כיום חסרים מודלים in vivo המתאימים לבדיקת תרופות נגד זיהומים חיידקיים כרוניים. כאן, אנו מתארים פרוטוקול לזיהום פצע על ידי מבודד קליני של Pseudomonas aeruginosa כדי ליצור זיהום מתמשך בזחלי דג הזברה.
מאמר שיטה
כיום חסרים מודלים in vivo המתאימים לבדיקת תרופות נגד זיהומים חיידקיים כרוניים. כאן, אנו מתארים פרוטוקול לזיהום פצע על ידי מבודד קליני של Pseudomonas aeruginosa כדי ליצור זיהום מתמשך בזחלי דג הזברה.
Pseudomonas aeruginosa הוא פתוגן אנושי עיקרי, במיוחד בזיהומים כרוניים בפצעים וזיהומים ריאתיים כרוניים (במיוחד בחולים עם סיסטיק פיברוזיס (CF)). זיהומים חיידקיים כרוניים עמידים לטיפולים אנטיביוטיים ויש צורך דחוף במודלים של זיהומים כרוניים in vivo הניתנים לבדיקת תרופות כדי לפתח טיפולים יעילים. כאן, אנו מתארים פרוטוקול של זיהום על ידי מבודד קליני של P. aeruginosa מחולה CF, המבטא באופן מכונן את החלבון הפלואורסצנטי הירוק (GFP), ליצירת זיהום פצע מתמשך בזחלי דג הזברה. עוברים שנפגעו מסנפיר הזנב טובלים בתרחיף חיידקי למשך שעה וחצי, נשטפים ומנוטרים לעומס חיידקי במשך 3 ימים. עומס החיידקים כומת מדי יום על ידי ספירת יחידות יוצרות מושבה פלואורסצנטית (CFU) מזחלים נגועים שעברו ליזה, מה שאפשר זיהום מתמשך. יתר על כן, חיידקי P. aeruginosa מתמידים היו עמידים לטיפול אנטיביוטי. מודל חדשני זה של זיהום מתמשך ב-P. aeruginosa מציע הזדמנויות להעריך את יעילותם של טיפולים חדשניים נגד זיהומים כרוניים.
Pseudomonas aeruginosa הוא חיידק פתוגני גרם שלילי האחראי על קולוניזציה כרונית בחולים עם סיסטיק פיברוזיס (CF) ופצעים 1,2. P. aeruginosa שייך לקבוצת הפתוגנים של ESKAPEE ומוכר על ידי ארגון הבריאות העולמי כעדיפות קריטית לטיפולים חדשים3. קשה לטפל בזיהומים חיידקיים כרוניים באמצעות אנטיביוטיקה עקב עמידות לתרופות אדפטיביות, הקשורה למספר גורמים, כולל אורח חיים ביופילם, צמיחה מופחתת, פעילות מטבולית נמוכה4, כמו גם מחזור חיים תוך-תאי5. מודלים in vivo חיוניים להבנה טובה יותר וטיפול בזיהום כרוני של P. aeruginosa.
בעוד שמספר מודלים in vivo שימשו להערכת אלימות P. aeruginosa , מעט מאוד מודלים אפשרו לחקות קולוניזציה מתמשכת ולבדוק את יעילות הטיפולים בזיהום כרוני6. מודלים של בעלי חיים לחקר פתוגנזה כרונית של P. aeruginosa מסתמכים בעיקר על מתן החיידקים המוטבעים בחרוזי אגר לריאות7. פותח גם מודל זיהום עורי כרוני של עכברים8. דג הזברה (Danio rerio), שיש לו יתרונות רבים (בעיות אתיות מתונות, עלות נמוכה, ייצור ביציות גבוה), הוא מודל מושך של בעלי חוליות in vivo לבדיקת תרופות, המאפשר גם הדמיה ברזולוציה גבוהה בזמן אמת של P. aeruginosa ותאי מארח הודות לשקיפות העובר9.
כפי שדווח בסקירה, במחקרים קודמים שימשו זני מעבדה של P. aeruginosa (PAO1, PA14 ו-PAK) בעיקר במודל הזיהום של דג הזברה, שם הם גרמו לזיהום חריף9. לאחרונה פיתחנו פרוטוקול זיהום פצע המבוסס על טבילה של עוברים קטועים בסנפיר הזנב עם זן P. aeruginosa PAO1, שגרם לזיהום חריף10. ההדבקה על ידי טבילה של עוברים פצועים, המשקפת מצב זיהום טבעי של P. aeruginosa, היא צורת זיהום הניתנת לשחזור וקלה יותר ממיקרו-הזרקה.
