Ein periprothetisches Gelenk-Candida albicans-Infektionsmodell in der Maus

Zusammenfassung

Periprothetische Gelenkinfektionen (PJI), die durch gefährliche Krankheitserreger verursacht werden, sind in der klinischen Orthopädie weit verbreitet. Bestehende Tiermodelle können die tatsächliche Situation von PJI nicht genau simulieren. Hier haben wir ein Candida albicans-Biofilm-assoziiertes PJI-Mausmodell etabliert, um neue Therapeutika für PJI zu erforschen und zu entwickeln.

Zusammenfassung

Die periprothetische Gelenkinfektion (PJI) ist eine der häufigsten Infektionen, die durch Candida albicans (C. albicans) verursacht wird und zunehmend Chirurgen und Wissenschaftler beunruhigt. In der Regel bilden sich an der Infektionsstelle Biofilme, die C. albicans vor Antibiotika und Immunclearance schützen können. Die Operation, die die Entfernung des infizierten Implantats, das Debridement, die antimikrobielle Behandlung und die Reimplantation umfasst, ist der Goldstandard für die Behandlung von PJI. Daher ist die Etablierung von tierischen PJI-Modellen von großer Bedeutung für die Erforschung und Entwicklung neuer Medikamente oder Therapeutika für PJI. In dieser Studie wurde ein glatter Draht aus einer Nickel-Titan-Legierung, ein in orthopädischen Kliniken weit verbreitetes Implantat, in das Femurgelenk einer C57BL/6-Maus eingeführt, bevor die C. albicans in die Gelenkhöhle entlang des Drahtes inokuliert wurden. Nach 14 Tagen wurden reife und dicke Biofilme auf der Oberfläche von Implantaten unter dem Rasterelektronik-Mikroskop (REM) beobachtet. Eine signifikant reduzierte Knochentrabekel wurde in der H&E-Färbung der infizierten Gelenkproben gefunden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Maus-PJI-Modell mit den Vorteilen einer einfachen Bedienung, einer hohen Erfolgsrate, einer hohen Wiederholbarkeit und einer hohen klinischen Korrelation etabliert wurde. Es wird erwartet, dass dies ein wichtiges Modell für klinische Studien zur Biofilm-bedingten PJI-Prävention von C. albicans sein wird.

Einleitung

Candida albicans (C. albicans) kommt kommensal in vielen Teilen des menschlichen Körpers vor¹ und ist auch der häufigste opportunistische Erreger, der lebensbedrohliche invasive Pilzinfektionen verursacht, insbesondere bei immungeschwächten Patienten ^2,3. C. albicans kann sich als polymorpher Pilz zwischen Hefe- und Myzelzuständen wandeln. Der Myzelzustand weist eine höhere Virulenz, stärkere Adhäsion und Invasion von Zellen und Geweben auf ^4,5. Außerdem können C. albicans Biofilme auf den Obe....

Protokoll

Die Tiere wurden von der Xi'an Jiaotong Universität gekauft. Alle Tierversuchsverfahren wurden vom Institutional Animal Ethics Committee der Xi'an Jiaotong University genehmigt (Zulassungsnummer: SCXK [Shaanxi] 2021-103). Die Mäuse wurden eine Woche lang mit 5 Mäusen pro Käfig gehalten. Sie erhielten freien Zugang zu Nahrung und Wasser. Die Tiere wurden vor der Durchführung der Studie bei Raumtemperatur (RT; 24 °C ± 1 °C) und Hell-Dunkel-Zyklus (12 h/12 h) gehalten.

1. Vorbereitung des Puffers und der Ausrüstung

1. C. albicans Zellkultur
   1. Eine monoklonale Kolonie von C. albicans (SC5314) aus e....

Ergebnisse

Die Übertragung der Proben auf ein Plattenmedium und die Zählung der Kolonien nach der Inkubation über Nacht wird üblicherweise verwendet, um die lokale Erregerlast in der Nähe der Läsion zu beurteilen^22,23. In unserer Studie war die mikrobielle Kultur von Leber-, Nieren- und Milzproben negativ, was darauf hindeutet, dass das Modell in dieser Studie bei den Mäusen nur zu einer lokalen Infektion statt zu einer systemischen Infektion führte²³

Diskussion

Die Infektion, die durch die Kontamination von chirurgischen Instrumenten oder der chirurgischen Umgebung während der Operation verursacht wird^, ist die Hauptursache für die meisten Implantatinfektionen 24,25,26,27. Daher wurde in dieser Arbeit ein Maus-C. albicans-Biofilm-bezogenes PJI-Modell konstruiert. Im Vergleich zum traditionellen PJI-Modell, bei dem sterile, in Kochsalzlösung s.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
0.5 Mactutrius turbidibris	Shanghai Lujing Technology Co., Ltd	5106063
4 ° C Kühlschrank	Electrolux (China) Electric Co., Ltd	ESE6539TA
Agar	Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd	01-023
Analysenwaagen	Shimadzu	ATX124
Autoklaven Sterilisator	SANYO	MLS-3750
Carbenicillin	Amresco	C0885
Eclipse Ci Nikon aufrechtes optisches Mikroskop	Nikon	Eclipse Ts2-FL
Glukose	Macklin
Impfring	Thermo Scientific	251586
Isofluran	RWD	20210103
NaCl	Xi'an Jingxi Shuanghe Pharmaceutical Co., Ltd	20180108
Paraformaldehyd	Beyotime Biotechnology	P0099
Pepton	Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd	01-001
RWD R550 Mehrkanal-Anästhesiegerät für Kleintiere	RWD	R550
SEM	Hitachi	TM-1000
Temperaturinkubator	Shanghai Zhichu Instrument Co., Ltd	ZQTY-50N
Reinstwassergenerator	Heal Force	NW20VF
Ultraschallgerät	Do-Chrom	DS10260D
Hefeextrakt	Thermo Scientific Oxoid-LP0021B

D823520