Este protocolo presenta un modelo de ratón de infección vaginal ascendente y describe métodos para evaluar la neuropatología neonatal y los resultados respiratorios. El procedimiento para inducir una infección vaginal ascendente debe ser rápido (en 5 minutos) y los ratones deben recuperarse en un par de minutos. Las madres desarrollaron síntomas de infección después de aproximadamente 24 h25. Esto incluye movimientos lentos, piloerección y una postura encorvada. El tiempo medio aproximado de parto en los ratones infectados fue de 40,3 h después de la administración de E. coli (media media del grupo de control de PBS 52,7 h), que se produjo en E18,5 en comparación con el parto a término del grupo de control de PBS en E19,531. El porcentaje de crías nacidas vivas por camada se redujo (del 100% al 71,4%) con la infección, al igual que su supervivencia durante 7 días postnatales (Figura 5)25. Cuando se utilizan bacterias bioluminiscentes, las imágenes pueden rastrear la propagación de la infección en madres y cachorros. Se observaron bacterias en el útero, las membranas fetales, la placenta y en algunos fetos dentro de las 18 h posteriores a la administración (Figura 6), y los mediadores inflamatorios, medidos por qPCR y ELISA, se regularon al alza en estos tejidos, así como en los tejidos perinatales de las crías, como el cerebro, los pulmones y el intestino 25,29,31.
Se realizó una batería de evaluaciones neuropatológicas, como la evaluación de la morfología, la muerte celular, la activación microglial y la activación de astrocitos, en los fetos y neonatos utilizando histología e inmunohistoquímica 25,31,33. También se puede evaluar el tejido pulmonar (Figura 4 y Figura 7). La tinción positiva para TUNEL sugiere degradación del ADN, una etapa posterior de la muerte celular34. Vemos un aumento significativo de la tinción de TUNEL en la corteza, la corteza piriforme, la cápsula externa, el hipocampo y el tálamo en los cerebros de las crías expuestas a la infección por E. coli durante el embarazo (Figura 8A, B)31. La microglía marcada con IBA-1, las células inmunes residentes del cerebro, se pueden clasificar por su estado morfológico, por lo que la ramificación sugiere un fenotipo en reposo, mientras que las células activadas y fagocíticas se vuelven ameboides o de forma redondeada35. Por lo tanto, en lugar de cuantificar las células microgliales, presentamos una estrategia para evaluar su fenotipo como una indicación de su estado. Vemos un aumento en la ramificación de IBA1+ en la corteza externa y el cuerpo estriado de las crías de E. coli, en comparación con el grupo PBS (Figura 8C, D)31. Los astrocitos reactivos marcados con GFAP, que pueden estar asociados con inflamación y lesión neurológica, aumentaron en la corteza piriforme y la cápsula externa en las crías de E. coli (Figura 8E, F) 31,36,37. La tinción de Nissl permite evaluar los cambios morfológicos macroscópicos en la estructura del cerebro; El violeta de cresilo es una tinción histológica estándar para las neuronas y marca tanto los gránulos de ARN extranuclear como los núcleos celulares. En el grupo de E. coli, vemos un grosor reducido de la corteza (Figura 9)31. Del mismo modo, la H&E, que tiñe respectivamente el núcleo y el citoplasma de las células, permite evaluar la morfología pulmonar (Figura 4)31. Vemos un aumento de los espacios aéreos en ratones expuestos a E. coli, así como un aumento en el número de neutrófilos Ly6G+, una indicación de inflamación (Figura 7)31.
Para los análisis de datos, el tiempo hasta la entrega se analizó mediante una prueba t no pareada si los datos se distribuyeron normalmente. Para los datos porcentuales de las crías nacidas vivas, primero se requirió una transformación de raíz cuadrada de arcoseno para transformar una distribución de proporción (limitada por el rango de 0 a 1) a una distribución normal, que es uno de los requisitos para poder realizar una prueba t. La supervivencia de las crías se analizó mediante una prueba de rango logarítmico (Mantel-Cox). Para histología e inmunohistoquímica, se utilizó la prueba U de Mann-Whitney o múltiples pruebas t con corrección de Welsh, dependiendo del tipo de datos y si se distribuyeron normalmente. Para obtener suficiente poder estadístico, recomendamos utilizar un mínimo de cinco madres por grupo de tratamiento.

