Name: Een periprothetisch gewrichtsinfectiemodel van Candida albicans bij muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-02-02T12:40:00.000+00:00
Duration: 4 min 37 s
Description: Leer een periprothetisch gewrichtsinfectiemodel van Candida albicans bij muizen met titanium-nikkeldraad. Dit model biedt inzicht in preventie en behandeling van biofilm-geassocieerde infecties.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

We zijn dankbaar voor de financiële steun van de Natural Science Foundation van de provincie Shaanxi (subsidienummer 2021SF-118) en de National Natural Science Foundation of China (subsidienummers 81973409, 82204631).

De dieren zijn gekocht van de Xi'an Jiaotong Universiteit. Alle dierproeven zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Ethical Committee van de Xi'an Jiaotong University (goedkeuringsnummer: SCXK [Shaanxi] 2021-103). De muizen werden een week gehouden met 5 muizen per kooi. Ze kregen vrije toegang tot voedsel en water. De dieren werden vóór het onderzoek op kamertemperatuur (RT; 24 °C ± 1 °C) en de licht/donkercyclus (12 uur/12 uur) gehouden.
1. Buffer en voorbereiding van apparatuur
<ol><li>C. albicans celkweek<ol><li>Inoculeer een monoklonale kolonie van C. albicans (SC5314) uit een gistextract pepton dextrose (YPD) plaatmedium met een inoculatielus in 5 ml YPD vloeibaar medium (YPD + 50 μg/ml carbenicilline).</li>
		<li>Schud de cellen van C. albicans vervolgens gedurende een nacht met een snelheid van 220 omw/min bij 30 °C.</li>
		<li>Centrifugeer de suspensie bij 400 x g gedurende 5 minuten bij RT. Resuspendeer de C. albicans-cellen in normale zoutoplossing en verdun de celconcentratie tot 1 x 106 cellen/ml door de troebelheid visueel aan te passen zodat deze gelijk is aan die van 0,5 McFarland.</li>
	</ol></li>
	<li>Bereiding van normale zoutoplossing<ol><li>Weeg 0,9 g natriumchloride af en los op in 100 ml gedeïoniseerd water om 0,9% normale zoutoplossing te bereiden.</li>
	</ol></li>
	<li>Voorbereiding van chirurgische instrumenten<ol><li>Autoclaaf (121 °C, 30 min) de chirurgische instrumenten (schaar, pincet, hemostatische pincet, naaldhouders, hechtnaalden) en titanium-nikkellegeringsdraad (ongeveer 0,5 mm in diameter) voor gebruik.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Muis PJI-model vestiging
<ol><li>Verdeel willekeurig 30 C57BL/6-muizen (mannetje, 15-20 g) in 3 groepen (10 muizen/groep), namelijk de controlegroep, de blanco implantaatgroep (implantatie van titanium-nikkeldraad zonder C . albicans-infectie ) en de PJI-groep (implantatie van titanium-nikkeldraad met C. albicans-infectie ).</li>
	<li>Verdoof de muizen met 1-4% isofluraaninhalatie voordat het haar op de linker achterpoot wordt verwijderd en gedesinfecteerd met jodium. Het verlies van de oprichtreflex en het uitblijven van een reactie op de teenstimulatie bevestigt de diepte van de anesthesie. Breng tijdens het verdoven oogzalf aan op beide ogen om uitdroging van het hoornvlies te voorkomen en om warmte aan te vullen tijdens de operatie en het herstel.</li>
	<li>Voor de muizen in de controlegroep, geef geen behandeling. Geef ze gratis toegang tot water en voedsel.</li>
	<li>Maak voor de muizen in de blanco implantaatgroep en de PJI-groep een longitudinale incisie van 5 mm op de knie van elke linker achterpoot met een #10-mes of een steriel scheermes om gewrichten bloot te leggen.</li>
	<li>Maak een gat van 5 mm lengte in het femorale intramedullaire kanaal door een steriele injectiespuit (26 G) naald in te brengen.</li>
	<li>Steek een gladde draad van een nikkel-titaniumlegering (0.5 mm in diameter, 5 mm in lengte) in het gat voordat u deze met een schaar knipt (Figuur 1).</li>
	<li>Voeg voor de muizen in de blanco implantaatgroep druppelsgewijs 2 μL YPD-medium toe langs de draad van de nikkel-titaniumlegering voordat u de wond laag voor laag sluit met een nylon hechtdraad (0,15 mm diameter).</li>
	<li>Voor de muizen in de PJI-groep, inoculeer 2 μL C. albicans-cellen (1 × 106 cellen/ml) druppel voor druppel in de gewrichtsruimte van muizen langs de draad van nikkel-titaniumlegering voordat u de wond laag voor laag sluit met een nylon hechtdraad.</li>
	<li>Huisvest de muizen met gratis toegang tot water en voedsel gedurende 14 dagen. Dien meloxicam toe door middel van subcutane injectie (4 mg/kg) om de 24 uur gedurende maximaal 3 dagen.</li>
	<li>Verdoof de muizen na 14 dagen met 3% isofluraan voordat u de muizen euthanaseert door cervicale dislocatie.</li>
</ol>3. Evaluatie van het PJI-model
<ol><li>Evaluatie van infecties in belangrijke organen<ol><li>Verzamel de nieren, lever en milt van de muizen na euthanasie.</li>
		<li>Voeg in elk orgaan 500 μL steriele normale zoutoplossing toe en maal de weefsels op een homogenisator bij 4 °C.</li>
		<li>Voeg 100 μl van het in stap 3.1.2 bereide homogenaat toe aan een YPD-plaat en verdeel het gelijkmatig met een gebogen staaf.</li>
		<li>Plaats de YPD-platen omgekeerd in een incubator van 37 °C gedurende 48 uur.</li>
		<li>Observeer en tel het aantal kolonies visueel.</li>
	</ol></li>
	<li>Observatie van C. albicans en biofilms op de implantaten<ol><li>Knip voorzichtig de huid over het gewricht van de muizen met een schaar voordat u het implantaat met een pincet verzamelt.</li>
		<li>Houd de implantaten gedurende 48 uur ondergedompeld in een 2,5% glutaaraldehyde-oplossing voor fixatie bij 4 °C.</li>
		<li>Spoel de implantaten driemaal met steriele PBS voordat u ze gedurende 3 uur onderdompelt in een 1% osmiumzuuroplossing.</li>
		<li>Spoel de implantaten drie keer met steriele PBS voordat u ze gedurende 15 minuten onderdompelt in 50%, 70%, 80%, 90% en 100% ethanoloplossingen voor uitdroging.</li>
		<li>Houd de implantaten driemaal 30 minuten ondergedompeld in tert-butanol voordat u de implantaten vriesdroogt.</li>
		<li>Bevestig de implantaatmonsters in de monsterfase, sputter het implantaat met goud (10 nm-coating) en observeer het onder een elektronische scanningmicroscoop (SEM) onder een hoog vacuüm en 1,5 kV.</li>
	</ol></li>
	<li>Pathologische analyse van de dijbeenweefsels<ol><li>Verzamel de femurweefsels met een schaar na het euthanaseren van de muizen.</li>
		<li>Dompel de dijbeenweefsels onder in 4% paraformaldehyde-oplossing voor fixatie bij 4 °C gedurende 48 uur.</li>
		<li>Plaats de dijbeenweefsels gedurende 1 week in 10% formaline.</li>
		<li>Droog de dijbeenweefsels uit door ze gedurende respectievelijk 15 minuten onder te dompelen in 50%, 70%, 80%, 90% en 100% ethanoloplossingen.</li>
		<li>Bedin de gedehydrateerde dijbeenweefsels in paraffine voordat de weefsels met behulp van een microtoom in monsters van 4 μm worden verdeeld.</li>
		<li>Kleur de dijbeensecties met hematoxyline en eosine door een standaardprotocol te volgen vóór pathologische analyse21.</li>
	</ol></li>
</ol>

