Рост устойчивости к антибиотикам во всем мире приводит к отсутствию вариантов антибиотиков для лечения различных бактериальных инфекций1. В дополнение к устойчивости к антибиотикам, бактерии могут получить толерантность к антибиотикам, приняв образ жизни, связанный с биопленкой2. Биопленка представляет собой сообщество микроорганизмов, которые защищены матрицей полисахаридов, внеклеточной ДНК, липидов и белков3,в совокупности называемых внеклеточным полимерным веществом (EPS). Поскольку кризис устойчивости к антибиотикам продолжается, крайне необходимы новые стратегии, которые продлевают использование антибиотиков или потенцируют эффективность. Антибиопленоополяторы являются одним из перспективных растворов4.
Среди различных стратегий антибиопленки, которые были предложены, использование диспергаторов, которые нацелены на различные компоненты биопленки EPS, находятся на переднем крае терапевтической разработки5. Гликозидгидролазы (ГР) являются одним из таких классов диспергаторов. GH представляют собой большой класс ферментов, которые катализируют расщепление различных связей внутри полисахаридов, которые обеспечивают структурную целостность EPS. Наша группа, как и другие, показала, что ГР может эффективно разлагать биопленки, индуцировать рассеивание и улучшать эффективность антибиотиков для ряда различных видов бактерий, как in vitro, так и in vivo6,7,8,9,10,11.
С растущим интересом к рассеиванию биопленки важно разработать эффективные методы, которые оценивают эффективность рассеивания. Здесь мы представляем подробный протокол лечения биопленочно-ассоциированных раневых инфекций рассеивателем у мышей, а также оценку эффективности рассеивания in vivo и ex vivo. Общая цель состоит в том, чтобы обеспечить эффективные методы, которые могут быть использованы с доклиническими моделями для эффективного и действенного измерения рассеивания биопленки.
Модель хирургической иссеченной инфекции мышей была использована в этих исследованиях для установления инфекции, связанной с биопленкой. Мы использовали эту модель более 15 лет и опубликовали наши наблюдения широко7,9,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21. В целом, это модель нелетальной инфекции, где бактерии остаются локализованными в раневом ложе и связаны с биопленкой (бактерии, наблюдаемые в агрегатах, окруженных EPS), создавая хроническую инфекцию, которая длится до 3 недель. Однако, если у мышей ослаблен иммунитет (например, с диабетом 1 типа), они могут стать более восприимчивыми к развитию смертельной системной инфекции в этой модели.
В этом отчете мы предоставляем протоколы для оценки рассеивания бактерий из раны, как in vivo, так и ex vivo. Оба протокола могут быть использованы для изучения эффективности рассеивателя и имеют свои сильные и слабые стороны. Например, оценка рассеивания in vivo может предоставить важную информацию в режиме реального времени о распространении бактерий в другие части тела после рассеивания и о том, как реагирует хозяин. С другой стороны, оценка диспергирования ex vivo может быть более желательной для скрининга нескольких агентов, доз или составов, поскольку ткань может быть разделена на несколько секций, которые могут быть протестированы отдельно, тем самым уменьшая количество требуемых мышей. При оценке нескольких агентов мы обычно измеряем рассеивание сначала in vitro, как описано ранее 6,9,22. Затем мы тестируем наиболее эффективное тестирование ex vivo и резервное тестирование in vivo для ограниченного числа очень перспективных агентов.