Ici, nous présentons un protocole pour établir un modèle d’immunosuppression de la septicémie chez la souris via une instillation intranasale de Klebsiella pneumoniae et validons le modèle à l’aide de divers indicateurs.
Article de méthode
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Ici, nous présentons un protocole pour établir un modèle d’immunosuppression de la septicémie chez la souris via une instillation intranasale de Klebsiella pneumoniae et validons le modèle à l’aide de divers indicateurs.
La septicémie est une défaillance organale mettant la vie en danger causée par la réponse inappropriée de l’hôte à l’infection. La pneumonie est la principale cause de septicémie. Les modèles animaux sont des outils importants pour étudier la pathogenèse de la septicémie et évaluer de nouvelles stratégies de traitement. Les modèles animaux précédents de septicémie ne comportaient pas de voies d’infection naturelles, ce qui rend difficile la reflètement précise du processus clinique de l’infection.
Cette étude a introduit un modèle d’immunosuppression de la septicémie chez la souris, établi par instillation intranasale de Klebsiella pneumoniae (KP) pour simuler la voie naturelle de l’infection respiratoire. Après modélisation avec différentes concentrations de KP, l’inflammation du modèle a été évaluée à 12 heures pour les niveaux d’interleukine-6 (IL-6) de cytokines, et les lésions aux organes à 24 heures pour les niveaux d’alanine aminotransférase (ALT), d’aspartate aminotransférase (AST), de créatine kinase (CK) et d’azote d’urée sanguine (BUN). Le taux de survie du modèle a été analysé après 7 jours. Le pourcentage de lymphocytes et de globules blancs, la proportion d’expression du complexe majeur d’histocompatibilité de classe II (MHC-II) chez les monocytes, ainsi que l’intensité moyenne de fluorescence (MFI) d’IL-10 et TGF-β1 dans les lymphocytes T CD4+ ont été observés pour évaluer la suppression immunitaire chez la souris. Après 7 jours de modélisation, une infection secondaire a été réalisée par instillation intranasale de Pseudomonas aeruginosa (PA). La charge bactérienne dans le liquide de lavage bronchoalvéolaire (BALF) 24 h après l’infection secondaire et le taux de mortalité dans les 14 jours ont été évalués afin d’évaluer davantage l’immunosuppression du modèle.
L’instillation nasale de Klebsiella pneumoniae à haute concentration peut induire efficacement une immunosuppression. Son objectif est de simuler la septicémie induite par une voie naturelle d’infection respiratoire et de fournir un modèle standard pour la recherche sur la septicémie chez les animaux.
La septicémie est une défaillance organale potentiellement mortelle résultant d’une réponse inappropriée de l’hôte à l’infection 1,2,3. C’est l’une des principales causes de décès en unités de soins intensifs (USI). À l’échelle mondiale, il y a 48,9 millions de cas de septicémie chaque année, avec 11 millions de décès associés4. Malgré les avancées récentes en thérapies anti-infectieuses et en technologies de soutien des organes, la pathogenèse de la septicémie reste inentièrement comprise, et des options de traitement spécifiques font défaut. Ainsi, la septicémie est devenue un point central et un défi dans la recherche médicaleclinique 4.
Les modèles animaux jouent un rôle irremplaçable dans la recherche médicale fondamentale et translationnelle, servant d’outils essentiels pour étudier la pathogénie de la septicémie et évaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques. En simulant les processus physiopathologiques de la septicémie humaine, ces modèles facilitent non seulement l’exploration de mécanismes clés tels que les troubles immunitaires et les dysfonctionnements des organes, mais offrent aussi une plateforme expérimentale pour le dépistage des drogues et le développement de stratégies d’intervention. Parmi les différents modèles animaux, les souris sont les plus couramment utilisées dans la recherche sur la septicémie en raison de leur bagage génétique bien défini, de leurs recherches approfondies sur leur système immunitaire et de leur facilité de manipulation.
Actuellement, plusieurs modèles animaux de sepsis basés sur différents paradigmes sont disponibles, notamment des modèles d’endotoxines, des modèles d’infusion bactérienne, des modèles de ligature et ponction du cæcal (CLP), et des modèles de péritonite du stent du côlon ascendant (CASP) 5. Cependant, ces modèles ne présentent pas de voies naturelles d’infection, ce qui rend difficile de refléter véritablement le processus clinique de l’infection. Des études ont indiqué que la pneumonie est la principale cause de septicémie auxÉtats-Unis 6. Par conséquent, établir un modèle de sepsis chez la souris qui imite les voies d’infection naturelles, présente des caractéristiques immunosuppressives et est facile à utiliser avec une grande reproductibilité est d’une grande importance pour la recherche approfondie des mécanismes immunitaires de la septicémie et pour l’évaluation des stratégies d’intervention potentielles.
Klebsiella pneumoniae (KP) représente de 3 % à 8 % de toutes les infections bactérienneshospitalières 7,8,9. Cette bactérie peut pénétrer dans le corps par divers portails, notamment les voies respiratoires, gastro-intestinales et urinaires, ainsi que la peau, et les infections causées par la KP ont un pronostic mauvais, en particulier chez les patientsimmunodéprimés 7,10. Étant donné que la pneumonie est la principale cause de septicémie et que la KP est un pathogène respiratoire courant associé à de mauvais résultats, la KP est un candidat idéal pour établir un modèle cliniquement pertinent de septicémie.
