Streptococcus pyogenes (Groep A Streptococcus, GAS) is een belangrijke menselijke pathogeen die necrotiserende zachte weefselinfecties (NSTI's)1 veroorzaakt, wat leidt tot snelle vernietiging van huid en onderliggende weefsels 2,3,4. Het bestuderen van de pathogenese van deze infecties vereist diermodellen die lokale weefselbeschadiging recapituleren en tegelijkertijd onafhankelijke beoordeling van bacteriële replicatie en gastheer-gemedieerde pathologiemogelijk maken 5. Veel traditionele infectiemodellen, zoals systemische inoculatie of in vitro celkweeksystemen, zijn beperkt in hun vermogen om bacteriële last te scheiden van weefselschade, waardoor het lastig is om de specifieke bijdragen van virulentiefactoren of gastheerresponsen te beoordelen6.
Het algemene doel van deze methode is het leveren van een gestandaardiseerd en reproduceerbaar subcutaan model van de S. pyogenes-necrotisatie van de huidinfectie. De reden voor deze techniek is het opzetten van een hanteerbaar in vivo systeem dat de replicatie van pathogeen loskoppelt van door de gastheer gemedieerde weefselschade. Dit model is zeer aanpasbaar aan veelvoorkomende laboratoriummuisstammen. Hoewel de SKH1 (haarloze) stam vaak wordt gebruikt voor het vergemakkelijken van het monitorenvan laesies 7,8, werkt het protocol effectief op behaarde stammen (bijv. C57BL/6J) na ontharing. Gepubliceerde rapporten gebruiken doorgaans een geslacht of één geslacht (vaak vrouwen) en vinden vaak een vergelijkbare laesiegebied/bacteriële last onder de specifieke experimentele omstandigheden; echter, de genetische achtergrond en het geslacht van de gastheer kunnen in sommige situaties invloed hebben op de ernst van GAS-ziekte en moeten worden meegenomen bij het ontwerpen van experimenten en het analyseren van resultaten9. Een belangrijk voordeel van dit model ten opzichte van alternatieven is de mogelijkheid tot longitudinale monitoring van een gelokaliseerde laesie, waardoor precieze, onafhankelijke kwantificering van het maagsweergebied en de bacteriële last van hetzelfde dier in de loop van de tijd mogelijk is. Met een passend gekozen inoculum en stam zijn subcutane infecties vaak gelokaliseerd en maken ze het mogelijk om de progressie en het herstel van de laesie te bestuderen. Dat gezegd hebbende, of de infectie gelokaliseerd blijft, is afhankelijk van stam, inoculum en gastheer: bepaalde klinische isolaten (of stammen die covRS-mutaties oplopen) en voldoende grote inocula kunnen bacteremie of dodelijke ziekten veroorzaken bij immunocompetente muizen10. Auteurs moeten stam, inoculum, route en eventuele gastheerwijzigingen rapporteren en de inocula titreren bij het aanpassen van het model aan een nieuw isolaat. Deze aanpak is zeer reproduceerbaar, toegankelijk en compatibel met diverse downstream-analyses, waaronder histologie en immuunprofilering.
Het protocol is toegepast op meerdere GAS-stammen (waaronder M1-type isolaten zoals HSC511 en andere M1T1 10,12) en op klinische NSTI-isolaten. Omdat virulentiefenotypen verschillen tussen emm-typen en individuele isolaten13, moeten onderzoekers empirisch het inoculum optimaliseren en systemische verspreiding monitoren bij het vertalen van het protocol naar nieuwe stammen.
Dit protocol is geschikt voor onderzoekers in microbiële pathogenese, immunologie en translationeel onderzoek die bacteriële virulentie, gastheer-immuunresponsen of nieuwe therapeutische strategieën gericht op weefselbehoud tijdens invasieve infecties willen onderzoeken. Het gestandaardiseerde, kwantitatieve ontwerp maakt rigoureuze evaluatie van interventies mogelijk en biedt een veelzijdig platform om de wisselwerking tussen pathogeenreplicatie en door de gastheer gemedieerde weefselschade te bestuderen.