המטרה שלנו הייתה לבסס פרוטוקול של זיהום מתמשך של P. aeruginosa בדגי זברה. למטרה זו, האסטרטגיה שלנו הייתה להשתמש בזנים קליניים של P. aeruginosa, אשר נלקחו בחשבון לעתים רחוקות במודל דג הזברה11,12, בשילוב עם מסלול הזיהום של הפצע. כאן, אנו מתארים את הפרוטוקול שפיתחנו כדי לדגמן את ההתיישבות המתמשכת של עוברי דג הזברה על סמך זיהום פצע על ידי מבודדים קליניים של P. aeruginosa CF. מודל in vivo חדשני זה עונה על הציפיות שלנו ומציע הזדמנויות חדשות להעריך את יעילות הטיפולים בהקשר של קולוניזציה מתמשכת, כמתואר כאן ובמאמר נלווה13.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בדגי הזברה המתוארים במחקר הנוכחי נערכו באוניברסיטת מונפלייה על פי עקרונות 3Rs - החלפה, הפחתה ועידון - בהתאם להנחיות האיחוד האירופי לטיפול בחיות מעבדה ואושרו על ידי Direction Sanitaire et Vétérinaire de l'Hérault ו- Comité d'Ethique pour l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques תחת התייחסות CEEA-LR-B4-172-37. כל ניסויי ההדבקה בוצעו בעוברים עד 5 ימים לאחר ההפריה. גידול דג הזברה הבוגר (Danio rerio) מדגי AB או Golden Lines עמד בהנחיות הבינלאומיות המפורטות בהנחיית הגנת בעלי החיים של האיחוד האירופי 2010/63/EU. מתקן דג הזברה של אוניברסיטת מונפלייה עם תנאים סטנדרטיים המוגדרים כאור של 12 שעות: מחזור חושך, מיכל פוליקרבונט 3.5 ליטר (מקסימום 22 דגים לכל מיכל) המחובר למערכת מחזור עם מליחות של 4% / מוליכות 400 מיקרוש וטמפרטורת מים של 28 מעלות צלזיוס. הדגים הוזנו פעמיים ביום במזון דגים.
1. הכנת פתרונות
2. הכנת חיסון של P. aeruginosa פלואורסצנטי המבטא GFP באופן קונסטרוקטיבי
הערה: כל העבודה עם P. aeruginosa נעשית עם אמצעי זהירות BSL-2 בארון בטיחות ביולוגית. יש לשנות גנטית את זני P. aeruginosa כדי לבטא באופן מכונן מדווח פלואורסצנטי, כגון GFP (כפי שמשמש כאן ומתוארב-13). מומלץ מאוד להשתמש בזנים עם מדווח פלואורסצנטי מקודד כרומוזומלי כדי למנוע אובדן פלסמיד במקרה של מדווח פלואורסצנטי מקודד פלסמיד.
3. איסוף והכנה של עוברי דג הזברה
4. פגיעה בעובר
5. זיהום של עוברים פצועים
6. הישרדות של עוברים נגועים
7. ספירת עומס חיידקים בעוברים נגועים (איור 1)

איור 1: ציר זמן ניסיוני להערכת אלימות והתמדה חיידקית בעובר דג הזברה. קיצורים: CFU = יחידות יוצרות מושבה, hpi = שעות לאחר ההדבקה. הציור נוצר עם BioRender.com. הנתון שונהמ-13. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
8. בדיקת טיפול כנגד זיהום מתמשך (איור 2)

איור 2: הליך ניסיוני המשמש להערכת היעילות של טיפולים אנטיביוטיים על עוברים נגועים. קיצורים: ATB 30' = טיפול אנטיביוטי למשך 30 דקות, CFU = יחידות יוצרות מושבה, hpi = שעות לאחר ההדבקה. הציור נוצר עם BioRender.com. הנתון שונהמ-13. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עובר דג הזברה הוא מודל מתאים לניטור זיהום מתמשך עם מבודדי P. aeruginosa CF
השתמשנו במצב טבילה של עוברים פצועים כדי להעריך in vivo את האלימות של שלושה מבודדי CF (A6520, B6513 ו-C6490)9. הערכנו גם את ההתנהגות של מבודד CF מאוחר המאופיין היטב, RP73, הידוע בקולוניזציה ארוכת טווח בדרכי הנשימה של עכברים14,15. כל ארבעת מבודדי ה-CF היו מוחלשים מאוד בהשוואה לזן הייחוס PAO1 (
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מידול זיהום כרוני חיידקי in vivo חיוני להבנת פתוגנזה ולהערכת יעילות הטיפול. כאן, הקמנו מודל זיהום פצע מתמשך בדגי זברה המתאים לבדיקת תרופות נגד P. aeruginosa. זה ממלא את הפער במתודולוגיה הנוכחית עם היעדר מודלים in vivo המתאימים לסריקת תרופות נגד זיהומים חיידקיים כרוניים. יש לציין כי מודל זה מחקה מאפיין עיקרי של כרוניות, כלומר עמידות לאנטיביוטיקה אדפטיבית, ומאפשר חיפוש אחר תרכובות/אנטיביוטיקה אופטימליות. מודל זה של זיהום מתמשך של P. aeruginosa בדגי זברה ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים.
אנו מודים לסטפן פונט (LPHI, מונפלייה), שתרם במידה רבה להגדרת המתודולוגיה והפיק תוצאות שמוצגות באיור 3, כפי שמתואר במאמר הנלווה13. אנו מודים ל-P. Plésiat (מרכז הייחוס הלאומי הצרפתי לעמידות לאנטיביוטיקה, בזאנסון, צרפת) על אספקת הזנים הקליניים A6520, B6513 ו-C6490, ול-A. Bragonzi (מילאנו, איטליה) על אספקת הזן RP73. אנו מודים ל-C. Gonzalez ו-V. Goulian על מתקן המודל הימי ZEFIX מבית LPHI. עבודה זו נתמכה על ידי Vaincre La Mucoviscidose (RF20200502703, RF20210502864, RF20220503060) ואגודת גרגורי למרשל. המתקן הימי נתמך על ידי תוכנית H2020 של הקהילה האירופית [Marie-Curie Innovative Training Network Inflanet: Grant Agreement n° 955576].
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אתיל-3-אמינובנזואט מתאן סולפונאט | סיגמא | E50521 | |
| גלולת בוכנה | Eppendorf, Dutscher | 33522 | |
| מלחי ים | אינסטנט אוקיינוס, מערכות אקווריום | 218035 | |
| טריטון | יורומדקס | 2000-ב |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאהThis corrects the article 10.3791/68464