Opstellen van een muismodel voor Candida albicans Biofilm-gerelateerde PJI

<ol><li>Mayer, F. L., Wilson, D., Hube, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+albicans+pathogenicity+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Virulence%22%5BJournal%5D)">Candida albicans pathogenicity mechanisms.</a> Virulence. 4 (2), 119-128 (2013).</li>
<li>Fan, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+albicans+biofilms%3A+antifungal+resistance%2C+immune+evasion%2C+and+emerging+therapeutic+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Antimicrobial+Agents%22%5BJournal%5D)">Candida albicans biofilms: antifungal resistance, immune evasion, and emerging therapeutic strategies.</a> International Journal of Antimicrobial Agents. 60 (5-6), 106673(2022).</li>
<li>Tong, Y., Tang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+albicans+infection+and+intestinal+immunity%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiological+Research%22%5BJournal%5D)">Candida albicans infection and intestinal immunity.</a> Microbiological Research. 198, 27-35 (2017).</li>
<li>Kanaguchi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+salivary+protein+flow+and+indigenous+microorganisms+on+initial+colonization+of+Candida+albicans+in+an+in+vivo+model%5BTitle%5D)+AND+%22Bmc+Oral+Health%22%5BJournal%5D)">Effects of salivary protein flow and indigenous microorganisms on initial colonization of Candida albicans in an in vivo model.</a> Bmc Oral Health. 12, 36(2012).</li>
<li>Gulati, M., Nobile, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+albicans+biofilms%3A+development%2C+regulation%2C+and+molecular+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Microbes+and+Infection%22%5BJournal%5D)">Candida albicans biofilms: development, regulation, and molecular mechanisms.</a> Microbes and Infection. 18 (5), 310-321 (2016).</li>
<li>Douglas, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+biofilms+and+their+role+in+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Candida biofilms and their role in infection.</a> Trends in Microbiology. 11 (1), 30-36 (2003).</li>
<li>Nobile, C. J., Johnson, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+albicans+biofilms+and+human+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Candida albicans biofilms and human disease.</a> Annual Review of Microbiology. 69, 71-92 (2015).</li>
<li>Mack, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilm+formation+in+medical+device-related+infection%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Artificial+Organs%22%5BJournal%5D)">Biofilm formation in medical device-related infection.</a> The International Journal of Artificial Organs. 29 (4), 343-359 (2006).</li>
<li>Miller, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Periprosthetic+joint+infection%3A+A+review+of+antibiotic+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22JBJS+Reviews%22%5BJournal%5D)">Periprosthetic joint infection: A review of antibiotic treatment.</a> JBJS Reviews. 8 (7), e1900224(2020).</li>
<li>Brown, T. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Periprosthetic+joint+infection+with+fungal+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Arthroplasty%22%5BJournal%5D)">Periprosthetic joint infection with fungal pathogens.</a> The Journal of Arthroplasty. 33 (8), 2605-2612 (2018).</li>
<li>Kojic, E. M., Darouiche, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+infections+of+medical+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Microbiology+Reviews%22%5BJournal%5D)">Candida infections of medical devices.</a> Clinical Microbiology Reviews. 17 (2), 255-267 (2004).</li>
<li>Schoof, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fungal+periprosthetic+joint+infection+of+the+hip%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Orthopedic+Reviews+%28Pavia%29%22%5BJournal%5D)">Fungal periprosthetic joint infection of the hip: a systematic review.</a> Orthopedic Reviews (Pavia). 7 (1), 5748(2015).</li>
<li>Izakovicova, P., Borens, O., Trampuz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Periprosthetic+joint+infection%3A+current+concepts+and+outlook%5BTitle%5D)+AND+%22EFORT+Open+Reviews%22%5BJournal%5D)">Periprosthetic joint infection: current concepts and outlook.</a> EFORT Open Reviews. 4 (7), 482-494 (2019).</li>
<li>Tande, A. J., Patel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prosthetic+joint+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Microbiology+Reviews%22%5BJournal%5D)">Prosthetic joint infection.</a> Clinical Microbiology Reviews. 27 (2), 302-345 (2014).</li>
<li>Stocks, G., Janssen, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infection+in+patients+after+implantation+of+an+orthopedic+device%5BTitle%5D)+AND+%22ASAIO+Journal%22%5BJournal%5D)">Infection in patients after implantation of an orthopedic device.</a> ASAIO Journal. 46 (6), S41-S46 (2000).</li>
<li>Shahi, A., Tan, T. L., Chen, A. F., Maltenfort, M. G., Parvizi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-hospital+mortality+in+patients+with+periprosthetic+joint+infection%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Arthroplasty%22%5BJournal%5D)">In-hospital mortality in patients with periprosthetic joint infection.</a> The Journal of Arthroplasty. 32 (3), 948-952 (2017).</li>
<li>Carli, A. V., Ross, F. P., Bhimani, S. J., Nodzo, S. R., Bostrom, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developing+a+clinically+representative+model+of+periprosthetic+joint+infection%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery.+American+Volume%22%5BJournal%5D)">Developing a clinically representative model of periprosthetic joint infection.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 98 (19), 1666-1676 (2016).</li>
<li>Stavrakis, A. I., Niska, J. A., Loftin, A. H., Billi, F., Bernthal, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+infection%3A+A+primer+on+animal+models+of+periprosthetic+joint+infection%5BTitle%5D)+AND+%22The+Scientific+World+Journal%22%5BJournal%5D)">Understanding infection: A primer on animal models of periprosthetic joint infection.</a> The Scientific World Journal. 2013, 925906(2013).</li>
<li>Qiao, B., Lv, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+investigation+of+interaction+of+candida+albicans+with+titanium-nickel+implant+in+human+saliva%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Electrochemical+Science%22%5BJournal%5D)">Electrochemical investigation of interaction of candida albicans with titanium-nickel implant in human saliva.</a> International Journal of Electrochemical Science. 17 (2), 22028(2022).</li>
