتيريا GBS، وتفرض هذه البيئة العديد من الضغوط الانتقائية التي قد يتأثر بعضها بـ C. albicans استعمار. يصف هذا البروتوكول نموذجاً للاستعمار المتزامن C. albicansالاستعمار المشترك للمهبل بـ GBS باستخدام العلاج بالمضادات الحيوية وجرعة واحدة من 17β-إستراديول لإنشاء C. albicans الاستعمار، يليه سحب المضادات الحيوية والتلقيح بـ GBS. يتم قياس الأحمال الميكروبية في تجويف المهبل على مدار التجربة عن طريق الغسيل، بينما يتم قياس الأحمال في جميع أنحاء الجهاز التناسلي الأنثوي (FGT) عن طريق التشريح، والتجنيس، وزرع عينات من المهبل وعنق الرحم والرحم. ستسمح هذه الطريقة باستقصاء الآليات التي تؤثر من خلالها التفاعلات متعددة الميكروبات المباشرة وغير المباشرة على أنماط حياة وإمراضية هذين الكائنين، فضلاً عن المشهد المناعي للمضيف في الجهاز التناسلي الأنثوي.
Streptococcus agalactiae (المجموعة ب) المكورات العقدية (Streptococcus)تعد بكتيريا المجموعة ب من العقديات (GBS) ممرضاً بكتيرياً موجب الجرام يستعمر مواقع متعددة تحتوي على ميكروبات متنوعة، بما في ذلك الجهاز الهضمي والمهبل. وبينما يكون الاستعمار المهبلي عادةً بدون أعراض، يمكن لبكتيريا GBS أثناء الحمل أن تنتقل صعوداً من القناة المهبلية إلى الرحم وتخترق الأغشية السليمة، مما يسبب عدوى في السائل السلوي والمشيمة. وبذلك، فهي تشكل عامل خطر رئيسي لنتائج الحمل السلبية، وعدوى الجنين، وأمراض حديثي الولادة.1,2بما أنها مسبب رئيسي للعدوى الغازية لدى حديثي الولادة، فمن الضروري توصيف العوامل التي تؤثر على مخاطر الانتقال والعدوى. ويمكن لمضادات الحيوية الوقائية أثناء الولادة أن تقلل من الانتقال العمودي وأمراض بكتيريا المجموعة ب العقدية (GBS) مبكرة الظهور لدى حديثي الولادة.3,4ومع ذلك، فقد ارتبط ذلك بارتفاع معدلات مقاومة المضادات الحيوية وآثار محتملة طويلة المدى تتعلق بإعطاء المضادات الحيوية خلال فترة ما قبل الولادة أو في المراحل المبكرة من الحياة.5,6,7,8تستوجب هذه العوامل تطوير تدخلات وقائية وعلاجية أكثر استهدافاً.
أظهرت الأدلة الناشئة أن تكوين الميكروبيوم والتفاعلات متعددة الميكروبات تؤثر على التوازن الداخلي واحتمالية الإصابة بالأمراض9. وقد ارتبطت سيادة GBS في الميكروبيوم المهبلي البشري بانخفاض وفرة Lactobacillus، ولوحظت تفاعلات محددة على مستوى الأنواع والسلالات يمكن أن تؤدي إلى تأثيرات متنوعة على الاستعمار in vitro وin vivo10,11. سابقاً، قام فريقنا البحثي بتطوير نموذج فئران لاستعمار GBS للمهبل لدراسة المترابطات المضيفة والبكتيرية للياقة GBS12. ويتضمن ذلك معالجة الفئران بجرعة واحدة من 17β-estradiol، يليه تلقيح مهبلي بـ GBS في اليوم التالي. وقد استُخدم هذا النموذج لتوصيف أهمية البروتينات السطحية لـ GBS، وشبكات الإشارات التنظيمية، وإفراز السموم في الحفاظ على الاستعمار وغزو أنسجة FGT. وعلاوة على ذلك، وجدنا أن GBS يُظهر تفاعلات معقدة مع بكتيريا أخرى في القناة المهبلية، بما في ذلك Akkermansia muciniphila وEnterococcus faecalis13,14,15، مما يوضح كيف يتأثر نمط حياة GBS واستمراريتها بوجود الميكروبات المجاورة.
