Aqui, apresentamos um protocolo para estabelecer um modelo de imunossupressão de sepse em camundongos por meio da instilação intranasal de Klebsiella pneumoniae e validamos o modelo por meio de vários indicadores.
Artigo de método
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Aqui, apresentamos um protocolo para estabelecer um modelo de imunossupressão de sepse em camundongos por meio da instilação intranasal de Klebsiella pneumoniae e validamos o modelo por meio de vários indicadores.
Sepse é uma falência de órgão potencialmente fatais causada pela resposta inadequada do hospedeiro à infecção. A pneumonia é a principal causa de sepse. Modelos animais são ferramentas importantes para estudar a patogênese da sepse e avaliar novas estratégias de tratamento. Modelos animais anteriores de sepse não possuíam vias naturais de infecção, tornando difícil refletir com precisão o processo clínico de infecção.
Este estudo introduziu um modelo de imunossupressão de sepse em camundongos, estabelecido por instilação intranasal de Klebsiella pneumoniae (KP) para simular a via natural da infecção respiratória. Após modelagem com diferentes concentrações de KP, a inflamação do modelo foi avaliada em 12 horas para os níveis de interleucina-6 de citocinas (IL-6), e o dano aos órgãos foi avaliado em 24 horas para os níveis de alanina aminotransferase (ALT), aspartato aminotransferase (AST), creatina quinase (CK) e nitrogênio ureico no sangue (BUN). A taxa de sobrevivência do modelo foi analisada após 7 dias. A porcentagem de linfócitos e glóbulos brancos, a proporção de expressão do complexo principal de histocompatibilidade classe II (MHC-II) em monócitos e a intensidade média de fluorescência (MFI) de IL-10 e TGF-β1 em células T CD4+ foram observadas para avaliar a imunsupressão em camundongos. Após 7 dias de modelagem, uma infecção secundária foi realizada por instilação intranasal de Pseudomonas aeruginosa (PA). A carga bacteriana no fluido de lavagem broncoalveolar (BALF) 24 horas após a infecção secundária e a taxa de mortalidade em 14 dias foram avaliadas para avaliar melhor a imunsupressão do modelo.
A instilação nasal de Klebsiella pneumoniae em alta concentração pode induzir efetivamente uma imunossupressão. Seu objetivo é simular a sepse induzida por uma via natural de infecção respiratória e fornecer um modelo padrão para a pesquisa sobre sepse em animais.
Sepse é uma falência orgânica potencialmente fatatal, resultante da resposta inadequada do hospedeiro àinfecção 1,2,3. É uma das principais causas de morte nas unidades de terapia intensiva (UTIs). Globalmente, há 48,9 milhões de casos de sepse anualmente, com 11 milhões de mortesassociadas 4. Apesar dos avanços recentes em terapias anti-infecciosas e tecnologias de suporte de órgãos, a patogênese da sepse ainda é incompletamente compreendida, e opções específicas de tratamento são insuficientes. Assim, a sepse tornou-se um foco e desafio chave na pesquisa médicaclínica 4.
Modelos animais desempenham um papel insubstituível na pesquisa médica básica e translacional, servindo como ferramentas essenciais para investigar a patogênese da sepse e avaliar novas estratégias terapêuticas. Ao simular os processos fisiopatológicos da sepse humana, esses modelos não apenas facilitam a exploração de mecanismos-chave como distúrbios imunológicos e disfunção de órgãos, mas também fornecem uma plataforma experimental para triagem de drogas e desenvolvimento de estratégias de intervenção. Entre vários modelos animais, camundongos são os mais comumente usados em pesquisas sobre sepse devido ao seu histórico genético bem definido, extensa pesquisa sobre seu sistema imunológico e facilidade de manipulação.
Atualmente, vários modelos animais para sepse baseados em diferentes paradigmas estão disponíveis, incluindo modelos de endotoxinas, modelos de infusão bacteriana, modelos de ligadura e punção cecal (CLP) e modelos de peritonite do stent do cólon ascendente (CASP) 5. No entanto, esses modelos carecem de rotas naturais de infecção, tornando difícil refletir verdadeiramente o processo clínico de infecção. Estudos relataram que pneumonia é a principal causa de sepse nos EstadosUnidos. Portanto, estabelecer um modelo de sepse em camundongos que imite rotas naturais de infecção, apresente características imunossupressoras e seja fácil de operar com alta reprodutibilidade é de grande importância para pesquisas aprofundadas sobre os mecanismos imunes da sepse e para avaliar possíveis estratégias de intervenção.
Klebsiella pneumoniae (KP) representa de 3% a 8% de todas as infecções bacterianashospitalares 7,8,9. Essa bactéria pode entrar no corpo por vários portais, incluindo os tratos respiratório, gastrointestinal e urinário, além da pele, e infecções causadas pela KP apresentam um prognóstico ruim, especialmente em pacientesimunocomprometidos 7,10. Considerando que a pneumonia é a principal causa de sepse e a KP é um patógeno respiratório comum associado a desfechos negativos, a KP é uma candidata ideal para estabelecer um modelo de sepse clinicamente relevante.
Embora uma variedade de modelos animais de infecção por KP, incluindo o método intranasal, já tenham sidoestabelecidos anteriormente 11, apenas alguns estudos focaram em otimizar o modelo para induzir a imunossupressão associada à sepse ou em definir a concentração ótima de KP para o estabelecimento do modelo. Essa lacuna limita a utilidade dos modelos KP existentes para estudar a disfunção imune induzida por sepse.
Para atender a essa necessidade, estabelecemos um modelo de imunossupressão induzida por sepse em camundongos por meio da instilação intranasal de KP. Comparado aos modelos existentes, esse modelo simula as vias naturais das infecções respiratórias. O modelo foi ainda validado para fornecer um método para pesquisas subsequentes.
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Todos os procedimentos experimentais descritos neste artigo foram aprovados pelo Comitê de Bem-Estar e Ética de Animais de Laboratório da Terceira Universidade Médica Militar (SCXK(PLA)20120031).
1. Animais experimentais
2. Preparação bacteriana
3. Infecção por instillação intranasal (Figura 1)
4. Avaliação do modelo
NOTA: Quatro grupos de modelos camundongos foram estabelecidos pelo método de instillação intranasal mencionado anteriormente, a saber: o grupo controle (grupo A, infundido com PBS), o grupo de concentração 1 × 104 KP (grupo B), o grupo de concentração 1 × 106 KP (grupo C) e o grupo de concentração 1 × 10de 8 KP (grupo D). O modelo foi avaliado usando os seguintes métodos:
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Às 12 horas após a instilação intranasal, o nível sérico de IL-6 no grupo 1 × 108 KP aumentou significativamente (p < 0,0001, n = 5) (Figura 2A). Às 24 horas após a instilação intranasal, os níveis séricos de ALT (p < 0,01, n = 5) (Figura 2B), AST (p < 0,01, n = 5) (Figura 2C), CK (p < 0,01, n = 5) (Figura 2D) e BUN (p < 0,001, n = 5) (Fi...
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A sepse é uma síndrome clínica complexa, e o estado imunossupressor característico em seu estágio avançado é um fator chave que leva à morte do paciente12,13. Portanto, modelos pré-clínicos que simulam com precisão a fisiopatologia da imunossupressão induzida por sepse são cruciais para a exploração aprofundada de seus mecanismos e o desenvolvimento de novas terapias. Neste estudo, estabelecemos e validamos com sucesso um modelo ...
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Os autores declaram não haver conflito de interesses.
Esse trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (82222038 e 81970259), pelo Talento Jovem Excepcional da Biotecnologia de Defesa Nacional (2023-JCJQ-ZQ-001 e 01-SWKJYCJJ06) e pelo Fundo de Ciência Chongqing para Jovens Acadêmicos Distintos (CSTB2022NSCQ-JQX0017).
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Biochemical incubator | YSEI | SHH-150L | Incubação bacteriana |
| C57BL/6J mice | Vital River Laboratories | 8-10 semanas, macho | |
| CD116b | BioLegend | 101257 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| CD25 | BD bioscience | 740447 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| CD3 | BioLegend | 100203 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| CD4 | BioLegend | 100544 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| CD45 | BioLegend | 103116 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| CD8 | BioLegend | 100752 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| Buffer de coloração celular | BioLegend | 420201 | |
| Agitador de temperatura constante | Honour | HNY-100B | Cultivo bacteriano |
| Citômetro de fluxo | Beckman Coulter | CytoFLEX | Análise de citometria de fluxo |
| Centrífuga de alta velocidade | Beckman Coulter | AIIEGRA | |
| IDEXX catalyst one | IDEXX | Catalyst One | Análise bioquímica |
| IL-10 | BioLegend | 505026 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| Seringa de insulina | WEGO | 1mL | Coleta de sangue |
| Klebsiella pneumoniae ATCC 43816 | biobw.org | bio-81659 | |
| LB Broth (pó) | Solarbio | L1010 | Meio de cultura líquida LB |
| LB Broth (pó) | Solarbio | L1015 | Placa de ágar LB |
| LY6C | BioLegend | 128010 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| Ly6G | BioLegend | 127606 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| MHC-II | BioLegend | 107622 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| Micropipeta | Eppendorf | P100 | |
| Buffer de lise de glóbulos vermelhos | Solarbio | R1010 | |
| Espectrofotometro | Eppendorf | Eppendorf6131 | Medição de densidade óptica |
| Software estatístico | GraphPad Software | Graphpad Prism10.0 | |
| Pontas de pipeta estéreis e livres de enzimas | Biosharp | 200μL | |
| Buffer diluente TF | BD Pharmingen | 51-90008101 | |
| Buffer fix/perm TF | BD Pharmingen | 51-90008100 | |
| Buffer perm/wash TF | BD Pharmingen | 51-90008102 | |
| TGF-β1 | BioLegend | 141406 | Anticorpos de fluxo (Anti-Mouse) |
| Leitor de microplaca multimodo Varioskan LUX | Thermo Scientific | Varioskan LUX |
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