<li>Oh, Y. R., Ku, H. M., Kim, D., Shin, S. J., Jung, I. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+a+Nickel-titanium+ultrasonic+instrument+for+biofilm+removal+in+a+simulated+complex+root+canal%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Efficacy of a Nickel-titanium ultrasonic instrument for biofilm removal in a simulated complex root canal.</a> Materials. 13 (21), 4914(2020).</li>
<li>Feldman, A. T., Wolfe, D. Tissue Processing and Hematoxylin and Eosin Staining. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFeldman%2C+AT+%22Histopathology%3A+Methods+and+Protocols%22">Histopathology: Methods and Protocols</a>. Christina E, D. ay , Springer, New York. 31-43 (2014).</li>
<li>Sinclair, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model+development+for+determining+the+efficacy+of+a+combination+coating+for+the+prevention+of+perioperative+device+related+infections%3A+A+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research+-+Part+B+Applied+Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Model development for determining the efficacy of a combination coating for the prevention of perioperative device related infections: A pilot study.</a> Journal of Biomedical Materials Research - Part B Applied Biomaterials. 101 (7), 1143-1153 (2013).</li>
<li>Mo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+effects+of+the+combination+of+myricetin+and+miconazole+nitrate+incorporated+to+thermosensitive+hydrogels%2C+on+C.+albicans+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Phytomedicine%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo effects of the combination of myricetin and miconazole nitrate incorporated to thermosensitive hydrogels, on C. albicans biofilms.</a> Phytomedicine. 71, 153223(2020).</li>
<li>Zahar, A., Sarungi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnosis+and+management+of+the+infected+total+knee+replacement%3A+a+practical+surgical+guide%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Orthopaedics%22%5BJournal%5D)">Diagnosis and management of the infected total knee replacement: a practical surgical guide.</a> Journal of Experimental Orthopaedics. 8 (1), 14(2021).</li>
<li>Parvizi, J., Jacovides, C., Zmistowski, B., Jung, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Definition+of+periprosthetic+joint+infection%3A+Is+there+a+consensus%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Orthopaedics+and+Related+Research%22%5BJournal%5D)">Definition of periprosthetic joint infection: Is there a consensus.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 469 (11), 3022-3030 (2011).</li>
<li>Karczewski, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+periprosthetic+joint+infections+-+risk+factors+and+outcome+between+albicans+and+non-albicans+strains%5BTitle%5D)+AND+%22International+Orthopaedics%22%5BJournal%5D)">Candida periprosthetic joint infections - risk factors and outcome between albicans and non-albicans strains.</a> International Orthopaedics. 46 (3), 449-456 (2022).</li>
<li>Cobo, F., Rodriguez-Granger, J., Sampedro, A., Aliaga-Martinez, L., Navarro-Mari, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candida+prosthetic+joint+infection.+A+review+of+treatment+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Joint+Infection%22%5BJournal%5D)">Candida prosthetic joint infection. A review of treatment methods.</a> Journal of Bone and Joint Infection. 2 (2), 114-121 (2017).</li>
<li>Cobrado, L., Silva-Dias, A., Azevedo, M. M., Pina-Vaz, C., Rodrigues, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+antibiofilm+effect+of+cerium%2C+chitosan+and+hamamelitannin+against+usual+agents+of+catheter-related+bloodstream+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Antimicrobial+Chemotherapy%22%5BJournal%5D)">In vivo antibiofilm effect of cerium, chitosan and hamamelitannin against usual agents of catheter-related bloodstream infections.</a> Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 68 (1), 126-130 (2013).</li>
<li>Vila, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Therapeutic+implications+of+C.+albicans-S.+aureus+mixed+biofilm+in+a+murine+subcutaneous+catheter+model+of+polymicrobial+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Virulence%22%5BJournal%5D)">Therapeutic implications of C. albicans-S. aureus mixed biofilm in a murine subcutaneous catheter model of polymicrobial infection.</a> Virulence. 12 (1), 835-851 (2021).</li>
<li>Nishitani, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+the+natural+history+of+biofilm+formation+in+vivo+during+the+establishment+of+chronic+implant-associated+Staphylococcus+aureus+osteomyelitis+in+mice+to+identify+critical+pathogen+and+host+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Quantifying the natural history of biofilm formation in vivo during the establishment of chronic implant-associated Staphylococcus aureus osteomyelitis in mice to identify critical pathogen and host factors.</a> Journal of Orthopaedic Research. 33 (9), 1311-1319 (2015).</li>
<li>Ormsby, R. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+osteocyte-media+ted+bone-matrix+degradation+associated+with+periprosthetic+joint+infection+%28PJI%29%5BTitle%5D)+AND+%22European+Cells+%26+Materials%22%5BJournal%5D)">Evidence for osteocyte-media ted bone-matrix degradation associated with periprosthetic joint infection (PJI).</a> European Cells & Materials. 42, 264-280 (2021).</li>
<li>Garlito-Díaz, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+antifungal-loaded+sol-gel+can+prevent+candida+albicans+prosthetic+joint+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Antibiotics+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">A new antifungal-loaded sol-gel can prevent candida albicans prosthetic joint infection.</a> Antibiotics (Basel). 10 (6), 711(2021).</li>
<li>Harro, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+novel+and+rapid+antibody-based+diagnostic+for+chronic+staphylococcus+aureus+infections+based+on+biofilm+antigens%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Development of a novel and rapid antibody-based diagnostic for chronic staphylococcus aureus infections based on biofilm antigens.</a> Journal of Clinical Microbiology. 58 (5), e01414-e01419 (2020).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat ze geen bekende concurrerende financiële belangen of persoonlijke relaties hebben die het werk in dit artikel zouden kunnen hebben beïnvloed.