بينما تم تكييف هذا النموذج الحالي لدراسة التفاعلات بين البكتيريا، كانت هناك حاجة إلى تعديلات إضافية لدراسة ميكروبات أخرى. تُعد الفطريات مكونًا غير مدروس بشكل كافٍ في الميكروبيوم المهبلي، ومن خلال النموذج المقدم هنا، سعينا إلى تطوير أداة لدراسة الاستعمار الفطري جنبًا إلى جنب مع التفاعلات الفطرية-البكتيرية in vivo. الفطر الأكثر شيوعًا في العزل من الجهاز المهبلي البشري هو Candida albicans، والذي يستعمر ما يزيد عن 70% من الأفراد16. يتميز C. albicans بأنه متعدد الأشكال ويمكنه الخضوع لتحول مورفولوجي للتبديل بين الخميرة البرعمية والأنماط المورفولوجية الخيطية. ويرتبط التخيط بمجموعة متميزة من التعبير الجيني17,18. وقد ورد مؤخرًا أن بعض هذه الجينات النوعية للخيوط الفطرية توفر ميزة في القدرة على التكيف في سياق الاستعمار متعدد الميكروبات19,20,21.
أفادت دراسات عديدة بالعزل المشترك لـ C. albicans وبكتيريا GBS في مسحات مهبلية بشرية، وقد وجدت مجموعتنا البحثية مؤخراً أن الأفراد المستعمرين بـ C. albicans لديهم معدلات أعلى بكثير من حمل بكتيريا GBS22. لقد طورنا نظاماً in vivo لدراسة التفاعلات الثلاثية بين الفطريات والبكتيريا المتعايشة والمضيف. تتطلب الدراسات الفطرية في الفئران التقليدية عادةً علاجاً بالمضادات الحيوية للتغلب على مقاومة الاستعمار التي تتوسطها البكتيريا ولتثبيت استعمار مستمر23. ولتحقيق ذلك دون تعطيل قدرة GBS على الاستعمار، نقوم بمعالجة الفئران بمزيج من المضادات الحيوية، وتلقيحها بـ C. albicans، وبعد استقرار الاستعمار، نوقف التعرض للمضادات الحيوية للسماح لـ GBS بالاستعمار لاحقاً. وقد تم تحسين هذه العملية بحيث تستعمر كل من C. albicans وGBS القناة المهبلية بأحمال متشابهة وجداول زمنية متقاربة، مما يسمح بحدوث تفاعلات مباشرة داخل القناة المهبلية. يصف هذا البروتوكول طريقة لتهيئة الفئران بالمضادات الحيوية، وإعطاء 17β-estradiol، وتثبيت الاستعمار لكل من الفطريات والبكتيريا، وجمع عينات الغسيل والأنسجة للتحليل اللاحق.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على العمل الحيواني المعروض في هذه المخطوطة وتنفيذه وفقاً للجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان (IACUC) في جامعة كولورادو أنشوتز بموجب البروتوكول رقم 00316. في الجدول الزمني أدناه، يشير اليوم 0 إلى يوم تلقيح S. agalactiae.
1. إعطاء المضادات الحيوية قبل التلقيح.
2. مزامنة دورات الشبق لدى الفئران (اليوم -3).
3. تلقيح الفئران بفطر C. albicans (اليوم -2).
4. استبدال مياه الشرب (اليوم -1).
5. تقدير كمية عبء C. albicans في التجويف المهبلي (اليوم -1).
6. تلقيح الفئران ببكتيريا S. agalactiae (اليوم 0).
