Este protocolo apresenta um modelo de camundongo de infecção vaginal ascendente e descreve métodos para avaliar a neuropatologia neonatal e os resultados respiratórios. O procedimento para induzir infecção vaginal ascendente deve ser rápido (dentro de 5 minutos) e os camundongos devem se recuperar em alguns minutos. As barragens desenvolveram sintomas de infecção após aproximadamente 24 h25. Isso inclui movimentos lentos, piloereção e uma postura curvada. O tempo médio aproximado de parto nos camundongos infectados foi de 40,3 h após a administração de E. coli (média do grupo controle PBS 52,7 h), ocorrendo em E18,5 em comparação com o parto a termo do grupo controle PBS em E19,531. A porcentagem de filhotes nascidos vivos por ninhada foi reduzida (de 100% para 71,4%) com a infecção, assim como sua sobrevida em 7 dias pós-natal (Figura 5)25. Quando bactérias bioluminescentes são usadas, a imagem pode rastrear a propagação da infecção em barragens e filhotes. Bactérias foram observadas no útero, membranas fetais, placenta e em alguns fetos dentro de 18 h após a administração (Figura 6), e mediadores inflamatórios, medidos por qPCR e ELISA, foram regulados positivamente nesses tecidos, bem como nos tecidos perinatais do filhote, como cérebro, pulmões e intestino 25,29,31.
Uma bateria de avaliações neuropatológicas, como avaliação da morfologia, morte celular, ativação microglial e ativação de astrócitos, foi realizada nos fetos e neonatos usando histologia e imuno-histoquímica 25,31,33. O tecido pulmonar também pode ser avaliado (Figura 4 e Figura 7). A coloração positiva para TUNEL sugere degradação do DNA, um estágio posterior da morte celular34. Observamos um aumento significativo na coloração TUNEL no córtex, córtex piriforme, cápsula externa, hipocampo e tálamo nos cérebros de filhotes expostos à infecção por E. coli durante a gravidez (Figura 8A, B) 31 . A microglia marcada com IBA-1, as células imunes residentes do cérebro, pode ser categorizada por seu estado morfológico, em que a ramificação sugere um fenótipo de repouso, enquanto as células ativadas e fagocíticas tornam-se amebóides ou de formaarredondada 35. Portanto, em vez de quantificar as células microgliais, apresentamos uma estratégia para avaliar seu fenótipo como uma indicação de seu estado. Vemos um aumento na ramificação de IBA1+ no córtex externo e estriado de filhotes de E. coli, em comparação com o grupo PBS (Figura 8C,D)31. Os astrócitos reativos marcados com GFAP, que podem estar associados a inflamação e lesão neurológica, estavam aumentados no córtex piriforme e na cápsula externa em filhotes de E. coli (Figura 8E, F) 31 , 36 , 37 . A coloração de Nissl permite a avaliação de alterações morfológicas grosseiras na estrutura do cérebro; O violeta de cresil é uma coloração histológica padrão para neurônios e rotula grânulos de RNA extranuclear e núcleos celulares. No grupo E. coli, observamos redução da espessura do córtex (Figura 9)31. Da mesma forma, a H&E, que cora respectivamente o núcleo e o citoplasma das células, permite a avaliação da morfologia pulmonar (Figura 4)31. Observamos aumento do espaço aéreo em camundongos expostos a E. coli, bem como um aumento no número de neutrófilos Ly6G+, uma indicação de inflamação (Figura 7)31.
Para análises de dados, o tempo de entrega foi analisado por um teste t não pareado se os dados estivessem normalmente distribuídos. Para os dados percentuais para filhotes nascidos vivos, uma transformação de raiz quadrada de arco seno foi necessária primeiro para transformar uma distribuição de proporção (limitada pelo intervalo de 0 a 1) em uma distribuição normal, que é um dos requisitos para poder realizar um teste t. A sobrevivência dos filhotes foi analisada por um teste de Log-rank (Mantel-Cox). Para histologia e imuno-histoquímica, foram utilizados o teste U de Mann-Whitney ou múltiplos testes t com correção de Welsh, dependendo do tipo de dados e se estavam distribuídos normalmente. Para poder estatístico suficiente, recomendamos o uso de um mínimo de cinco barragens por grupo de tratamento.