De infectie veroorzaakt door de besmetting van chirurgische instrumenten of de chirurgische omgeving tijdens de operatie is de belangrijkste reden voor de meeste implantaatinfecties 24,25,26,27. Daarom werd in deze studie een C. albicans biofilm-gerelateerd PJI-model van muizen geconstrueerd. Vergeleken met het traditionele PJI-model waarin steriele roestvrijstalen deeltjes gesuspendeerd in zoutoplossing als implantaat werden gebruikt, werd in deze studie een draad van nikkel-titaniumlegering, een veelgebruikt implantaatmateriaal, gebruikt om het contact tussen C. albicans, implantaatmaterialen en het bot te simuleren, wat meer lijkt op de situatie in klinieken.
Het PJI-model dat in dit artikel wordt beschreven, kan de fysiologische omgeving van PJI in klinieken perfect simuleren. Dit model kan alleen worden gebruikt om de infectie tijdens implantatie te bestuderen in plaats van latere bloedoverdraagbare infectie.
C. albicans kan op twee manieren worden ingeënt. De ene inoculeert de C. albicans direct op de implantatieplaats tijdens operatie28, en de andere kweekt de implantaten gedurende een bepaalde periode met C. albicans , zodat rijpe biofilms worden gevormd op het oppervlak van het implantaat vóór chirurgische implantatie29. De eerste methode werd in deze studie gekozen vanwege het nauwkeurige inoculatieaantal pathogenen, wat resulteerde in minimale verschillen tussen groepen en een objectievere evaluatie van volgende behandelingen. Bovendien is de eerste methode meer in overeenstemming met de klinische situatie.
In dit protocol is het inbrengen van het implantaat moeilijk uit te voeren. De operator moet meerdere keren oefenen om ervoor te zorgen dat het implantaat in het gewricht wordt ingebracht in plaats van subcutaan of intramusculair. Bovendien is het inoculatiegetal van C. albicans van vitaal belang voor de herhaalbaarheid van het PJI-model. C. albicans moet grondig worden gemengd via vortex om de nauwkeurigheid van het inoculatiegetal te garanderen. Bovendien moet de C. albicans langs de legeringsdraad worden toegevoegd om de infectieroute in de klinische situatie te simuleren.
Biofilms konden 7 dagen na bacteriële infectie worden gedetecteerd, waarna biofilms geleidelijk toenamen en een plateau bereikten op de14e dag30. Daarom werd het succes van het gevestigde PJI-model op de 14edag geïnspecteerd. De kolonisatie van C. albicans en de vorming van biofilm op het oppervlak van het implantaat werden geïnspecteerd door SEM. De weefsellaesies rond het implantaat veroorzaakt door lokale infectie werden geëvalueerd door middel van pathologische analyse na H&E-kleuring. Studies hebben aangetoond dat periprothetische osteolyse een belangrijk kenmerk is als gevolg van PJI31. Deze indicatoren zijn dus ook van vitaal belang bij het evalueren van therapeutische methoden voor de preventie en behandeling van PJI32.
Microbiële kweek wordt vaak gebruikt voor het detecteren van microbiële infecties in klinieken en laboratoria. Daarom werden in deze studie de microbiële kweek van het implantaat, weefsels rond implantaten, lever en andere vitale organen uitgevoerd. Voor het implantaat werd ultrasoonbehandeling toegepast om de C. albicans te verwijderen die aan het oppervlak van de titanium-nikkellegeringsdraad was gehecht. Vervolgens werden de C. albicans verrijkt door centrifugatie vóór microbiële kweek. Er werd echter een negatief resultaat gevonden, dat niet consistent was met het SEM-resultaat (figuur 2). Het SEM-resultaat toonde aan dat C. albicans zich hechtte aan het oppervlak van titanium-nikkellegeringsdraad. Daarom was het resultaat van microbiële kweek een vals-negatief, wat kan worden toegeschreven aan de nauwe hechting van C. albicans aan titanium-nikkellegeringsdraad; ultrasoon kon de C. albicans niet met succes exfoliëren van het implantaat. Evenzo was de microbiële kweek van de weefsels rond implantaten en vitale organen ook negatief. Er zijn twee mogelijke redenen: (1) Het aantal C. albicans dat in deze studie werd geïnoculeerd was slechts 2000 CFU, wat mogelijk te klein is om het omringende weefsel en het systeem binnen te dringen tijdens de experimentele periode; (2) De gevoeligheid van de methode voor het extraheren en scheiden van ziekteverwekkers uit weefsels is laag. Een eerder gepubliceerd rapport suggereert dat microbiële kweek gemakkelijk vals-negatieve resultaten en vertraagde behandelingen kan latenzien33. Grocott-Gomori-kleuring kan worden gebruikt om de vorming van hyfen in het bot en het gewricht te bepalen32. Het kan ook nuttig zijn om de hoeveelheid inoculum te verhogen, de duur van het experiment te verlengen of de muizen vóórde operatie in een immunosuppressieve toestand te houden. Er moet echter worden opgemerkt dat langdurige infectie kan leiden tot diepe infectie of zelfs systemische infectie. De experimentele periode moet dus worden ontworpen volgens het specifieke doel.
Samenvattend creëerde deze studie een succesvol muismodel van C. albicans biofilm-geassocieerde PJI, die van groot belang kan zijn voor onderzoek naar de preventie en behandeling van C. albicans biofilm-geassocieerde PIJ.

