Gram-dodatnia bakteria Listeria monocytogenes jest fakultatywnym patogenem wewnątrzkomórkowym i jednym z najbardziej śmiertelnych patogenów przenoszonych przez żywność na świecie. Spożycie skażonej żywności L. monocytogenes może prowadzić do listeriozy u ludzi, ciężkiej choroby inwazyjnej atakującej głównie kobiety w ciąży, noworodki, osoby starsze i osoby z obniżoną odpornością1. L. monocytogenes jest jedną z głównych przyczyn zgonów z powodu patogenów przenoszonych przez żywność w USA, a wskaźniki śmiertelności z powodu listeriozy wynoszą aż 20-30%, co jest najwyższym wynikiem dla wszystkich patogenów przenoszonych przez żywność2. Obecnie nie istnieje szczepionka przeciwko L. monocytogenes, a zdolność bakterii do skutecznego rozprzestrzeniania się na dystalne narządy i mózg poprzez przekraczanie bariery krew-mózg (BBB) może prowadzić do zagrażającego życiu zapalenia opon mózgowych i kolonizacji mózgu3,4,5,6. Bakteryjne zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych jest zazwyczaj ciężkie; Podczas gdy większość osób otrzymujących leczenie wraca do zdrowia, infekcje mogą powodować poważne powikłania, np. uszkodzenie mózgu, utratę słuchu lub trudności w uczeniu się u dzieci. Przewiduje się, że L. monocytogenes odpowiada za co najmniej 10% wszystkich nabytych w społeczności zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych w USA.7.
Główną drogą rozprzestrzeniania się bakterii do mózgu i opon mózgowych jest krwiobieg. Bakterie krążące w naczyniach krwionośnych w mózgu są w stanie przekroczyć barierę krew-mózg, powodując infekcję mózgu. Bariera krew-mózg to silnie unaczyniony system barierowy, który chroni mózg przed obcymi cząsteczkami krążącymi we krwi. Komórki śródbłonka stanowią warstwę, która wyściela wewnętrzną powierzchnię naczyń krwionośnych8,9. Oprócz L. monocytogenes, wiele patogenów bakteryjnych, takich jak Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli i Haemophilus influenzae typu b (Hib) jest zdolnych do kolonizacji mózgu poprzez krzyżowanie BBB3,4,5,6. Jednak podczas badania obciążeń bakteryjnych w mózgu zakażonych myszy ważne jest ustalenie, czy bakterie przekroczyły barierę krew-mózg, w przeciwnym razie obciążenie bakteryjne w mózgu może reprezentować bakterie, które nadal znajdują się w naczyniach krwionośnych mózgu. W związku z tym konieczne jest perfuzja myszy z całej krwi przed określeniem jednostek tworzących kolonie (CFU) homogenatów mózgu.
W tym badaniu opisujemy metody in vivo do badania infekcji mózgu L. monocytogenes. Do opisanych tutaj metod użyliśmy L. monocytogenes szczep 10403S. L. monocytogenes 10403S jest jednym z najczęściej stosowanych szczepów laboratoryjnych do badania listeriozy układowej w mysim modelu infekcji10. Protokół ten opiera się na standardowym dożylnym wstrzyknięciu L. monocytogenes, a następnie perfuzji myszy. Schematyczny zarys protokołu infekcji u myszy pokazano na rysunku 1. Pobrano mózgi i inne narządy zakażone L. monocytogenes od myszy nieperfundowanych lub perfundowanych i określono obciążenie narządami bakteryjnymi. Metody te są przydatne nie tylko do określenia całkowitej kolonizacji bakteryjnej mózgu u zakażonych zwierząt, ale są również korzystne dla określenia, czy bakterie przeniknęły do BBB in vivo, aby pośredniczyć w inwazji mózgu. Należy podkreślić, że ten protokół laboratoryjny powinien zostać przeprowadzony po konsultacji z odpowiednim instytucjonalnym komitetem ds. bezpieczeństwa biologicznego i kierownictwem obiektu dla zwierząt.