Infections des voies urinaires (IVU) sont l'une des infections bactériennes les plus courantes et peuvent être divisés en deux catégories basées sur le mécanisme d'acquisition, la communauté et nosocomiale acquise UTI. Les infections urinaires se produit souvent chez les femmes et des études, autrement sains acquis communautaire ont montré qu'environ 50% des femmes auront au moins une infection urinaire dans leur vie 1. En outre, la récidive est un problème majeur. Une femme qui a une infection aiguë initiale a une chance d'avoir une seconde infection dans les six mois malgré un traitement antibiotique approprié et de nombreuses femmes continuent à avoir de fréquentes récidives 2 25-40%. Les bactéries qui causent ces infections sont également de plus en plus de protocoles de traitement de plus en plus résistantes aux antibiotiques de confusion 3-6. UTI affectent des millions de personnes chaque année coûte environ 2,5 milliards de dollars en frais liés aux soins de santé aux États-Unis, soulignant l'impact et la prévalence de la maladie1,7 .Nosocomial acquis les infections urinaires sont principalement liés à la présence de corps étrangers tels que cathéters. les infections urinaires de cathéter associée (Cauti) restent la nosocomiale la plus fréquente acquise UTI, représentant ~ 70-80% de ces infections 8. En outre, Cauti est associée à une augmentation de la morbidité et de la mortalité et il est la cause la plus fréquente des infections sanguines secondaires 9.
Communauté associée UPEC acquis les infections urinaires sont pensés pour être causé par l'introduction de bactéries dans la vessie à partir de réservoirs dans le tractus gastro-intestinal par le biais d'une manipulation mécanique pendant les rapports sexuels, le manque d'hygiène ou d'autres dynamique des populations microbiennes entre l'hôte différentes niches 10. Une fois à l'intérieur de la vessie, UPEC emploient de nombreux facteurs de virulence, y compris la capsule, les systèmes d'acquisition du fer, des toxines, un plasmide de virulence, ARNt, îlots de pathogénicité et de facteurs de colonisation qui ont été montrés à jouer un rôle dans la pathogenèse 11-14. Critique à l'établissement de la colonisation UPEC, UPEC codent également plusieurs types de chaperon adhésif huissier voie (CUP) pili qui reconnaissent les récepteurs avec une spécificité stéréochimique 15. Pili de type 1, pointe avec l'adhésine FimH, sont exprimées par l'UPEC et lier uroplakins 16 et α-β-1, 3 intégrines 17, qui sont exprimés sur la surface luminale des deux vessies humaines et de souris 18 mannosylée. Ces interactions à médiation FimH faciliter la colonisation bactérienne et l'invasion des cellules epitheliales superficielles 19,20. Une fois à l'intérieur de la cellule, UPEC peut échapper dans le cytoplasme où une seule bactérie peut rapidement diviser pour former une communauté bactérienne intracellulaire (IBC), qui, lors de la maturation, peut contenir ~ 10 4 21 bactéries. Formation IBC a été démontrée dans au moins six différentes souches de souris, C3H / poule, C3H / HeJ, C57BL / 6, ABC, FVB / NJ et BALB / c, et avec une grande variété de différentes UPESouches de carbone et d'autres Enterobacteriaceae 22-24. Toutefois, des différences temporelles et spatiales de la formation IBC peuvent varier en fonction de l'arrière-plan de la souris et la souche UPEC infecter. Dans C3H / HeN infectées par le UPEC prototypique souches UTI89 ou la formation CFT073, IBC peuvent être visualisés sous forme de petites biomasses de bactéries dès 3 HPI (post-infection h). Cette communauté continue à se développer et atteint un "point médian" de développement d'environ 6 hpi lorsque les bactéries en forme de bâtonnets occupent un grand pourcentage de l'espace cytoplasmique de cellules parapluie superficielles différenciées Ces forme précoce GRV d'une manière relativement synchrone avec la majorité affichant des dimensions similaires et morphologies. ~ 8 hpi les bactéries dans le changement IBC d'une bacilles à Cocci morphologie. GRV sont de nature transitoire. Ainsi, le BAC maturation 12-18 résultats de HPI à l'expansion continue de la population bactérienne, suivi par leur filamentation et la dispersion de la wi cellulaireth propagation ultérieure à des cellules voisines 23. Ainsi, le créneau IBC permet une croissance bactérienne rapide dans un environnement à l'abri de réponses 25 immunitaires et des antibiotiques hôtes. Les étapes distinctes d'infection UPEC qui sont vus dans les souris sont également observées chez l'homme, tels que les GRV et filamentation, soutenant le modèle de la souris de l'UTI comme un outil bénéfique qui peut être utilisé pour modéliser UTI chez les humains 22,26-28.