Candida albicans (C. albicans) verblijven commentaal in veel delen van het menselijk lichaam1, wat ook de meest voorkomende opportunistische ziekteverwekker is die levensbedreigende invasieve schimmelinfecties veroorzaakt, vooral bij immuungecompromitteerde patiënten 2,3. C. albicans kan transformeren tussen gist- en myceliumtoestanden als een polymorfe schimmel. De myceliumtoestand vertoont een hogere virulentie, sterkere hechting en invasie van cellen en weefsels 4,5. Bovendien kan C. albicans biofilms vormen op de oppervlakken van biomedische materialen zoals kunstgebitten, katheters en stents 1,6,7. De dichte driedimensionale structuur van biofilms beperkt de infiltratie van antischimmelmiddelen, brengt resistente genen tot expressie en reguleert het metabolisme van schimmelcellen om de klaring van het immuunsysteem te weerstaan 6,7. Daarom zijn biofilm-gerelateerde infecties behoorlijk uitdagend in klinieken8.
Staphylococcus aureus, coagulase-negatieve stafylokokken en enterobacter zijn de belangrijkste ziekteverwekkers die PJI9 veroorzaken. Hoewel de incidentie van schimmel-PJI relatief laag is (ongeveer 1%)10, zijn de behandelingskosten van schimmel-PJI hoger11, is de behandelingscyclus langer11 en is het slagingspercentage van de behandeling lager10 dan bacteriële PJI. In de afgelopen jaren is de incidentie van schimmel PJI jaar na jaar toegenomen10. Candida PJI is goed voor 77%-84% van de schimmel PJI 10,12, en C. albicans komt het meest voor bij Candida (54%). Daarom moet schimmel PJI worden bestudeerd.
Momenteel wordt PJI behandeld via revisiechirurgie door (1) het geïnfecteerde implantaat te verwijderen, (2) debridement, (3) antimicrobiële behandeling en (4) herimplantatie. Na grondig debridement wordt een antibioticum met botcement geplaatst en wordt de patiënt gedurende meer dan 6 weken systemisch behandeld met antibiotica om de infectie effectief onder controle te houden voordat een nieuw implantaat wordt geplaatst13. Deze methode kan ziekteverwekkers in weefsels echter niet volledig elimineren, en terugkerende infecties die worden behandeld met langdurige antimicrobiële therapie zullen zich zeer waarschijnlijk ontwikkelen in resistente stammen 14,15,16.
Het opzetten van diermodellen van PJI is belangrijk voor het onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen of therapieën voor PJI. Bij de ontwikkeling van PJI worden grote dode ruimtes rond de prothese gevormd, wat leidt tot de vorming van hematomen, die de bloedtoevoer van de omliggende weefsels verder blokkeren en het effect van antibiotica belemmeren11,15. Vanwege de moeilijkheid om de omgeving van de prothese na te bootsen, kunnen traditionele diermodellen de werkelijke situatie van PJI17,18 niet nauwkeurig simuleren.
In dit artikel werd een C. albicans biofilm-geassocieerd PJI-model bij muizen geconstrueerd met behulp van een klinisch veel gebruikte titanium-nikkeldraad om gewrichtsimplantaten te simuleren19,20. Dit PJI-model vertoont de voordelen van eenvoudige bediening, hoog slagingspercentage, hoge herhaalbaarheid en hoge klinische correlatie. Verwacht wordt dat het een belangrijk model zal zijn voor het bestuderen van de preventie en behandeling van C. albicans biofilm-gerelateerde PJI.

