Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Een nieuw ex vivo schapenhuidwondmodel met hoge doorvoer voor het testen van opkomende antibiotica

2.2K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/64041

⸱

16 september 2022

In dit artikel

Samenvatting

Het protocol beschrijft een stapsgewijze methode om een ex vivo schapen gewonde huidmodel op te zetten dat geïnfecteerd is met Staphylococcus aureus. Dit high-throughput model simuleert infecties beter in vivo in vergelijking met conventionele microbiologische technieken en biedt onderzoekers een fysiologisch relevant platform om de werkzaamheid van opkomende antimicrobiële stoffen te testen.

Samenvatting

De ontwikkeling van antimicrobiële stoffen is een duur proces met steeds lagere slagingspercentages, wat verdere investeringen in antimicrobieel ontdekkingsonderzoek minder aantrekkelijk maakt. Antimicrobiële geneesmiddelenontdekking en daaropvolgende commercialisering kunnen lucratiever worden gemaakt als een fail-fast-and-fail-cheap-benadering kan worden geïmplementeerd binnen de leidende optimalisatiefasen waar onderzoekers meer controle hebben over het ontwerp en de formulering van geneesmiddelen. In dit artikel wordt de opstelling beschreven van een ex vivo schapenwond huidmodel geïnfecteerd met Staphylococcus aureus, dat eenvoudig, kosteneffectief, hoge doorvoer en reproduceerbaar is. De bacteriële fysiologie in het model bootst na dat tijdens infectie als bacteriële proliferatie afhankelijk is van het vermogen van de ziekteverwekker om het weefsel te beschadigen. De vaststelling van wondinfectie wordt geverifieerd door een toename van het aantal levensvatbare bacteriën in vergelijking met het entmateriaal. Dit model kan worden gebruikt als een platform om de werkzaamheid van opkomende antimicrobiële stoffen in de leadoptimalisatiefase te testen. Er kan worden gesteld dat de beschikbaarheid van dit model onderzoekers die antimicrobiële stoffen ontwikkelen een fail-fast-and-fail-cheap model zal bieden, wat zal helpen de slagingspercentages in volgende dierproeven te verhogen. Het model zal ook de vermindering en verfijning van het gebruik van dieren voor onderzoek vergemakkelijken en uiteindelijk een snellere en kosteneffectievere vertaling van nieuwe antimicrobiële stoffen voor huid- en wekedeleninfecties naar de kliniek mogelijk maken.

Inleiding

Huidinfecties zijn een belangrijk wereldwijd probleem, met grote economische kosten voor zorgverleners over de hele wereld. De ontwikkeling van multidrugresistentie en biofilmvorming door pathogenen speelt een sleutelrol in de prevalentie van niet-genezende wonden 1,2,3,4. Als gevolg hiervan zijn huid- en wekedeleninfecties een van de meest voorkomende redenen voor langdurige ziekenhuisopname en daaropvolgende heropname5. Vertragingen in wondgenezing zijn kostbaar voor zowel de patiënt als zorgverleners, met sommige s....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Lammerenkoppen van het R.B Elliott and Son Abattoir werden in dit project gebruikt als bron van huidmonsters. Alle lammeren werden geslacht voor consumptie als voedsel. In plaats van de hoofden weg te gooien, werden deze hergebruikt voor onderzoek. Ethische goedkeuring was niet vereist omdat het weefsel afkomstig was van afval dat uit slachthuizen werd weggegooid.