Bien qu’une variété de modèles animaux d’infection par la KP, y compris la méthode intranasale, aient étéétablis auparavant 11, seules quelques études se sont concentrées sur l’optimisation du modèle pour induire l’immunosuppression associée à la septicémie ou sur la définition de la concentration optimale de KP pour l’établissement du modèle. Cette lacune limite l’utilité des modèles KP existants pour étudier le dysfonctionnement immunitaire induit par la septicémie.
Pour répondre à ce besoin, nous avons mis en place un modèle d’immunosuppression induite par sepsis chez la souris via instillation intranasale de KP. Comparé aux modèles existants, ce modèle simule les voies naturelles des infections respiratoires. Le modèle a été validé pour fournir une méthode pour la recherche ultérieure.
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Toutes les procédures expérimentales décrites dans cet article ont été approuvées par le Comité de bien-être et d’éthique des animaux de laboratoire de la Troisième Université de médecine militaire (SCXK(PLA)20120031).
1. Animaux expérimentaux
2. Préparation bactérienne
3. Infection par instillation intranasale (Figure 1)
4. Évaluation du modèle
REMARQUE : Quatre groupes de modèles murins ont été établis via la méthode d’instillation intranasale mentionnée précédemment, à savoir le groupe témoin (groupe A, infusé avec PBS), le groupe de concentration 1 × 104 KP (groupe B), le groupe de concentration 1 × 106 KP (groupe C), et le groupe de concentration 1 × 108 KP (groupe D). Le modèle a été évalué en utilisant les méthodes suivantes :
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À 12 h après l’instillation intranasale, le taux sérique d’IL-6 dans le groupe 1 × 108 KP a été significativement augmenté (p < 0,0001, n = 5) (Figure 2A). À 24 heures après l’instillation intranasale, les niveaux sériques d’ALT (p < 0,01, n = 5) (Figure 2B), AST (p < 0,01, n = 5) (Figure 2C), CK (p < 0,01, n = 5) (Figure 2D) et BUN (p < 0,001, n = 5) (
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La septicémie est un syndrome clinique complexe, et l’état immunosuppresseur caractéristique à son stade avancé est un facteur clé conduisant au décèsdu patient 12,13. Ainsi, des modèles précliniques qui simulent fidèlement la physiopathologie de l’immunosuppression induite par la septicémie sont essentiels pour une exploration approfondie de ses mécanismes et le développement de nouvelles thérapies. Dans cette étude, nous avons ...
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Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflit d’intérêts.
Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (82222038 et 81970259), les Jeunes talents exceptionnels de la biotechnologie de la défense nationale (2023-JCJQ-ZQ-001 et 01-SWKJYCJJ06), ainsi que par le Fonds scientifique Chongqing pour les jeunes chercheurs distingués (CSTB2022NSCQ-JQX0017).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Biochemical incubator | YSEI | SHH-150L | Incubation bactérienne |
| Souris C57BL/6J | Vital River Laboratories | 8-10 semaines, mâle | |
| CD116b | BioLegend | 101257 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| CD25 | BD bioscience | 740447 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| CD3 | BioLegend | 100203 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| CD4 | BioLegend | 100544 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| CD45 | BioLegend | 103116 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| CD8 | BioLegend | 100752 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| Cell stain buffer | BioLegend | 420201 | |
| Agitateur à température constante | Honour | HNY-100B | Cultivation bactérienne |
| Cytomètre de flux | Beckman Coulter | CytoFLEX | Analyse cytométrique en flux |
| Centrifugeuse à grande vitesse | Beckman Coulter | AIIEGRA | |
| IDEXX catalyst one | IDEXX | Catalyst One | Analyse biochimique |
| IL-10 | BioLegend | 505026 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| Seringue d'insuline | WEGO | 1mL | Prélèvement sanguin |
| Klebsiella pneumoniae ATCC 43816 | biobw.org | bio-81659 | |
| LB Broth (poudre) | Solarbio | L1010 | Milieu de culture liquide LB |
| LB Broth (poudre) | Solarbio | L1015 | Gélose LB |
| LY6C | BioLegend | 128010 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| Ly6G | BioLegend | 127606 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| MHC-II | BioLegend | 107622 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| Micropipette | Eppendorf | P100 | |
| Tampon de lyse des globules rouges | Solarbio | R1010 | |
| Spectrophotomètre | Eppendorf | Eppendorf6131 | Mesure de densité optique |
| Logiciel statistique | GraphPad Software | Graphpad Prism10.0 | |
| Embouts de pipette stériles et sans enzyme | Biosharp | 200μL | |
| Tampon diluant TF | BD Pharmingen | 51-90008101 | |
| Tampon fix/perm TF | BD Pharmingen | 51-90008100 | |
| Tampon perm/wash TF | BD Pharmingen | 51-90008102 | |
| TGF-β1 | BioLegend | 141406 | Anticorps de flux (Anti-Souris) |
| Varioskan LUX multimodemicroplate reader | Thermo Scientific | Varioskan LUX |
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