<table><tbody><tr><td>0.5 Mactutrius turbidibris</td><td>Shanghai Lujing Technology Co., Ltd</td><td>5106063</td><td></td></tr><tr><td>4 &deg;C refrigerator</td><td>Electrolux (China) Electric Co., Ltd</td><td>ESE6539TA</td><td></td></tr><tr><td>Agar</td><td>Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd</td><td>01-023</td><td></td></tr><tr><td>Analytical balances</td><td>Shimadzu</td><td>ATX124</td><td></td></tr><tr><td>Autoclaves Sterilizer</td><td>SANYO</td><td>MLS-3750</td><td></td></tr><tr><td>Carbenicillin</td><td>Amresco</td><td>C0885</td><td></td></tr><tr><td>Eclipse Ci Nikon upright optical microscope&nbsp;</td><td>Nikon</td><td>Eclipse Ts2-FL</td><td></td></tr><tr><td>Glucose</td><td>Macklin&nbsp;</td><td>D823520</td><td></td></tr><tr><td>Inoculation ring</td><td>Thermo Scientific</td><td>251586</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>RWD</td><td>20210103</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Xi'an Jingxi Shuanghe Pharmaceutical Co., Ltd</td><td>20180108</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyde</td><td>Beyotime Biotechnology</td><td>P0099</td><td></td></tr><tr><td>Peptone</td><td>Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd</td><td>01-001</td><td></td></tr><tr><td>RWD R550 multi-channel small animal anesthesia machine&nbsp;</td><td>RWD</td><td>R550</td><td></td></tr><tr><td>SEM</td><td>Hitachi</td><td>TM-1000</td><td></td></tr><tr><td>Temperature incubator</td><td>Shanghai Zhichu Instrument Co., Ltd</td><td>ZQTY-50N</td><td></td></tr><tr><td>Ultrapure water water generator</td><td>Heal Force</td><td>NW20VF</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasound machine</td><td>Do-Chrom</td><td>DS10260D</td><td></td></tr><tr><td>Yeast extract</td><td>Thermo Scientific&nbsp;Oxoid</td><td>LP0021B</td><td></td></tr></tbody></table>