1. Sterilisatie

  1. Desinfecteer de tang voorafgaand aan het verzamelen van de koppen door een schone tang te nemen en gedurende 1 uur droge warmtesterilisatie uit te voeren in een oven bij 200 °C. Autoclaaf al het glaswerk bij 121 °C gedurende 15 minuten vo....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Het identificeren van een route om de huid te steriliseren voordat het wondinfectiemodel werd opgezet, was een uitdaging. De uitdaging lag in het steriliseren van de huid zonder de verschillende huidlagen te beschadigen, wat vervolgens onbedoelde gevolgen kan hebben in de uitkomst van de infectie. Om een geschikt sterilisatieregime te identificeren, werden verschillende behandelingen geprobeerd voor verschillende tijdsduur, zoals beschreven in tabel 1. Besmetting werd geregistreerd als de ontwikkeling va.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

De ontwikkeling van antimicrobiële stoffen is een belangrijke maar dure onderneming die naar schatting ongeveer $ 1 miljard kost en ongeveer 15 jaar in beslag neemt. Meer dan 90% van de ontdekking van antimicrobiële geneesmiddelen en preklinische studies naar de werkzaamheid van antimicrobiële geneesmiddelen worden uitgevoerd door academische onderzoekers en kleine tot middelgrote bedrijven met doorgaans minder dan 50 werknemers22. Deze teams zijn zeer financieel beperkt, wat het falen van loodmol.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen

Dankbetuigingen

De auteurs willen EPSRC (EP/R513313/1) bedanken voor de financiering. De auteurs willen ook R.B Elliot en Son Abattoir in Calow, Chesterfield, bedanken voor het verstrekken van lammerenkoppen en voor het feit dat ze zo meegaand zijn in de vroege stadia van het project, Kasia Emery voor haar steun tijdens de ontwikkeling van dit protocol, en Fiona Wright van de afdeling Infectie, Immuniteit en Hart- en Vaatziekten aan de Universiteit van Sheffield voor het verwerken van de histologiemonsters en zo ongelooflijk behulpzaam zijn tijdens dit project.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
24 Well Companion PlateSLS 353504
4 mm Biopsy PunchWilliams MedicalD7484
50 ml centrifuge tubesFisher Scientific 10788561
8 mm Biopsy PunchWilliams MedicalD7488
Amphotericin B solution, sterieleSigma A2942
Colour Pro Style Cordless Hair ClipperWahl9639-2117XHaarknippen
Dual Oven IncubatorSLSOVe1020Sterilisatieoven
Epidermal growth factor SLSE5036-200UG
EthanolHoneywell458600-2.5L
F12 HAMSigmaN4888
Foetaal bovien serum Labtech InternationalCA-115/500
ForcepsFisher Scientific15307805
HaarverwijderingscrèmeVeetNiet van toepassing
Heracell VIOS 160iThermo Scientific15373212 Weefselkweekincubator
Heraeus Megafuge 16RVWR521-2242Centrifuge
Homogenizer 220, handmatigFisher Scientific15575809
Homogenizer 220, plastic blending conesFisher Scientific 15585819
Insert Individual 24 well 0.4um membraneVWR International353095
Insulin, recombinant HumanSLS91077C-1G
Medium 199 (MK media)SigmaM0393
Microplate, cell culture Costar 96 wellFisher Scientific10687551
MultitronInforsNiet van toepassingBacterie-incubator
PBS tabletsSigma P4417-100TAB
Penicillin-StreptomycinSLS P0781
Plate sealsFisher ScientificESI-B-100
Safe 2020Fisher Scientific1284804Klasse II microbiologieveiligheidskast
Scalpel blade number 15Fisher ScientificO305
Scalpel Swann MortonFisher Scientific11849002
Sodium bicarbonateSigmaS5761-1KG
Toothed Allis Tissue ForcepsRocialleRSPU500-322
Tryptic Soy AgarMerck Life Science UK Limited14432-500G-F
Tryptic Soy BrothMerck Life Science UK Limited41298-500G-F
Vimoba TabletsQuip LabsVMTAB75BX

Referenties

  1. Claeys, K. C., et al. Novel application of published risk factors for methicillin-resistant S. aureus in acute bacterial skin and skin structure infections. International Journal of Antimicrobial Agents. 51 (1), 43-46 (2018).
  2. Rahim, K., et al.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

Ex vivo wondmodelschaapshuidmodelantimicrobiële effectiviteitStaphylococcus aureus-infectiewondinfectiemodellead-optimalisatiehigh-throughputscreeningsterilisatie van de huidkweekbare plaatmethodehistologische kleuring