Neisseria meningitidis es un Gram negativo-proteobacterium restringido al huésped humano, bien conocido por ser una de las causas más comunes de meningitis y sepsis en la población humana en todo el mundo. Coloniza el tracto respiratorio superior (nariz y garganta) de portadores sanos y asintomáticos (2-30% de la población), pero la bacteria a veces evade varias defensas inmunitarias del huésped y se propaga desde el torrente sanguíneo al cerebro causando un inflamación, conocida como meningitis meningocócica. Una combinación de factores huésped y bacterianos parece contribuir a la transición de la comensal al comportamiento invasivo1.
N. meningitidis está especializada exclusivamente en la colonización humana y la infección. Tiene un rango de huésped estrecho y, por lo tanto, tiene estudios de patogénesis in vivo limitadodebidodebido a la falta de modelos animales adecuados que reproduzcan la enfermedad meningocócica humana. Como resultado, había dado lugar a lagunas fundamentales en la comprensión relativa a la patogénesis de la septicemia y la meningitis causada por el meningococo. En las últimas décadas, el desarrollo de muchos sistemas in vitro permitió la identificación de varios factores de virulencia meningocócica2,3,4. Aunque estos valiosos estudios proporcionaron información importante para entender el papel de estos factores para una infección meningocócica exitosa, estos modelos no permitieron evaluar las consecuencias de las interacciones bacterianas con el humor y celular sistema inmunológico y aún menos con todo el tejido. Los modelos animales in vivo de infección son de gran importancia también para la evaluación del grado de protección conferido por las formulaciones de vacunas. Como patógeno humano-trópico, el meningococo posee determinantes apropiados necesarios para una infección exitosa, como estructuras superficiales (es decir, proteínas pili y de opacidad tipo IV) y sistemas de admisión de hierro para receptores humanos y proteínas de transporte (es decir, transferrina y lactoferrina)5,6,7 para adherirse adecuadamente, sobrevivir e invadir el huésped humano. Por último, las capacidades de variación genética del patógeno para evadir y/o bloquear la respuesta inmune humana contribuyen aún más al alto tropismo de especies8,9. Por lo tanto, la ausencia de factores de huésped específicos, involucrados en la interacción, puede bloquear los pasos del ciclo de vida del patógeno, estableciendo dificultades significativas en el desarrollo de pequeños modelos animales que resumen el ciclo de vida meningocócico.
En las últimas décadas, se han desarrollado varios enfoques para mejorar nuestra comprensión del ciclo infeccioso meningocócico. Las infecciones de dos modelos animales, ratón y rata, ya sea intraperitonealmente (i.p.) o intranasal (es decir), se desarrollaron para reproducir la enfermedad meningocócica10,11,12,13,14 ,15,16,17. El ratón de laboratorio es probablemente uno de los animales más versátiles para inducir una infección meningocócica experimental.
Sin embargo, la vía i.p. de infección conduce al desarrollo de sepsis grave, aunque no imita la vía natural de la infección, mientras que la vía i.n. de la infección fue útil para evaluar la patogénesis meningocócica, aunque puede inducir una infección pulmonar antes de la sepsis10,11,12,13,14,15,16,17.
El modelo de ratón i.p. fue fundamental para evaluar la protección contra el desafío meningocócico10,11,12. El modelo de ratón de colonización meningocócica basada en la vía i.n. de la infección se ha desarrollado con ratones lactantes, ya que son más susceptibles a los meningococos, para reproducir una infección invasiva imitando el curso de la enfermedad meningocócica en humanos 13,14,15,16,17. Además, para promover la replicación meningocócica en el huésped murino, también se aplicó un número creciente de estrategias técnicas, incluida la administración del hierro a los animales para mejorar la infección, el uso de inóculobacteriano alto, cepa bacteriana pasada por ratón, así como el empleo de huéspedes animales lactantes o inmunocomprometidos10,13,15,18,19. La expresión de factores humanos específicos como CD4620 o transferrina21 ha aumentado la susceptibilidad de los ratones a esta bacteria del trópico humano; el empleo del modelo de infección de xenoinjerto de piel humana también ha sido útil para evaluar la capacidad de adhesión de los meningococos al endotelio humano22,23. Colectivamente, el reciente desarrollo de ratones transgénicos humanizados ha mejorado la comprensión de la patogénesis meningocócica y sus interacciones de huésped.
Anteriormente, desarrollamos un modelo murino de meningitis meningocócica donde la inoculación de bacterias se realizaba en la cisterna magna de ratones adultos con bacterias pasajeras de ratón24. Los parámetros clínicos y la tasa de supervivencia de los ratones infectados demostraron el establecimiento de meningitis con características comparables a las que se ven en el huésped humano, así como los análisis microbiológicos e histológicos del cerebro. De estos ratones infectados, las bacterias también se recuperaron de la sangre, el hígado y el bazo, y las cargas bacterianas de los órganos periféricos correlacionados con la dosis infecciosa. En particular, este modelo se empleó para evaluar la virulencia de una cepa mutante isogénica defectuosa en el transportador L-glutamato GltT24. Recientemente, utilizando nuestro modelo de ratón de meningitis meningocócica basado en i.cist. ruta con cepa serogrupo C 93/42862,24 y un mutante isogénico defectuoso en codificación de genes cssA para UDP-N-acetilglucosamina 2-epimerasa25, hemos analizado el papel del ácido siálico expuesto en el establecimiento enfermedad en ratones.
En este protocolo, describimos un método sencillo para inducir meningitis meningocócica experimental basada en el i.cist. vía de infección en ratones adultos Balb/c. Este método es particularmente útil para la caracterización de la infección meningocócica en un huésped murino, así como para la evaluación de la virulencia entre cepas de referencia de tipo silvestre y mutantes isogénicos. La vía intracisternal de la infección asegura la entrega completa de los meningococos directamente en la cisterna magna, lo que a su vez facilita la replicación bacteriana en el líquido cefalorraquídeo (LCR) e induce meningitis con características que imitan a las presente en humanos2,24,25,26.