Figura 1: Administración intravaginal de Escherichia coli y la línea de tiempo del tratamiento para inducir el parto prematuro y la morbilidad neonatal en ratones. (A) E. coli [1], seguido de gel plurónico F127 al 20% [2], se administra en la vagina del ratón utilizando una punta de pipeta estéril de 200 μl. Se agrega polvo de quinina al introito [3]. (B) E. coli se administra en la vagina el día embrionario 16.5. Los tejidos, como los pulmones y el cerebro, se pueden recolectar durante el período fetal o neonatal. Abreviatura: EN = día embrionario N; NP = día postnatal N; PBS = solución salina tamponada con fosfato. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Regiones cerebrales evaluadas para neuropatología. Un ejemplo de tinción de Nissl del cerebro de un cachorro neonatal y las regiones que podrían evaluarse para detectar neuropatología. Todas las regiones del cerebro se pueden evaluar para TUNEL, IBA-1 y GFAP. Elegimos evaluar la morfología de la corteza y el hipocampo utilizando Nissl. Aumento: 1x. Barra de escala = 1,5 mm. Abreviaturas: TUNEL = etiquetado terminal de la desoxinucleotidil transferasa dUTP; IBA-1 = factor inflamatorio 1 del aloinjerto; GFAP = proteína ácida fibrilar glial. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Evaluación positiva del índice de tinción y ramificación de IBA-1. Para cuantificar el índice de ramificación de las células IBA-1+ , cuente el número de cuerpos celulares dentro de la cuadrícula y el número promedio de ramas que cruzan las líneas de cuadrícula horizontales y verticales. Abreviatura: IBA-1 = factor inflamatorio 1 del aloinjerto. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Mediciones del espacio aéreo en los pulmones de las crías (tinción de H&E). (A) Delinee los espacios aéreos y mida con la herramienta a mano alzada en ImageJ. (B) El área promedio del espacio aéreo aumenta en las crías expuestas a E. coli en comparación con PBS. (C) Imágenes representativas de H&E de pulmones de cachorros expuestos a PBS y E. coli en el útero. Aumento: 40x. Barra de escala = 59,5 μm. Abreviaturas: H = hematoxilina; E = eosina. n = 2 de 4 camadas. *p < 0,05. Esta figura fue adaptada de Boyle et al.31. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Efectos de E. coli intravaginal en el tiempo hasta el parto y la supervivencia de las crías. (A) El tiempo hasta el parto se reduce en presencia de E. coli. (B) El porcentaje de cachorros nacidos vivos se reduce significativamente y (C) la supervivencia de los cachorros se reduce en los cachorros expuestos a E. coli. Tiempo hasta el parto: n = 8-10 camadas por grupo; crías nacidas vivas: n = 10-17 camadas por grupo; Supervivencia de las crías: n = 10-12 camadas por grupo. *p < 0,05, ***p < 0,001. Esta figura fue adaptada de Boyle et al.31. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: Imágenes de bioluminiscencia para monitorear la propagación de E. coli . (A) E. coli bioluminiscente asciende desde la vagina hacia los cuernos uterinos dentro de las 48 h. (B) Los cuernos uterinos disecados muestran infección con E. coli dentro de las 18 h, (C) al igual que la placenta y las membranas fetales. Esta figura fue adaptada de Suff et al.25 y Boyle et al.31. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 7: Tinción de Ly6G para neutrófilos en pulmones fetales. (A) Tinción de Ly6G (positiva: puntas de flecha), para evaluar la afluencia de neutrófilos, en fetos expuestos a PBS y E. coli . (B) El número promedio de células Ly6G + aumenta significativamente en los fetos de E. coli . Aumento: 40x. Barra de escala = 59,5 μm. n = 10 de 5 camadas por grupo. *p < 0,05. Abreviaturas: Ly6G = locus G6D del complejo del antígeno linfocitario 6. Esta figura fue adaptada de Boyle et al.31. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 8: Ejemplos de tinción TUNEL, IBA1 y GFAP. (A) Tinción TUNEL para la muerte celular en el cerebro de la cría posnatal expuesto a PBS o E. coli. (B) El número promedio de células TUNEL + aumenta en la corteza, la corteza piriforme, la cápsula externa, el hipocampo y el tálamo. (C) Inmunohistoquímica IBA1 para microglía en grupos PBS y E. coli . (D) El índice de ramificación, como medida de la activación de la microglía, aumenta en la cápsula externa y el cuerpo estriado en las crías de E. coli . (E) Tinción GFAP para astrocitos, (F) que aumenta en la corteza piriforme y la cápsula externa en las crías de E. coli . Barra de escala = 59,5 μm. Abreviaturas: GFAP = proteína ácida fibrilar glial; TUNEL = etiquetado terminal de la desoxinucleotidil transferasa dUTP; Pyr = Corteza piriforme; EC = cápsula externa; Str = estriado; Cadera = hipocampo; thal = tálamo; total = todas las regiones; CA = cornu amoníaco; OLV = valores de luminosidad óptica. Análisis inmunohistoquímicos: n = 5-7 de 5 camadas por grupo. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, n.s. - no significativo. Esta figura fue adaptada de Boyle et al.31. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 9: Ejemplo de tinción de Nissl positiva y negativa y evaluaciones de morfología. (A) Tinción de Nissl del cerebro de la cría posnatal para evaluar la estructura y morfología del tejido. (B) No hay impacto en el ancho del cerebro, pero (C) el grosor cortical se reduce en los cachorros expuestos a E. coli. (D) No hay diferencia en el volumen del hipocampo. Aumento: 1x. Barra de escala = 1,5 mm. n = 5-7 de 5 camadas por grupo. **P < 0,01. Esta figura fue adaptada de Boyle et al.31. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Anticuerpo primario | Dilución | Anticuerpo/dilución secundaria | Dilución |
| Conejo anti-GFAP | 1:6000 | Cabra anti-conejo | 1:100 |
| Conejo anti-IBA1 | 1:1000 | Cabra anti-rata | 1:100 |
| Ratón anti-Ly6G | 1:1000 | Cabra anti-conejo | 1:100 |
Tabla 1: Anticuerpos para inmunohistoquímica.
| Paso | Reactivo | Tiempo (min) |
| 1 | Tinción NISSL | 10 |
| 2 | Agua destilada fresca | 2 |
| 3 | Agua destilada fresca | 2 |
| 4 | 70% de EtOH | 2 |
| 5 | 90% de EtOH | 2 |
| 6 | 96% de EtOH | 2 |
| 7 | 96% de EtOH con 3-5 gotas de ácido acético glacial | 2-5 (REVISAR CONSTANTEMENTE) |
| 8 | 100% EtOH | 2 |
| 9 | Isopropanol | 2 |
| 10 | Xileno | 2 |
| 11 | Xileno | 2 |
| 12 | Xileno | 2 |
Tabla 2: Procedimiento de Nissl.