Model zakażenia Candida albicans związany z cewnikiem u myszy
22 marca 2024
Tworzymy mysi model infekcji związanej z cewnikiem (CRI) związanej z C.albicans, w której na cewniku tworzy się biofilm, a interakcja między C.albicans a gospodarzem dobrze koreluje z klinicznym CRI. Model ten pomaga w badaniach przesiewowych w kierunku CRI związanego z biofilmem C. albicans, kładąc podwaliny pod transformację kliniczną.
Nasze badania mają na celu stworzenie mysiego modelu infekcji związanej z cewnikiem Candida albicans, w której na cewniku tworzy się biofilm. Model ten jest pomocny w korelacji z klinicznym CRI i interakcją między Candida albicans a gospodarzem. Istniejące modele zwierzęce Candida albicans, takie jak model kandydozy, ogólny model candida i model inwazyjnego zakażenia ogólnoustrojowego wywołanego kandydozą, nie mogą dobrze korelować z klinicznym CRI.
Aby poprawić wykrywanie Candida albicans w infekcjach cewnika, w naszym protokole wykorzystano szczep ze wzmocnionym białkiem zielonej fluoresceiny. Pozwoliło to na wyraźną wizualizację kolonii i biofilmów Candida albicans w cewnikach u myszy oraz na szybkie wykrycie. Na początek podziel 30 myszy na trzy grupy oznaczone jako kontrola, cewnik i model.
Umieść znieczuloną mysz w pozycji leżącej na stole operacyjnym, ogol grzbiet zwierzęcia, a następnie zdezynfekuj miejsce operowane jodaforem. W przypadku myszy w grupie cewnika włóż sterylną igłę strzykawki o pojemności jednego mililitra w miejsce operacji, aby zrobić otwór. Następnie wyjmij igłę strzykawki i włóż do otworu cewnik o długości jednego centymetra.
W przypadku myszy w grupie modelowej należy pobrać pipetą 200 mikrolitrów zawiesiny Candida albican na miejsce operowane. Po wchłonięciu zawiesiny przez skórę, wprowadzić w to miejsce jednomililitrową sterylną igłę strzykawkową. Następnie włóż cewnik do otworu utworzonego przez igłę.
Odpipetować 20 mikrolitrów zawiesiny Candida albican wzdłuż cewnika do tkanki. Następnie przymocuj cewniki taśmą i gazą przed powrotem do klatek do karmienia. Po trzech dniach zbierz cewniki i próbki tkanki skórnej z grzbietu uśpionych myszy.
Umocuj cewniki w 4% paraformaldehydzie w temperaturze czterech stopni Celsjusza przez 48 godzin. Następnie użyj mikroskopu fluorescencyjnego, aby zarejestrować obrazy biofilmu drożdży na 484 nanometrach. Następnie przeanalizuj obrazy histopatologicznie zabarwionych tkanek skóry pod kątem zmian.
Nie zaobserwowano wyraźnej fluorescencji na powierzchni cewników polietylenowych w grupie cewników. Silna fluorescencja emitowana przez przylegające komórki Candida albicans była widoczna na powierzchni cewnika w grupie modelowej. Stan trzonu poriodate tkanek skóry kontrolnej i cewnika wykazał brak Candida albicans.
W grupie modelowej zaobserwowano niewielką liczbę dodatnich komórek C. albicans. Zakażenie Candidą skutkowało pogrubieniem i rozszerzeniem warstwy naskórka z widocznym naciekiem stanu zapalnego w grupie modelowej. Zarówno grupa kontrolna, jak i grupa cewnikowa miały nienaruszoną warstwę naskórka, warstwę skóry właściwej, gruczoły łojowe, mieszki włosowe i inne struktury.
Przegląd
Niniejsze badanie ustanawia mysi model zakażenia związanego z cewnikiem (CRI) wywołanego przez Candida albicans, który skutecznie naśladuje warunki kliniczne. Model ten umożliwia ocenę terapii ukierunkowanych na CRI związane z biofilmem C. albicans.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Mikrobiologia
- Choroby zakaźne
- Modele zwierzęce
Wstęp
- Candida albicans jest powszechnym patogenem w zakażeniach związanych z cewnikami.
- Istniejące modele zwierzęce nie odzwierciedlają w sposób wystarczający klinicznego obrazu CRI.
- Tworzenie biofilmu na cewnikach utrudnia leczenie i wykrywanie infekcji.
- Udoskonalone techniki wizualizacji są niezbędne do prowadzenia skutecznych badań.
Cel badania
- Opracowanie wiarygodnego modelu mysiego do badania CRI wywołanego przez C. albicans.
- Skorelowanie wyników z klinicznymi scenariuszami CRI.
- Udoskonalenie metod wykrywania C. albicans w zakażeniach cewnikowych.
Zastosowane metody
- Podział 30 myszy na grupy kontrolną, grupę z cewnikiem oraz grupę modelową.