7. تقدير كمية حمولة C. albicans و S. agalactiae في التجويف المهبلي (بدءاً من اليوم +1).
8. تقدير كمية أحمال C. albicans و S. agalactiae في أنسجة الجهاز التناسلي الأنثوي (النقطة النهائية للتجربة).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لتوصيف الاستعمار المهبلي بواسطة GBS و C. albicans، تم تلقيح الفئران عن طريق المهبل بسلالة C. albicans SC5314 أو بمحلول PBS كعنصر تحكم، يليه التلقيح بسلالة GBS COH1. تمثل هذه السلالة النمط المصلِي الكبسولي III شديد الضراوة، ونوع التسلسل 17، وهي العزلات الأكثر ارتباطاً بأمراض حديثي الولادة الغازية والتهاب السحايا1. وقد استُبعدت من التحليل الفئران التي لم تُستعمر بواسطة GBS بعد يوم واحد من التلقيح. وعلى مدار جدول زمني تجريبي مدته أربعة أيام، تقوم الفئران المستعمرة بواسطة GBS وحده بت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يشكل استعمار بكتيريا GBS للمهبل خطراً جسيماً على صحة الأم والجنين وحديثي الولادة. وتعد النماذج الحية In vivo ضرورية لفهم محددات الاستعمار وتطوير العلاجات الوقائية. نصف في هذه المخطوطة نموذجاً للفئران لإحداث استعمار مهبلي مشترك للفئران ببكتيريا GBS وفطر C. albicans، وتقييم الأحمال الميكروبية في التجويف المهبلي والجهاز التناسلي الأنثوي (FGT)، وجمع الأنسجة ذات الصلة لإجراء تحليلات لاحقة. تم تطوير هذا النموذج لدراسة التفاعلات بين الفطريات والبكتيريا والتفاعلات بين المضيف والميكروب في سياق الاستعمار المهبلي ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يصرح المؤلفون بعدم وجود تضارب في المصالح.
نود أن نشكر مكتب موارد حيوانات المختبر في جامعة كولورادو أنشوتس، بما في ذلك مدير المنشأة وموظفي الحيوان (vivarium) المتفانين. هذا العمل مدعوم بمنح NIH رقم R01AI153332 و R21AI188719 الممنوحة لـ K.S.D.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.22 µمرشح m | Sigma-Aldrich | SLGSR33SB | |
| 0.45 µمرشح m | Sigma-Aldrich | SLHAR33SB | |
| حقنة لور لوك سعة 1 مل | McKesson | 16-S1C | |
| خرز الزركونيا بحجم 1.0 مم | Research Products International | 9835 | |
| حقنة لور لوك سعة 10 مل | McKesson | 16-S10C | |
| 17β-إستراديول | Sigma-Aldrich | E8875 | تنبيه: 17βيمكن امتصاص الإستراديول عبر الجلد والأسطح المخاطية. لذا، يجب ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة وتوخي الحذر أثناء الاستخدام. |
| 18G 1.5" إبرة | بي دي (BD) | 305196 | |
| أنبوب بسدادة لولبية سعة 2 مللتر | Fisher Scientific | 02-681-374 | |
| 26G 0.5" إبرة | McKesson | 16-N2605 | |
| آجار | Alpha Biosciences | A01-102 | |
| أبامبيسيلين | Research Products International | A40040 | |
| وسط CHROMagar Candida | كروماجار (CHROMagar) | CA222 | |
| CHROMagar StrepB | CHROMagar | SB282 | |
| جنتاميسين | VWR لعلوم الحياة | 0304 | |
| نيومايسين | Research Products International | N20040 | |
| محلول ملحي منظم بالفوسفات | Fisher Scientific | BP2944 | |
| زيت السمسم | Sigma-Aldrich | S3547 | |
| مرق تود هيويت | Research Products International | T47500 | |
| مرق بيبتون وديكستروز للخميرة | بي دي (BD) | 242810 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم نشر هذه المقالة
الفيديو قريباً