een periprothetisch gewrichtsinfectiemodel van candida albicans bij muizen

A Periprosthetic Joint Candida albicans Infection Model in Mouse

Periprothetische gewrichtsinfectie (PJI) is een van de meest voorkomende infecties veroorzaakt door Candida albicans (C. albicans), die chirurgen en wetenschappers steeds meer zorgen baart. Over het algemeen worden op de plaats van de infectie biofilms gevormd die C. albicans kunnen beschermen tegen antibiotica en immuunklaring. Chirurgie waarbij het geïnfecteerde implantaat wordt verwijderd, debridement, antimicrobiële behandeling en herimplantatie is de gouden standaard voor de behandeling van PJI. Het opzetten van PJI-modellen voor dieren is dus van groot belang voor het onderzoek naar en de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen of therapieën voor PJI. In deze studie werd een gladde draad van nikkel-titaniumlegering, een veelgebruikt implantaat in orthopedische klinieken, ingebracht in het femurgewricht van een C57BL/6-muis voordat de C. albicans werden geïnoculeerd in de gewrichtsholte langs de draad. Na 14 dagen werden rijpe en dikke biofilms waargenomen op het oppervlak van implantaten onder een scanning elektronische microscoop (SEM). Een significant verminderde bottrabecula werd gevonden in de H&E-kleuring van de geïnfecteerde gewrichtsmonsters. Samenvattend werd een PJI-muismodel vastgesteld met de voordelen van eenvoudige bediening, hoog succespercentage, hoge herhaalbaarheid en hoge klinische correlatie. Verwacht wordt dat dit een belangrijk model zal zijn voor klinische studies van C. albicans biofilm-gerelateerde PJI-preventie.

Het overbrengen van de monsters op een plaatmedium en het tellen van kolonies na een nachtelijke incubatie wordt vaak gebruikt om de lokale pathogene belasting in de buurt van de laesie te beoordelen22,23. In onze studie was de microbiële kweek van lever-, nier- en miltmonsters negatief, wat aangeeft dat het model in deze studie alleen leidde tot lokale infectie in plaats van systemische infectie bij de muizen23.
De SEM-beelden van de implantaten zijn weergegeven in figuur 2. Er hechtte of koloniseerde geen C. albicans op het oppervlak van de nikkel-titaniumlegeringsdraad in de blanco implantaatgroep. Er werd echter een volwassen en dikke biofilm waargenomen op het oppervlak van nikkel-titaniumlegeringsdraad in de PJI-groep, wat wijst op de succesvolle constructie van het C. albicans-biofilmgerelateerde PJI-model bij muizen 14 dagen na de operatie23.
De H&E-kleuring van femurweefsels is weergegeven in figuur 3. Een duidelijke en volledige bottrabeculaire structuur werd waargenomen in de controlegroep, terwijl enkele bottrabeculaire weefseldefecten in de femurweefsels konden worden gezien in de blanco implantaatgroep (Figuur 3, gele pijlen). In de PJI-groep nam het aantal bottrabeculae significant af23. Deze resultaten geven aan dat het C. albicans biofilm-geassocieerde PJI-model bij muizen met succes tot stand is gekomen met een significante pathologische beschadiging van het dijbeenweefsel.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65263/65263fig01.jpg"> Figuur 1: Innestelingsprocedure. Het rode vierkant in het linkerpaneel toont de operatieplaats waar de gladde draad van nikkel-titaniumlegering is ingebracht. Het paneel aan de rechterkant toont een deel van het dijbeen (rode cirkel) met de nikkeldraad. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65263/65263fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65263/65263fig02.jpg"> Figuur 2: SEM-beelden van het oppervlak van het implantaat in de blanco- en PJI-groepen. Vergrotingen van 1000x (schaalbalk = 500 μm) en 5000x (schaalbalk = 100 μm) worden weergegeven als representatieve afbeeldingen. Dit cijfer is aangepast met toestemming van Mo et al.23. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65263/65263fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65263/65263fig03.jpg"> Figuur 3: H&E-kleuring van femurweefsel. Representatieve H&E-beelden van het implantaat, het PJI-model en de controlegroepen worden weergegeven in de afbeelding. De controlegroep vertoont een duidelijke en volledige trabeculaire botstructuur. De blanco implantaatgroep vertoonde enkele bottrabeculaire weefseldefecten in de femurweefsels (gele pijlen). Het aantal bottrabeculae nam echter af in de PJI-groep. De getoonde vergrotingen zijn 200x (schaalbalk = 150 μm) en 400x (schaalbalk = 75 μm). Dit cijfer is aangepast met toestemming van Mo et al.23. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65263/65263fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Periprothetische gewrichtsinfectie (PJI) veroorzaakt door gevaarlijke ziekteverwekkers komt vaak voor in de klinische orthopedie. Bestaande diermodellen kunnen de werkelijke situatie van PJI niet nauwkeurig simuleren. Hier hebben we een Candida albicans biofilm-geassocieerd PJI-muismodel opgezet om nieuwe therapieën voor PJI te onderzoeken en te ontwikkelen.

Een periprothetisch gewrichtsinfectiemodel van Candida albicans bij muizen

Periprosthetic joint infection (PJI) is one of the common infections caused by Candida albicans (C. albicans), which increasingly concerns surgeons and ...