- Wykorzystanie szczepu z wzmocnionym białkiem fluorescencyjnym GFP w celu wizualizacji.
- Ocena tworzenia się biofilmu na cewnikach.
- Korelacja wyników modelu z danymi klinicznymi.
Główne wyniki
- Skuteczne opracowanie modelu mysiego dla CRI wywołanego przez C. albicans.
- Wyraźna wizualizacja biofilmu z wykorzystaniem ulepszonych technik fluorescencyjnych.
- Wykazanie korelacji między modelem a klinicznym obrazem CRI.
- Stworzenie podstaw dla przyszłych badań przesiewowych nad terapiami.
Wnioski
- Model mysi jest cennym narzędziem do badania CRI wywołanego przez C. albicans.
- Ulepszona wizualizacja wspomaga szybkie wykrywanie infekcji.
- Model ten może ułatwić opracowanie nowych terapii.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Opracowanie solidnego modelu mysiego dla zakażeń Candida albicans związanych z cewnikiem wypełnia istotną lukę w przedklinicznych badaniach nad chorobami zakaźnymi. Model ten umożliwia prognostyczną ocenę strategii przeciwgrzybiczych ukierunkowanych na zakażenia urządzeń związane z biofilmem, bezpośrednio wspierając wczesne etapy przesiewu terapeutycznego i ograniczanie ryzyka mechanistycznego. Jego przełożenie na kliniczne scenariusze CRI zwiększa pewność w zakresie rozwoju programów interwencyjnych przeciwbiofilmowych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia badanie tworzenia biofilmu przez C. albicans oraz oddziaływań między patogenem a gospodarzem na urządzeniach medycznych.
- Wspiera ograniczanie ryzyka biologicznego poprzez modelowanie klinicznie istotnych mechanizmów infekcji.
- Ułatwia funkcjonalną walidację celów przeciwgrzybiczych w systemie odpowiadającym warunkom chorobowym.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Zapewnia zestandaryzowaną platformę in vivo do ilościowej oceny hamowania biofilmu.
- Umożliwia powtarzalną wizualizację kolonizacji grzybiczej przy użyciu markerów fluorescencyjnych.
- Wspiera przygotowanie testów do przedklinicznej oceny związków w kierunku zwalczania zakażeń związanych z urządzeniami medycznymi.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodny z patologią kliniczną poprzez odzwierciedlenie CRI indukowanego przez biofilm oraz powiązanych odpowiedzi tkankowych.
- Umożliwia ciągłość od etapu odkrycia po przedkliniczną walidację terapeutyków przeciwbiofilmowych.
- Wspiera decyzje o postępie w rozwoju kandydatów na leki przeciwinfekcyjne ukierunkowane na zakażenia związane z urządzeniami, z uwzględnieniem analizy ryzyka.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ten model mysi wpisuje się w kontinuum od etapu odkrywania do badań przedklinicznych w obszarze R&D nad lekami przeciwinfekcyjnymi, stanowiąc pomost między wczesnymi badaniami nad mechanizmami a walidacją translacyjną kandydatów na terapie.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących tworzenia biofilmu i odpowiedzi gospodarza w kontrolowanym kontekście in vivo.
- Przesiewanie: Dostarcza ilościowych, powtarzalnych wyników w zakresie kolonizacji grzybiczej i rozwoju biofilmu.
- Analityka: Umożliwia analizę porównawczą stopnia ciężkości zakażenia oraz skuteczności terapeutycznej z wykorzystaniem fluorescencji i histopatologii.
- Badania translacyjne: Zapewnia klinicznie istotny model do oceny strategii interwencyjnych przed rozpoczęciem badań na ludziach.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje platformę wielokrotnego użytku do iteracyjnego testowania środków przeciwbiofilmowych i powłok urządzeń.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w zakresie walidacji celów przeciwbiofilmowych oraz minimalizacji ryzyka mechanistycznego.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje modelowanie infekcji in vivo oraz przepływy pracy w zakresie oceny ilościowej.
- Wartość strategiczna: Poprawia proces podejmowania decyzji go/no-go dla portfeli leków przeciwinfekcyjnych ukierunkowanych na zakażenia związane z implantami.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów z uwzględnieniem ryzyka w odniesieniu do translacyjnego znaczenia dla klinicznego CRI.
Uwagi dotyczące implementacji
- Wymaga doświadczenia w obchodzeniu się ze zwierzętami, chirurgicznym wprowadzaniem cewników oraz modelowaniu infekcji.
- Konieczny jest dostęp do infrastruktury obrazowania fluorescencyjnego i analizy histopatologicznej.
- Wymagana jest standaryzacja protokołów infekcyjnych i kryteriów odczytu pomiędzy zespołami.
- Możliżna jest konieczność adaptacji do różnych materiałów cewnikowych lub szczepów grzybów.
- Ograniczenia modelu obejmują specyficzne dla gatunku odpowiedzi gospodarza oraz skalowalność w przypadku wysokoprzepustowych badań przesiewowych.
