Um modelo de embrião de Zebrafish para na visualização de Vivo e Intravital análise de biomateriais-associado Staphylococcus aureus infecção

Xiaolin Zhang; Leonie de Boer; Oliver W. Stockhammer; Dirk W. Grijpma; Herman P. Spaink; Sebastian A.J. Zaat

doi:10.3791/58523

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Artigo de método

Um modelo de embrião de Zebrafish para na visualização de Vivo e Intravital análise de biomateriais-associado Staphylococcus aureus infecção

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DOI:

10.3791/58523

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7 de janeiro de 2019

Xiaolin Zhang¹^,² , Leonie de Boer¹ , Oliver W. Stockhammer¹ , Dirk W. Grijpma²^,³ , Herman P. Spaink⁴ , Sebastian A.J. Zaat¹

¹Department of Medical Microbiology, Amsterdam UMC, ²Technical Medical Center, Department of Biomaterials Science and Technology, University of Twente, ³Department of Biomedical Engineering, W.J. Kolff Institute, University Medical Center Groningen, University of Groningen, ⁴Institute of Biology, Leiden University

Neste artigo

Resumo

O presente estudo descreve um modelo de embrião de zebrafish para visualização in vivo e intravital análise de infecção biomaterial associada ao longo do tempo com base em microscopia de fluorescência. Este modelo é um sistema promissor complementando modelos animais mamíferos, tais como modelos de rato para o estudo in vivo de infecções associadas a biomaterial.

Resumo

Infecção associada biomaterial (BAI) é das principais causas do fracasso de biomateriais/dispositivos médicos. Staphylococcus aureus é um dos principais patógenos em BAI. Atual animal experimental de mamíferos BAI modelos tais como modelos de mouse são dispendiosos e demorados e, portanto, não é adequado para análise de alto rendimento. Assim, novos modelos animais como sistemas complementares para investigar BAI in vivo são desejados. No presente estudo, visamos desenvolver um modelo de embrião de zebrafish para visualização in vivo e intravital análise de infecção bacteriana na presença de biomateriais baseado em microscopia de fluorescência. Além disso, estudou-se a resposta de macrófagos provocado. Para este fim, usamos de expressar a proteína fluorescente S. aureus e embriões de zebrafish transgênicos expressando proteínas fluorescentes em seus macrófagos e desenvolveu um procedimento para injetar o músculo bactérias sozinhos ou em conjunto com microesferas tecido de embriões. Para monitorar a progressão da infecção bacteriana em embriões ao vivo ao longo do tempo, criámos um método simples mas confiável de marcar microscópica de bactérias fluorescentes. Os resultados de marcar microscópica mostraram que todos os embriões com mais de 20 unidades de formadoras de Colônia (UFC) de bactérias produziram um positivo sinal fluorescente de bactérias. Para estudar os efeitos potenciais de biomateriais na infecção, determinamos os números CFU de S. aureus com e sem 10 µm microesferas de poliestireno (PS₁₀) como biomateriais modelo nos embriões. Além disso, usamos o arquivo de projeto ObjectJ "Zebrafish-Immunotest" operando em ImageJ para quantificar a intensidade de fluorescência da infecção por S. aureus com e sem PS₁₀ ao longo do tempo. Os resultados de ambos os métodos mostraram números mais altos de S. aureus em embriões infectados com microesferas que em embriões sem microesferas, indicando uma susceptibilidade aumentada infecção na presença do biomaterial. Assim, o presente estudo mostra o potencial do modelo de embrião de peixe-zebra para estudar BAI com os métodos desenvolvidos aqui.

Introdução

Uma variedade de dispositivos médicos (referido como "biomateriais") são cada vez mais utilizados na medicina moderna para restaurar ou substituir as partes de corpo humano¹. No entanto, a implantação de biomateriais predispõe um paciente à infecção, chamada uma infecção associada biomaterial (BAI), que é uma grande complicação dos implantes em cirurgia. Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis são duas espécies bacterianas mais prevalentes responsáveis por BAI²^,³^,⁴^,⁵^,