Un esperimento dose-risposta è stato condotto su maialini pretermine allevati fino al quinto giorno postnatale (Figura 1). Al terzo giorno postnatale, i maialini hanno ricevuto un'infusione di una bassa dose di S. epidermidis (109 CFU/kg, n = 9), una dose elevata di S. epidermidis (5 × 109 CFU/kg, n = 9), oppure soluzione salina come controllo (n = 3), e sono stati monitorati per 44 ore.
Dopo l'infusione di S. epidermidis , il carico batterico ematico è rimasto più alto durante il periodo di follow-up di 44 ore nei maialini che hanno ricevuto la dose elevata rispetto al gruppo a bassa dose (Figura 2A, P < 0,05). Solo i maialini del gruppo ad alta dose (3/9) svilupparono sepsi, con esordio che si verificava circa 12–15 ore dopo l'infezione (Figura 2B). In linea con ciò, i maialini che ricevevano la dose elevata di S. epidermidis mostravano un pH sanguigno più basso a 12 ore (Figura 2C, P < 0,001), accompagnato da un marcato aumento della pressione parziale di anidride carbonica (pCO₂) (Figura 2D, P < 0,01), rispetto al gruppo a bassa dose.
Durante la fase acuta di infezione (6 ore), entrambi i gruppi infetti hanno mostrato un eccesso di base inferiore e livelli di lattato più elevati rispetto ai controlli salini, con variazioni più pronunciate che sono persistite fino a 12 ore nel gruppo ad alta dose di S. epidermidis (Figura 2E, F, P < 0,01 – 0,05). I livelli di glucosio nel sangue non differivano tra i gruppi (Figura 2G).
A 6 ore, entrambi i gruppi infetti hanno mostrato anche una robusta deplezione dei neutrofili nel sangue rispetto ai controlli non infetti (Figura 3A, entrambi P< 0,001). Più avanti nel corso dell'infezione, è stato osservato un rifornimento di neutrofili in entrambi i gruppi infetti, ma maggiore nel gruppo a bassa dose di S. epidermidis (Figura 3A, P < 0,05). Entrambi i gruppi infetti svilupparono trombocitopenia durante l'esperimento; tuttavia, il conteggio dei trombociti è diminuito prima e in modo più marcato nel gruppo a dosi elevate di S. epidermidis rispetto sia al gruppo a bassa dose sia ai controlli non infetti (Figura 3B, P < 0,01–0,05). I livelli plasmatici, di TNF-α, IL-6 e IL-10 erano elevati in entrambi i gruppi infetti a 6 e 12 ore dopo l'infezione rispetto ai controlli (Figura 3C, P < 0,001–0,05). A 24 ore, i livelli plasmici di TNF-α e IL-10 sono rimasti elevati solo nel gruppo ad alta dose di S. epidermide rispetto ai controlli non infetti (P < 0,05), mentre entro 44 ore solo i livelli di TNF-α sono rimasti elevati (P < 0,05).
All'eutanasia, quando i maialini raggiungevano i limiti umani o venivano eutanasiati al momento previsto di 44 ore dopo l'infezione, venivano misurati i livelli plasmamici di reagenti in fase acuta negativi e marcatori di lesione agli organi (Figura 4A–G). Tra questi, solo il colesterolo (un reagente di fase acuta negativo) è stato significativamente più basso nei maialini infettati con l'alta dose di S. epidermidis rispetto al gruppo a bassa dose (Figura 4B, P < 0,05). I livelli medi di marcatori di lesione epatica, inclusi alanina aminotransferasi e aspartato aminotransferasi, così come marcatori di lesione renale come creatinina e azoto ureico nel sangue, erano numericamente più alti nel gruppo ad alta dose di S. epidermidis rispetto ai controlli non infetti (Figura 4D–G).

