Streptococcus suis (S. suis) jest głównym patogenem bakteryjnym świń na całym świecie, powodującym poważne choroby, w tym zapalenie opon mózgowych, zapalenie płuc, posocznicę, zapalenie wsierdzia i artretyzm1. Jest to również pojawiający się czynnik odzwierzęcy. Do tej pory doniesiono, że dziewięć serotypów może powodować zakażenie u ludzi, w tym serotypy 2, 4, 5, 9, 14, 16, 21, 24 i 312,3,4. U ludzi i świń zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych jest jednym z głównych objawów klinicznych zakażeń S. suis. W Wietnamie i Tajlandii S. suis jest główną przyczyną zapalenia opon mózgowych u dorosłych5. Biofilmy mikrobiologiczne to mikroorganizmy, które przylegają do siebie i są skoncentrowane na granicy faz; Są one niezbędne do zjadliwości bakterii, przetrwania w różnych środowiskach i odporności na antybiotyki5. Biofilmy są zazwyczaj otoczone macierzą zewnątrzkomórkową, która zazwyczaj zawiera polisacharydy, białka i DNA6. Ten ostatni jest w stanie wywołać reakcje zapalne gospodarza i produkcję cytokin7. W poprzednich badaniach donoszono, że tworzenie biofilmu jest zaangażowane w paciorkowcowe zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych. Biofilmy przyczyniają się do zapalenia opon mózgowych Streptococcus agalactiae w modelu ryb tilapii, a tworzenie biofilmu zostało ujawnione w tkankach mózgowych i wokół powierzchni opon mózgowych in vivo poprzez inokulację dobrzuszną8. Podczas zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych Streptococcus pneumoniae jest w stanie podobnym do biofilmu, a bakterie w takim stanie biofilmu były bardziej skuteczne w wywoływaniu zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych w modelu infekcji myszy9. Ponadto, w naszym poprzednim badaniu, stan biofilmu związany z S. suis w mózgu myszy przyczynia się do zjadliwości bakterii poprzez analizę przeżycia10. Jednak bezpośrednie dowody na udział biofilmu w zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych S. suis wymagają dalszych badań.
Zwierzęce modele zakażenia S. suis zostały opracowane u myszy przy użyciu dootrzewnowej (i.p.)11, donosowej (i.n.)12, dożylnej (i.v.)13, oraz wewnątrzmostkowej (i.c.) drogi zakażenia14,15,16. Jednak drogi zakażenia i.p., i.n. i i.v. nie są odpowiednie do badania roli składników powierzchniowych S. suis w zapaleniu opon mózgowych bezpośrednio w mózgu. Należą do nich macierz zewnątrzkomórkowa z biofilmów. Chociaż inokulacja IC była stosowana w przypadku zakażenia S. suis, dokładne miejsce wstrzyknięcia nie zostało opisane w tych pracach. W przeciwieństwie do tego, stereotaktyczne współrzędne miejsca wstrzyknięcia dla wewnątrzczaszkowej inokulacji podpajęczynówkowej zostały wyraźnie opisane w poprzednim badaniu17. Pozwoliło to na łatwe rozpoznanie punktu inokulacji i uproszczenie protokołu eksperymentalnego. Ponadto wewnątrzczaszkowa podpajęczynówkowa droga infekcji naśladuje wnikanie bakterii do ośrodkowego układu nerwowego z zatok lub ucha środkowego17, a związek między uchem środkowym a zapaleniem opon mózgowo-rdzeniowych wywołanym przez S. suis został wykazany przez Madsen et al18. Ponadto, stosując wewnątrzczaszkową podpajęczynówkową drogę infekcji u myszy, wykazaliśmy, że S. suis małe RNA rss04 przyczynia się do zapalenia opon mózgowych w naszym poprzednim badaniu10.
W obecnym badaniu, wewnątrzczaszkowa podpajęczynówkowa droga infekcji została wykorzystana u myszy do zbadania roli biofilmów w zapaleniu opon mózgowych S. suis. Myszy zostały zakażone komórkami planktonicznymi lub komórkami stanu biofilmu S. suis tą drogą infekcji. Analiza histopatologiczna i zwiększona ekspresja mRNA TLR2 i cytokin z tkanki mózgowej myszy, którym wstrzyknięto komórki stanu biofilmu, jednoznacznie wskazały, że biofilm S. suis przyczynia się do zapalenia opon mózgowych.