Figura 1: Administração intravaginal de Escherichia coli e o cronograma do tratamento para induzir parto prematuro e morbidade neonatal em camundongos. (A) E. coli [1], seguida de gel plurônico a 20% F127 [2], é administrada na vagina do camundongo usando uma ponta de pipeta estéril de 200 μL. O pó de quinino é adicionado ao intróito [3]. (B) E. coli é entregue na vagina no dia embrionário 16.5. Tecidos, como pulmões e cérebro, podem ser coletados durante o período fetal ou neonatal. Abreviatura: EN = dia embrionário N; NP = dia pós-natal N; PBS = solução salina tamponada com fosfato. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Regiões cerebrais avaliadas para neuropatologia. Um exemplo de coloração de Nissl do cérebro de um filhote neonatal e as regiões que podem ser avaliadas quanto à neuropatologia. Todas as regiões cerebrais podem ser avaliadas para TUNEL, IBA-1 e GFAP. Optamos por avaliar a morfologia do córtex e do hipocampo usando Nissl. Ampliação: 1x. Barra de escala = 1,5 mm. Abreviaturas: TUNEL = marcação terminal da extremidade de corte da desoxinucleotidil transferase dUTP; AIB-1 = fator inflamatório do aloenxerto 1; GFAP = proteína glial fibrilar ácida. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Avaliação positiva do índice de coloração e ramificação IBA-1. Para quantificar o índice de ramificação das células IBA-1+ , conte o número de corpos celulares dentro da grade e o número médio de ramificações que cruzam as linhas de grade horizontais e verticais. Abreviatura: IBA-1 = fator inflamatório do aloenxerto 1. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: Medições do espaço aéreo nos pulmões dos filhotes (coloração H & E). (A) Descreva os espaços aéreos e meça usando a ferramenta à mão livre no ImageJ. (B) A área média do espaço aéreo é aumentada em filhotes expostos a E. coli em comparação com PBS. (C) Imagens representativas de H & E de pulmões de filhotes expostos a PBS e E. coli no útero. Ampliação: 40x. Barra de escala = 59,5 μm. Abreviaturas: H = hematoxilina; E = eosina. n = 2 de 4 ninhadas. *p < 0,05. Essa figura foi adaptada de Boyle et al.31. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: Efeitos da E. coli intravaginal no tempo de parto e na sobrevivência dos filhotes. (A) O tempo de parto é reduzido na presença de E. coli. (B) A porcentagem de filhotes nascidos vivos é significativamente reduzida e (C) a sobrevivência dos filhotes é reduzida em filhotes expostos a E. coli. Tempo de parto: n = 8-10 ninhadas por grupo; filhotes nascidos vivos: n = 10-17 ninhadas por grupo; Sobrevivência dos filhotes: n = 10-12 ninhadas por grupo. *p < 0,05, ***p < 0,001. Essa figura foi adaptada de Boyle et al.31. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6: Imagem de bioluminescência para monitorar a propagação de E. coli . (A) E. coli bioluminescente sobe da vagina para os cornos uterinos em 48 h. (B) Cornos uterinos dissecados mostram infecção por E. coli em 18 h, (C) assim como a placenta e as membranas fetais. Essa figura foi adaptada de Suff et al.25 e Boyle et al.31. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 7: Coloração de Ly6G para neutrófilos em pulmões fetais. (A) Coloração para Ly6G (positivo: pontas de setas), para avaliar o influxo de neutrófilos, em fetos expostos a PBS e E. coli . (B) O número médio de células Ly6G + é significativamente aumentado em fetos de E. coli . Ampliação: 40x. Barra de escala = 59,5 μm. n = 10 de 5 ninhadas por grupo. *p < 0,05. Abreviaturas: Ly6G = Locus do complexo do antígeno 6 do antígeno linfocitário G6D. Essa figura foi adaptada de Boyle et al.31. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 8: Exemplos de coloração TUNEL, IBA1 e GFAP. (A) Coloração TUNEL para morte celular no cérebro pós-natal de filhotes expostos a PBS ou E. coli. (B) O número médio de células TUNEL+ é aumentado no córtex, córtex piriforme, cápsula externa, hipocampo e tálamo. (C) Imuno-histoquímica IBA1 para microglia nos grupos PBS e E. coli . (D) O índice de ramificação, como medida da ativação da micróglia, é aumentado na cápsula externa e no estriado em filhotes de E. coli . (E) Coloração GFAP para astrócitos, (F) que está aumentada no córtex piriforme e na cápsula externa em filhotes de E. coli . Barra de escala = 59,5 μm. Abreviaturas: GFAP = proteína glial fibrilar ácida; TUNEL = marcação terminal da desoxinucleotidil transferase dUTP nick end; Pyr = córtex piriforme; EC = cápsula externa; Str = estriado; Quadril = hipocampo; thal = tálamo; total = todas as regiões; CA = cornu ammonis; OLV = valores de luminosidade óptica. Análises imuno-histoquímicas: n = 5-7 de 5 ninhadas por grupo. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001, n.s. - não significativo. Essa figura foi adaptada de Boyle et al.31. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 9: Exemplo de coloração de Nissl positiva e negativa e avaliações morfológicas. (A) Coloração de Nissl do cérebro do filhote pós-natal para avaliar a estrutura e morfologia do tecido. (B) Não há impacto na largura do cérebro, mas (C) a espessura cortical é reduzida em filhotes expostos a E. coli. (D) Não há diferença no volume do hipocampo. Ampliação: 1x. Barra de escala = 1,5 mm. n = 5-7 a partir de 5 ninhadas por grupo. **p < 0,01. Essa figura foi adaptada de Boyle et al.31. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Anticorpo primário | Diluição | Anticorpo/diluição secundários | Diluição |
| Coelho anti-GFAP | 1:6000 | Cabra anti-coelho | 1:100 |
| Coelho anti-IBA1 | 1:1000 | Cabra anti-rato | 1:100 |
| Mouse anti-Ly6G | 1:1000 | Cabra anti-coelho | 1:100 |
Tabela 1: Anticorpos para imuno-histoquímica.
| Passo | Reagente | Tempo (min) |
| 1 | Mancha NISSL | 10 |
| 2 | Água Destilada Fresca | 2 |
| 3 | Água Destilada Fresca | 2 |
| 4 | 70% EtOH | 2 |
| 5 | 90% EtOH | 2 |
| 6 | 96% EtOH | 2 |
| 7 | 96% EtOH com 3-5 gotas de ácido acético glacial | 2-5 (VERIFICAR CONSTANTEMENTE) |
| 8 | 100% EtOH | 2 |
| 9 | Isopropanol | 2 |
| 10 | Xileno | 2 |
| 11 | Xileno | 2 |
| 12 | Xileno | 2 |
Tabela 2: Procedimento de Nissl.