Figura 1: Disegno sperimentale. I maialini pretermine sono stati partoriti tramite cesareo al 90% della gestazione. Al terzo giorno postnatale, i maialini hanno ricevuto un'infusione intra-arteriosa di S. epidermidis vivo a 109 o 5 × 109 CFU/kg, oppure soluzione salina come controllo. Dopo l'infezione, i maialini sono stati monitorati per 44 ore, con prelievi di sangue longitudinali effettuati in momenti temporali definiti. Figura creata con Biorender.com. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Carico batterico nel sangue, sopravvivenza e parametri gasostatici nei maialini pretermine dopo infusione arteriolosa con soluzione salina (CON) o infezione da S. epidermidis, viva. (A) Densità di S. epidermidis nei campioni di sangue raccolti 6, 24 e 44 ore dopo l'infezione. (B) Curve di sopravvivenza che indicano il tempo fino al punto finale umano o all'eutanasia programmata a 44 ore dall'infezione. (C–G) Parametri gasografici arteriosi a 0, 6, 12, 24 e 44 ore dopo l'infezione. I dati sono presentati come media ± SD. (A), curve di sopravvivenza (B) o grafici di punti violino, inclusi mediana (linea solida) e IQR (linee tratteggiate) (C–G). n = 9 per ogni gruppo infetto; n = 3 per il controllo non contaminato. I dati sono stati analizzati utilizzando un modello lineare a effetti misti che includeva interazioni di gruppo × tempo (A, C–G) o un modello di rischio proporzionale di Cox (B). *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001. Abbreviazioni; CON = controllo; pCO2 = pressione parziale diCO2; SE = S. epidermidis. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Marcatori infiammatori circolanti nei maialini prematuri dopo infusione arteriosa con soluzione salina (CON) o infezione con S. epidermide vivo. (A, B) Conteggi circolanti di neutrofili e piastrine a 6, 12, 24 e 44 ore dopo l'infezione. (C) Livelli plasmici di TNF-α, IL-6 e IL-10 a 6, 12, 24 e 44 ore dopo l'infezione. I dati sono presentati come grafici di punti per violino, inclusi mediana (linea solida) e IQR (linee tratteggiate) (A–C). n = 9 per ogni gruppo infetto; n = 3 per il controllo non contaminato. I dati sono stati analizzati utilizzando un modello lineare a effetti misti che includeva interazioni di gruppo × tempo (A–C). *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001. Abbreviazioni; CON = controllo; IL = interleucina; SE = S. epidermidis; TNF = fattore di necrosi tumorale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Parametri biochimici plasmamici nei maialini preterme dopo infusione arteriosa con soluzione salina (CON) o infezione da S. epidermidis vivo (109 o 5 × 109 CFU/kg). (A–G) Livelli plasmici di albumina, colesterolo, ALP, ALAT, ASAT, creatinina e BUN al punto finale umano o all'eutanasia programmata 44 ore dopo l'infezione. I dati sono presentati come grafici a baffi che mostrano l'intervallo completo (da minimo a massimo) (A–G). I singoli dati in viola scuro indicano i maialini che hanno sviluppato sepsi. n = 9 per ogni gruppo infetto; n = 3 per il controllo non contaminato. I dati sono stati analizzati utilizzando un modello di regressione lineare multipla (A–G). *P < 0,05. Abbreviazioni; ALAT = alanina aminotransferasi; ALP = fosfatasi alcalina; ASAT = aspartato aminotransferasi; BUN = azoto ureico nel sangue; CON = controllo; SE = S. epidermidis. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Importo totale | Concentrazione |
| Energia | 7762 | kJ | 3525 | kJ/L |
| Macronutrienti | | | | |
| Amminoacidi | 92 | g | 42 | g/L |
| Grasso | 66 | g | 30 | g/L |
| Glucosio | 221 | g | 100 | g/L |
| Micronutrienti | | | | |
| Na | 64 | MMOL | 29 | mmol/L |
| K | 48 | MMOL | 22 | mmol/L |
| Mg | 8 | MMOL | 4 | mmol/L |
| Ca | 4 | MMOL | 2 | mmol/L |
| PO4 | 18 | MMOL | 8 | mmol/L |
| SO4 | 8 | MMOL | 4 | mmol/L |
| Cl | 93 | MMOL | 42 | mmol/L |
| Acetato | 78 | MMOL | 35 | mmol/L |
Tabella 1: Composizione della nutrizione parenterale totale modificata. Le quantità e concentrazioni totali di energia, macronutrienti (amminoacidi, grassi e glucosio) e micronutrienti nella soluzione nutrizionale parenterale.
Figura supplementare 1: Cinetica della crescita di S. epidermidis WT-1457. I batteri sono stati coltivati in brodo di infusione cerebrale a 37 °C con tremori orbitali a 180 giri al minuto. La densità ottica è stata misurata a 600 nm nel tempo. I dati sono mostrati su scala logaritmica (A) e lineare (B) (n = 3 esperimenti indipendenti). Clicca qui per scaricare questo file.