Opisujemy protokół opóźnionej inokulacji do generowania przewlekłych infekcji ran u myszy immunokompetentnych.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Opisujemy protokół opóźnionej inokulacji do generowania przewlekłych infekcji ran u myszy immunokompetentnych.
Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) jest głównym patogenem szpitalnym o rosnącym znaczeniu dla ludzkiego zdrowia i chorób, szczególnie w przypadku przewlekłych infekcji ran u pacjentów z cukrzycą i hospitalizowanych. Istnieje pilna potrzeba stworzenia modeli przewlekłych infekcji, które pomogą w badaniu patogenezy ran i opracowywaniu nowych terapii przeciwko temu patogenowi. W tym miejscu opisujemy protokół, który wykorzystuje opóźnioną inokulację 24 godziny po zranieniu wycinającym na całej grubości. Zakażenie tymczasowej macierzy rany obecne w tym czasie zapobiega szybkiemu usuwaniu lub rozprzestrzenianiu się infekcji, a zamiast tego ustanawia przewlekłą infekcję trwającą 7–10 dni bez konieczności implantacji ciał obcych lub supresji immunologicznej. Protokół ten naśladuje typowy czasowy przebieg infekcji pooperacyjnej u ludzi. Zastosowanie luminescencyjnego szczepu P. aeruginosa (PAO1:lux) pozwala na ilościową codzienną ocenę obciążenia bakteryjnego infekcjami ran P. aeruginosa. Ten nowatorski model może być użytecznym narzędziem w badaniach patogenezy bakteryjnej i opracowywaniu nowych terapii przewlekłych zakażeń ran wywołanych przez P. aeruginosa.
Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) to Gram-ujemna bakteria w kształcie pałeczki o rosnącym znaczeniu dla ludzkiego zdrowia i choroby. Jest odpowiedzialny za dużą zachorowalność i śmiertelność w warunkach szpitalnych, szczególnie w przypadku zakażeń ran u pacjentów z obniżoną odpornością1,2. Pojawienie się wielolekoopornych szczepów tego patogenu dostarczyło dalszych impulsów do badań nad czynnikami przyczyniającymi się do zjadliwości P. aeruginosa, mechanizmami oporności P. aeruginosa na antybiotyki oraz nowymi metodami zapobiegania i leczenia tej śmiertelnej infekcji3. W związku z tym zapotrzebowanie na modele zwierzęce przewlekłego zakażenia ran jako narzędzia do badania tych pytań badawczych nigdy nie było większe.
Niestety, wiele modeli zwierzęcych infekcji P. aeruginosa ma tendencję do symulowania ostrej infekcji z szybkim ustąpieniem infekcji lub gwałtownym spadkiem z powodu sepsy4,5, co nie symuluje odpowiednio często przewlekłej natury tych infekcji. Aby rozwiązać ten problem, niektóre modele wykorzystują implantację ciał obcych, takich jak kulki agarowe, implanty silikonowe lub żele alginianowe6,7,8. Inne modele wykorzystują myszy, które mają obniżoną odporność z powodu zaawansowanego wieku, otyłości lub cukrzycy, lub za pomocą środków farmakologicznych, takich jak neutropenia wywołana cyklofosfamidem9,10,11,12. Jednak użycie ciał obcych lub gospodarzy z obniżoną odpornością prawdopodobnie zmienia miejscowy proces zapalny, co utrudnia zrozumienie patofizjologii związanej z przewlekłymi infekcjami ran u gospodarzy o normalnym układzie odpornościowym.
Opracowaliśmy chroniczny model zakażenia ran P. aeruginosa u myszy, który obejmuje opóźnione zaszczepienie bakteriami po zranieniu wycinającym. Opóźniona inokulacja pozwala na eksperymenty oceniające obciążenie bakteryjne trwające co najmniej 7 dni. Model ten otwiera nowe możliwości badania zarówno patogenezy, jak i nowych metod leczenia przewlekłych zakażeń P. aeruginosa.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie opisane tutaj metody zostały zatwierdzone przez Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) na Uniwersytecie Stanforda.