In deze studie van Candida albicans biofilm-geassocieerd peri-prothetisch gewricht, werd Candida albicans infectiemodel bij muizen geconstrueerd, met behulp van titanium-nikkeldraad, vaak gebruikt om gewrichtsimplantaten te simuleren. Dit PJI-model is eenvoudig te bedienen, heeft een hoog slagingspercentage en is klinisch relevant. Het zal helpen bij het begrijpen van de preventie en behandeling van Candida albicans biofilm-gerelateerde PJI.Traditionele diermodellen kunnen de werkelijke situatie van PJI niet nauwkeurig simuleren, vanwege de complexe omgeving rond de processen. Candida albicans biofilm-gerelateerd muis PJI-model, kan de onderzoekskloof dichten. Het opzetten van een PJI-diermodel is erg belangrijk voor het onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe medicijnen of therapieën voor PJI.Het Candida albicans biofilm-geassocieerde muis PJI-model dat in dit artikel is vastgesteld, zal naar verwachting een belangrijk model zijn voor de preventie en behandeling van Candida albicans biofilm-geassocieerde PJI.

a-periprosthetic-joint-candida-albicans-infection-model-in-mouse

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Immunologie en Infectie

Belangrijke technieken om te worden gebruikt bij de evaluatie...

Protocollen voor Vaginale Inenting en Sample Collection in het experimenteel muismodel van Candida Vaginitis

This video demonstrates the development of an in vivo mouse model to study the biofilm formation of Candida albicans in subcutaneous tissue. The experiment involves implanting Candida-infected devices in the animal's back region for biofilm development.

Candida albicans Biofilm Formation in an In Vivo Mouse Model

We presenteren een experimentele procedure van Candida albicans biofilmontwikkeling in een muis subcutaan model. Schimmelbiofilms werden gekwantificeerd door het bepalen van het aantal kleurvormende eenheden en door niet-invasieve bioluminescentie-beeldvorming, waarbij de hoeveelheid geproduceerd licht overeenkomt met het aantal levensvatbare cellen.

Candida albicans biofilm ontwikkeling op medisch-relevante vreemde lichamen in een muis Subcutane Model Gevolgd door bioluminescentiebeeldvorming

We stellen een muismodel op van C.albicans-geassocieerde kathetergerelateerde infectie (CRI), waarbij biofilm zich vormt op de katheter, en de interactie tussen C.albicans en gastheer goed correleert met de klinische CRI. Dit model helpt bij het screenen van therapieën voor C.albicans biofilm-geassocieerde CRI, waarmee een basis wordt gelegd voor klinische transformatie.

Een kathetergerelateerd Candida albicans-infectiemodel bij muizen

Dit protocol beschrijft de toepassing van antimicrobiële fotodynamische therapie (aPDT) in een muizenmodel van orale candidiasis. aPDT werd uitgevoerd met behulp van een in water oplosbaar mengsel van curcuminoïden en blauw LED-licht.

Curcuminoïde-gemedieerde antimicrobiële fotodynamische therapie op een muizenmodel van orale candidiasis

Het huidige protocol beschrijft een muismodel dat gebruik maakt van subcutane dorsale implantatie om implantaat-geassocieerde infecties te onderzoeken, waardoor uitgebreid onderzoek naar pathofysiologische mechanismen mogelijk wordt en de ontwikkeling van diagnostische criteria met gerichte therapeutische strategieën wordt ondersteund.

Diermodel van implantaat-geassocieerde infecties bij muizen

Beschrijven we een eenvoudige, snelle en robuuste methode voor de vorming...

Een 96 Goed microtiterplaat-gebaseerde methode voor de controle Formation en schimmelwerende gevoeligheid testen van Candida albicans Biofilms

Terwijl in vitro studie van gastheer-pathogeen interacties de karakterisering van specifieke immuunresponsen mogelijk maakt, zijn in vivo modellen vereist om de effecten van complexe responsen te observeren. Door gebruik van Candida albicans blootstelling gevolgd door Pseudomonas aeruginosa-gemedieerde longinfectie, hebben we een muismodel gevestigd van microbiële interacties betrokken bij de pathogeniteit van ventilateur-geassocieerde pneumonie.

Bestuderen van microbiële gemeenschappen<em&gt; In Vivo</em&gt;: Een model van de Host-gemedieerde interactie tussen<em&gt; Candida albicans</em&gt; En<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; In het Airways

Influenza A virussen (IAVs) zijn belangrijke menselijke respiratoire pathogenen. Om te begrijpen van de pathogeniteit van IAVs en om de preklinische testen van nieuwe vaccin benaderingen, zijn diermodellen nabootsen menselijke fysiologie vereist. Hier beschrijven we technieken om IAV pathogenese, humorale reacties en vaccin werkzaamheid met behulp van een muismodel van infectie te evalueren.

Influenza-A Virus Studies in een muismodel van infectie

Dit protocol beschrijft het gebruik van een aanpasbaar geautomatiseerde microfluidic apparaat te visualiseren van biofilm vorming in Candida albicans , onder fysiologische omstandigheden van de gastheer.

Visualisatie van Biofilm vorming in Candida albicans met behulp van een geautomatiseerd Microfluidic-apparaat

Leer een periprothetisch gewrichtsinfectiemodel van Candida albicans bij muizen met titanium-nikkeldraad. Dit model biedt inzicht in preventie en behandeling van biofilm-geassocieerde infecties.

Een periprothetisch gewrichtsinfectiemodel van Candida albicans bij muizen

Meer video's verkennen