Assessing Bacterial Colonization in a Mouse Brain following Listeria monocytogenes Infection
JoVE Encyclopedia of Experiments
Neurowetenschap
0 weergaven • 2:18 min • July 8th, 2025
Take a perfused mouse brain in buffer.
The brain is infected with streptomycin-resistant Listeria monocytogenes, a pathogenic bacterium.
The perfusion step removes blood from the brain, ensuring that bacterial burden measurements reflect the load of Listeria monocytogenes in the tissue.
Next, homogenize the brain using a sterilized homogenizer to break down the tissue and release bacteria.
Now, prepare serial dilutions of the brain homogenate using buffer.
Plate these dilutions on brain heart infusion agar plates containing streptomycin, an antibiotic.
Incubate the plates. The brain heart infusion agar provides nutrients for Listeria monocytogenes growth, while streptomycin selects for resistant bacteria, allowing only streptomycin-resistant Listeria colonies to form.
Count the number of colonies on the plate to determine the colony-forming units, a measure of viable infective bacterial load in the brain.
Using forceps, open the skull to expose the brain and place a spatula between the underside of the brain and the base of the skull to carefully transfer the brain into a 15 milliliter tube containing 5 milliliters of 4 degrees Celsius PBS.
In a biosafety cabinet, insert the tip and run a tissue homogenizer for 10 seconds in sequential 5% bleach, sterile water, 75% ethanol, and sterile water solutions in separate 15 milliliter conical tubes. When the tip has been thoroughly sterilized, homogenize the infected brain in its tube.
Prepare tenfold serial dilutions of each organ homogenate in sterile PBS and plate the dilutions on brain heart infusion agar plates. Then, incubate the homogenate dilution cultures at 37 degrees Celsius overnight, and count the number of colonies on each plate to determine the total number of bacteria per organ or milliliter of blood.
Overzicht
Dit artikel demonstreert een protocol voor het kwantificeren van de infectieuze bacteriële last van Listeria monocytogenes in het geperfundeerde muizenbrein. De methode omvat zorgvuldige weefselverwerking, selectieve uitplating en kolonietelling om de bacteriële belasting in hersenweefsel na infectie nauwkeurig te beoordelen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Microbiologie
- Onderzoek naar infectieziekten
- Neurowetenschappen
Achtergrond
- Listeria monocytogenes is een pathogene bacterie die in staat is het brein te infecteren.
- Het kwantificeren van de bacteriële belasting in hersenweefsel is essentieel voor het bestuderen van infectiedynamiek en gastheer-pathogeeninteracties.
- Perfusie verwijdert bloed, waardoor wordt gegarandeerd dat metingen de bacteriën weerspiegelen die in het hersenweefsel zelf aanwezig zijn.
- Selectieve plating maakt de identificatie en kwantificering van antibioticaresistente bacteriële stammen mogelijk.
Doel van de studie
- Om een reproduceerbaar protocol te bieden voor het meten van de Listeria monocytogenes-last in hersenweefsel van muizen.
- Om een nauwkeurige kwantificering te waarborgen door bloed te verwijderen en resistente bacteriën selectief te kweken.
- Om studies naar herseninfecties en bacteriële pathogenese te faciliteren.
Gebruikte methoden
- Perfusie van muizen om het bloed uit de hersenen te verwijderen.
- Dissectie en overdracht van de hersenen naar koud PBS.
- Homogenisatie van hersenweefsel met behulp van een gesteriliseerde homogenisator.
- Bereiding van tienvoudige seriële verdunningen van het hersenhomogenaat in steriel PBS.
- Uitplaten van verdunningen op brain heart infusion agar met streptomycine.
- Incubatie van de platen gedurende de nacht bij 37°C.
- Tellen van bacteriële kolonies om colony-forming units (CFU) te bepalen.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle isolatie en kwantificering van streptomycine-resistente Listeria monocytogenes uit hersenweefsel van muizen.
- Nauwkeurige meting van de levensvatbare bacteriële belasting als CFU per orgaan of per milliliter bloed.
- Demonstratie van een betrouwbare workflow voor het beoordelen van herseninfecties in experimentele modellen.
Conclusies
- Het beschreven protocol maakt nauwkeurige kwantificering van Listeria monocytogenes in geperfuseerde muizenhersenen mogelijk.
- Perfusie en selectieve uitplating zijn essentieel voor een accurate beoordeling van de weefselspecifieke bacteriële belasting.