1. Przygotowanie i rozwój bakterii
2. Przygotowanie procedury
3. Depilacja
4. Chirurgia wycinania ran pełnej grubości
5. Inokulacja P. aeruginosa
6. Obrazowanie in vivo zakażonych ran
7. Postępowanie pooperacyjne
8. Wycięcie rany
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wykorzystując luminescencyjny szczep PAO1 z plazmidem kodującym system reporterowy luxABCDE (PAO1:lux), wykonaliśmy u myszy rany wycinane, które po 24 h zaszczepiliśmy planktonicznymi P. aeruginosa, a następnie mierzyliśmy obciążenie bakteryjne w czasie (Rysunek 1 i Rysunek 2). Reprezentatywny obraz uzyskany za pomocą optycznego systemu obrazowania wykazuje, że model ten prowadzi do wykrywalnej luminescencji (
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opracowaliśmy nowatorski model zakażenia ran P. aeruginosa z opóźnioną inokulacją. Strategia opóźniania inokulacji bakteriami do 24 godzin po zranieniu wycinającym umożliwia ocenę zakażeń ran w okresie 1 tygodnia. Dzięki zastosowaniu luminescencyjnego szczepu P. aeruginosa możliwe jest śledzenie postępu infekcji przez cały przebieg infekcji. Dłuższy przebieg infekcji w porównaniu z innymi modelami zakażenia P. aeruginosa stworzy nowe możliwości badania interakcji gospodarz-patogen i nowych tera...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają żadnych konkurencyjnych interesów finansowych do ujawnienia.
Wektor konstrukcji luminescencyjnej pUT-Tn5-EM7-lux-Km1 był wspaniałym prezentem od J. Hardy'ego. Schematy zostały stworzone za pomocą BioRender.com. Dziękujemy laboratorium G. Gurtnera za porady dotyczące modelu zakażenia rany. Dziękujemy również T. Doyle'owi z Centrum Innowacji w Obrazowaniu In Vivo Uniwersytetu Stanforda za jego wiedzę techniczną. Praca ta była wspierana przez granty R21AI133370, R21AI133240, R01AI12492093 oraz granty ze Stanford SPARK, Falk Medical Research Trust i Cystic Fibrosis Foundation (CFF) dla P.L.B. C.R.D była wspierana przez T32AI007502. Stypendium Gabilan Stanford Graduate Fellowship for Science and Engineering oraz stypendium Lubert Stryer Bio-X Stanford Interdisciplinary Graduate Fellowship wspierane przez J.M.S.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,9% chlorek sodu do wstrzykiwań | Hospira | 2484457 | |
| 18 G x 1 sterylna igła | BD | 305195 | |
| 25 G x 1 1/5 sterylna igła | BD | 305127 | |
| Wacik nasączony alkoholem | Oprogramowanie do | 326895 | |
| Aura | Instrumenty spektralne Obrazowanie | nie dotyczy | |
| Betadine | Purdue Frederick Company | 19-065534 | |
| Buprenorfina SR LAB | Zoopharm | n/a | |
| samce myszy C57BL/6J | Jednorazowy | ||
| 6mm | Integra | 33-36 | |
| Drobne nożyczki - Narzędzia naukowe z węglika wolframu | 14568-09 | ||
| Suchy sterylizator z kulkami szklanymi | Aparat Harvard | 61-0183 | |
| Granulowany agar | Fisher BioReagents | BP9744 | |
| Podkładka grzewcza | Milliard | 804879481218 | |
| Strzykawka insulinowa z igłą 28 G | System | 329461 | |
| Lago X | Instrumenty spektralne Obrazowanie | nie dotyczy | |
| bulionu LB | Fisher BioReagents | BP1426 | |
| Leur-Lok 1 mL strzykawka | Trymer do włosów BD | 309628 | |
| Mini Arco | Wahl Professional | 919152 | |
| Nair Balsam do depilacji z olejkiem dla niemowląt | Church i Dwight | n/a | Dostępne w każdej aptece |
| Kleszcze ośmiokątne | Fine Science Tools | 11041-08 | |
| Szalka Petriego | Sokół | 351029 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) 1x | Corning | 21-040-CV | |
| Press and Seal Cling Wrap | Glad | n/a | |
| SafetyGlide Strzykawka insulinowa z igłą 30 G | 305934 | ||
| Safetyglide, 1/2 mL, 30 G x 5/16 TW | Waga 305934 | ||
| Ohaus Scout Pro | SP202 | ||
| Suplement diety | Henry Schein Zdrowie zwierząt | 29908 | |
| Tegaderm, 6 cm x 7 cm | 3M | 1624W |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie