Streptococcus pyogenes (Gruppe A Streptococcus, GAS) ist ein bedeutender menschlicher Erreger, der nekrotisierende Weichteilinfektionen (NSTIs)1 verursacht, was zur schnellen Zerstörung von Haut und darunterliegendem Gewebeführt. Die Untersuchung der Pathogenese dieser Infektionen erfordert Tiermodelle, die lokale Gewebeschäden nachbilden und gleichzeitig eine unabhängige Bewertung der bakteriellen Replikation und der wirtsvermitteltenPathologie ermöglichen. Viele traditionelle Infektionsmodelle, wie systemische Impfungen oder In-vitro-Zellkultursysteme, sind in ihrer Fähigkeit, bakterielle Belastung von Gewebeschäden zu trennen, eingeschränkt, was es schwierig macht, die spezifischen Beiträge von Virulenzfaktoren oder Wirtsreaktionen zu bewerten6.
Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist es, ein standardisiertes und reproduzierbares subkutanes Modell der nekrotisierenden Hautinfektion von S. pyogenes bereitzustellen. Die Begründung für diese Technik ist, ein handhabbares in vivo-System zu etablieren, das die Pathogenreplikation von wirtsvermittelten Gewebeschäden entkoppelt. Dieses Modell ist hochgradig anpassungsfähig an gängige Labormäusestämme. Während der SKH1 (haarlose) Stamm oft zur Erleichterung der Überwachungder Läsion 7,8 verwendet wird, wirkt das Protokoll effektiv bei behaarten Stämmen (z. B. C57BL/6J) nach der Enthärtung. Veröffentlichte Berichte verwenden typischerweise entweder ein Geschlecht oder ein einzelnes Geschlecht (oft weiblich) und finden häufig eine ähnliche Läsionsfläche bzw. bakterielle Belastung unter den spezifischen experimentellen Bedingungen; allerdings können der genetische Hintergrund des Wirts und das Geschlecht in bestimmten Situationen die Schwere der GAS-Krankheit beeinflussen und sollten bei der Planung von Experimenten und der Analyseder Ergebnisse berücksichtigt werden. Ein wesentlicher Vorteil dieses Modells gegenüber Alternativen ist seine Fähigkeit zur longitudinalen Überwachung einer lokalisierten Läsion, was eine präzise, unabhängige Quantifizierung des Geschwürbereichs und der bakteriellen Belastung desselben Tieres über die Zeit ermöglicht. Mit einem entsprechend gewählten Inokulum und Stamm sind subkutane Infektionen oft lokalisiert und ermöglichen die Untersuchung des Fortschreitens und der Heilung der Läsionen. Ob die Infektion lokal bleibt, hängt jedoch vom Stamm, Inokulum und Wirt ab: Bestimmte klinische Isolate (oder Stämme, die CovRS-Mutationen entwickeln) und ausreichend große Inokula können sich verbreiten und Bakteriämie oder tödliche Krankheiten bei immunkompetenten Mäusenverursachen. Autoren sollten Stamm, Inokulum, Route und etwaige Wirtsmodifikationen angeben und das Inokula bei der Anpassung des Modells an ein neues Isolat titrieren. Dieser Ansatz ist hochgradig reproduzierbar, zugänglich und mit verschiedenen nachgelagerten Analysen, einschließlich Histologie und Immunprofilierung, kompatibel.
Das Protokoll wurde auf mehrere GAS-Stämme angewendet (einschließlich M1-Typ-Isolate wie HSC511 und andere M1T1 10,12) sowie auf klinische NSTI-Isolate. Da sich Virulenzphänotypen zwischen EMM-Typen und einzelnen Isolatenunterscheiden, sollten Forscher empirisch das Inokulum optimieren und die systemische Ausbreitung überwachen, wenn das Protokoll auf neue Stämme übertragen wird.
Dieses Protokoll ist geeignet für Forscher der mikrobiellen Pathogenese, Immunologie und translationalen Forschung, die bakterielle Virulenz, Wirtsimmunantworten oder neuartige therapeutische Strategien zur Gewebeerhaltung während invasiver Infektionen untersuchen möchten. Sein standardisiertes, quantitatives Design ermöglicht eine rigorose Bewertung von Interventionen und bietet eine vielseitige Plattform zur Untersuchung des Zusammenspiels zwischen Pathogenreplikation und wirtvermittelter Gewebeverletzung.