- Deze methode ondersteunt onderzoek naar bacteriële pathogenese en gastheerrespons in de hersenen.
Veelgestelde Vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Het kwantificeren van bacteriële kolonisatie in geperfuseerd muizenbreinweefsel maakt een nauwkeurige beoordeling van infectiedynamiek en weefselspecifieke pathogene belasting mogelijk. Deze workflow ondersteunt mechanistische risicobeperking in modellen voor infectieziekten en informeert doelwitvalidatie voor studies naar gastheer-pathogeeninteracties. Een nauwkeurige meting van de bacteriële belasting is cruciaal voor translationeel onderzoek en portfoliobeslissingen in anti-infectieve R&D.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & doelwitvalidatie
- Maakt een strikte toetsing van infectiehypothesen in ziekterevlevant hersenweefsel mogelijk.
- Ondersteunt de functionele validatie van gastheer-pathogeeninteracties en immuunresponstargets.
- Levert kwantitatieve gegevens voor mechanistische risicoreductie en target-betrouwbaarheid.
Screening & Assayontwikkeling
- Stelt een gevalideerde workflow vast voor het kwantificeren van de levensvatbare bacteriële last in hersenweefsel.
- Faciliteert de reproduceerbaarheid en standaardisatie van de assay door middel van selectieve uitplating en seriële verdunning.
- Genereert kwantitatieve resultaten (CFU) die geschikt zijn voor downstream screening en vergelijkende studies.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijgt infectiemodellen uit met ziektereleef weefsel voor de translationele ontwikkeling van biomarkers.
- Maakt continuïteit mogelijk van ontdekking tot preklinische validatie van anti-infectieve strategieën.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling op basis van de kwantitatieve infectiedruk.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze methode is geïntegreerd in het continuüm van onderzoek naar infectieziekten, van vroege hypothesetoetsing tot validatie van preklinische modellen en translationeel onderzoek.
- Discovery Biology: Biedt robuuste kwantificering voor hypothesetoetsing en verduidelijking van signaalroutes in herseninfectiemodellen.
- Screening: Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare CFU-metingen voor assay-gereedheid en evaluatie van verbindingen.
- Analytics: Maakt kwantitatieve vergelijking van de bacteriële last over experimentele condities en interventies mogelijk.
- Translational Research: Slaat een brug tussen de discovery- en preklinische fasen door infectie in ziekterelevant weefsel te modelleren.
- Enterprise Reuse: Biedt een herbruikbaar protocol voor diverse infectie- en weefselkolonisatiestudies.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in infectiemodellen.
- Operationele waarde: Standaardiseert de bacteriële kwantificatie en verbetert de reproduceerbaarheid tussen studies.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en optimaliseert de toewijzing van middelen in anti-infectieve portfolio's.
- Impact op portfolio: Ondersteunt de risico-gecorrigeerde prioritering van infectiedoelen en therapeutische strategieën.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in weefseldissectie, perfusie en steriele techniek.
- Toegang tot biosafety cabinets, weefselhomogenisatoren en selectieve agarplaten is noodzakelijk.
- Strenge standaardisatie tussen teams is vereist voor reproduceerbare CFU-kwantificering.
- Aanpasbaar aan andere weefseltypes en infectiemodellen middels protocolwijzigingen.
- Afhankelijk van nauwkeurige seriële verdunning en kolonietelling voor betrouwbare resultaten.
Veelgestelde vragen over Biopharma
Experimentele infectie met
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Nauwkeurige, High-throughput analyse van de bacteriële groei
Gerelateerde video's
0 Bekeken
A Tuberculosis Molecular Bacterial Load Assay (TB-MBLA)
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Het meten van bacteriën en immuunresponsen bij muizen geïnfecteerd met Listeria monocytogenes
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Detection of Target Gene Expression in a Bacteria-Infected Mouse Brain
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Quantifying Bacterial Load in the Mouse Heart Following Tail Vein Injection of Listeria monocytogenes
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Mondelinge transmissie van
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Beoordeling van bacteriële invasie van hartcellen in cultuur en hartkolonisatie bij geïnfecteerde muizen met listeria monocytogenes
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Detectie van de Enterohemorrhagic Escherichia Coli kolonisatie in lymfkliertest Host door niet-invasieve In Vivo bioluminescentie systeem
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Intracraniële subarachnoïdale Route van infectie voor onderzoek naar rol van Streptococcus suis Biofilms in Meningitis in een muismodel van de infectie
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026