Alors que la majorité des femmes ressentent une infection urinaire dans leur vie, le résultat de ces infections peut varier de l'infection de l'auto-limitation aiguë sans récidive, à la cystite récidivante fréquente. En outre, des études ont montré une forte survenue familiale de l'UTI, ce qui suggère une composante génétique contribue à la susceptibilité 29 UTI. Nous avons constaté que les résultats UTI différentes dans les cliniques peuvent être reflétés par les résultats différents de l'infection expérimentale UPEC entre souches consanguines de souris 30. Par exemple, C3H / poule, l'ABC, Des souris DBA, et C3H / HeOuJ sont sensibles, de manière infectieux dépendante de la dose, de longue durée, la cystite chronique caractérisée par la persistance, les bactéries de titre élevé (> 10 4 unités formant des colonies (CFU) / ml), un titre élevé de bactéries charges de la vessie au sacrifice> 4 semaines post-infection (WPI), l'inflammation chronique, et la nécrose urothelial. Ces souris présentent également des taux sériques élevés de IL-6, G-CSF, KC, et IL-5 dans les 24 premières HPI qui servent de biomarqueurs pour le développement de la cystite chronique. Cela peut représenter fidèlement le cours naturel des infections urinaires chez certaines femmes, que des études contre placebo ont montré qu'un grand pourcentage de femmes victimes de UTI conservera des niveaux élevés de bactéries dans l'urine pendant plusieurs semaines après les premiers symptômes de la cystite si pas donné un traitement antibiotique 31 , 32. En outre, en utilisant des souris C3H / poule, nous avons constaté que des antécédents de cystite chronique est un facteur de risque important pour les infections récurrentes sévères ultérieures. Infection urinaire récidivante est le plus simanifestation clinique gnificant de l'UTI et la souris C3H / HeN est actuellement le seul modèle étudié qui récapitule une prédisposition accrue après l'exposition précédente. Un deuxième résultat UTI est récapitulée dans C57Bl / 6 souris où l'infection aiguë UPEC est auto-limitation, avec une résolution de l'inflammation de la vessie et bactériurie une semaine environ. Fait intéressant, dans ce modèle, UPEC former facilement des réservoirs intracellulaires de repos dans le tissu de la vessie à partir de laquelle UPEC sont capables de sortir d'un état de dormance pour relancer une UTI actif, potentiellement expliquer un mécanisme de même souche UTI récurrent chez l'homme 33, 34.
En plus des influences génétiques sur UTI susceptibilité, l'introduction d'un cathéter dans la vessie augmente considérablement la probabilité d'avoir une infection ainsi que l'augmentation du nombre de bactéries capables de provoquer une infection. Il a été démontré que le cathétérisme urinaire humaine provoque histologique etchangements immunologiques dans la vessie dus au stress mécanique qui entraîne une réponse inflammatoire robuste, exfoliation, œdème de la lamina propria et submucusa, amincissement urothelial et lésion de la muqueuse urothélium et les reins 35,36. En outre, le cathéter offre une surface pour la fixation bactérienne créant ainsi un environnement utilisé par plusieurs espèces de provoquer Cauti. Alors que UPEC sont encore un contributeur majeur, Enterococcus faecalis représente 15% de ces Cauti 37. E. faecalis est de plus en plus résistantes aux antibiotiques avec résistance à la vancomycine émergence, posant un grave problème de santé 38. E. faecalis possèdent de nombreux facteurs de virulence y compris les toxines et adhésines nécessaires pour la fixation à la fois le cathéter et l'épithélium 38. Pendant sondage urinaire, l'hôte est vulnérable à l'adhésion microbienne, la multiplication et la diffusion dans le 39,40 urinaire. E. FAECAlis forme un biofilm sur le cathéter dans le cadre d'un mécanisme de persister dans la vessie et de diffuser vers les reins, qui est reproduite dans un modèle de souris Cauti 41. Récemment, il a été montré pendant un cathétérisme urinaire, fibrinogène (Fg) est libéré dans la vessie dans le cadre de la réponse inflammatoire. Fg accumule dans la vessie, le cathéter couches et est essentielle pour E. faecalis formation de biofilm, fonctionnant comme un échafaudage de fixation. Dans un modèle de souris C57BL / 6 de la souris de Cauti, nous avons découvert que E. faecalis formation de biofilm sur le cathéter, et donc la persistance dans la vessie, était à la charge sur le pili Ebp, spécifiquement son EBPA pointe d'adhésine. Nous avons constaté que le domaine N-terminal de EBPa se lie spécifiquement à FG revêtement du cathéter. En outre, il a été constaté que E. faecalis utilise Fg comme source de métabolite cours de l'infection, améliorant ainsi la formation de biofilm 42.
Des modèles de souris sont révélés indispensables à undertanding ainsi que la prévision des manifestations cliniques de l'UTI et Cauti 41. Dans cet article, nous démontrons la préparation de l'inoculum de la cystite UPEC isolons UTI89 et l'inoculation transurétrale de souris C3H / poule. En outre, nous démontrons un protocole pour l'insertion du cathéter dans des souris C57BL / 6 et de l'inoculation E. souche faecalis OG1RF. Ces deux techniques conduisent à UTI ou Cauti cohérente et fiable chez la souris. Nous affichons également des techniques utilisés pour observer la formation IBC au cours cystite aiguë et la collecte d'urine pour l'analyse de la cystite chronique ou récurrente. Souris C3H / HeN ont été utilisées pour étudier les aspects de la pathogenèse UPEC y compris invasion initiale bactérienne, la formation IBC, filamentation et le développement de la cystite chronique 23,33,43. Ces paramètres de virulence ont également été étudiés dans une variété d'autres milieux de souris 22,33. Pour Cauti, C57BL / 6 modèle permet pour l'implantation d'un corps étranger dans la vessie avec le co bactérienne ultérieureionisation, qui peut être maintenu pendant 7 jours après l'infection 41. Ces modèles ont été utiles pour évaluer les mécanismes de virulence bactérienne, les réponses de l'hôte aux infections urinaires et des mécanismes de subvertir réponses de l'hôte, dont une grande partie a été ensuite récapitulées ou observés dans les populations humaines cliniques.