Summary
Neisseria meningitidis är en mänsklig specifik patogen som infekterar blodkärlen. I detta protokoll mänskliga mikrokärl införes i en mus genom ympning av mänsklig hud på immunförsvagade möss. Bakterier fäster stor utsträckning för att de mänskliga kärl, som leder till kärlskador och utveckling av den purpuric utslag oftast observerats i mänskliga fall.
Abstract
Neisseria meningitidis orsakar en allvarlig, ofta dödlig sepsis när den kommer in i människans blodomlopp. Infektion leder till omfattande skador i blodkärlen som leder till kärl läcka, utveckling av purpuric utslag och eventuell vävnadsnekros. Att studera patogenesen för denna infektion har tidigare begränsats av det mänskliga specificiteten hos bakterierna, vilket gör in vivo-modeller svår. I detta protokoll, beskriver vi en humaniserad modell för denna infektion där mänsklig hud, innehåller dermala mikrokärl, ympas med nedsatt immunförsvar möss. Dessa fartyg anastomos med musen cirkulationen samtidigt som deras mänskliga egenskaper. När införs i denna modell, N. meningitidis vidhäftar enbart till de humana kärlen, vilket resulterar i omfattande kärlskador, inflammation och i vissa fall utveckling av purpuric utslag. Detta protokoll beskriver ympning, infektion och utvärderingssteg av denna modell i context av N. meningitidis-infektion. Tekniken kan tillämpas på många mänskliga specifika patogener som infekterar blodet.
Introduction
Meningokock sepsis är en ofta dödlig blod född infektion som orsakas av bakteriell patogen Neisseria meningitidis. Meningokock sepsis patienter ofta uppvisar en petekier eller purpuric utslag på huden som tidigare har associerats med kärl förstörelse orsakad av cirkulerande bakterier och bakterieprodukter 1. Hud biopsier från kliniska patienter visar bakterier som följer med mikrokärl, ofta fyller kärlen 2. Bortsett från bakterier, omfattande trombos, koagulering, trängsel och vaskulär läcka ses i purpuric områdena 3-5. Denna kärlskada kan leda till omfattande nekros av huden och omgivande vävnader, vilket resulterar i debridering och även amputation i meningokock överlevande. Att förstå hur infektion orsakar detta kärlskador är viktigt att optimera strategier för förebyggande och behandling. Den största delen av forskning på meningococcal sepsis har utförts in vitro påhumana cellinjer på grund av den mänskliga specificiteten för N. meningitidis. Många aspekter av infektion har studerats in vitro inklusive bakteriell vidhäftning, värdcellrespons samt cytokinrespons 6-9. Typ IV pili (TFP) har varit inblandade i den stora vidhäftningsorganell för N. meningitidis på båda epitelceller och endotelceller 10. Det har också visat sig att vidhäftningen av N. meningitidis till värdceller är skjuvspänningen beroende och därför tros vara relaterad till blodflöden i mikrocirkulation 11. Detta tyder på de dynamiska spänningarna bakterierna möter in vivo är avgörande för patogenes. Det är dock mycket svårt att modellera mikromiljön av små kärl in vitro.
Vidhäftningen receptorn för Neisseria TFP är fortfarande okänd och därför inte kan förutses knock-in strategier för att uppnå bakteriell vidhäftning i en djurmodell för tillfället. CD46 har föreslagits vara den TFP-receptorn och transgena djur producerades för att fungera som musmodeller. Däremot infektion hos dessa djur inte leda till omfattande infektion eller hudutslag utveckling 12,13. Andra djurmodeller som har beskrivits för bakteriemi aspekt av Neisseria infektion beakta bakteriell preferens för humant transferrin som en järnkälla 14,15. Antingen komplettering humant transferrin eller uttrycker det från en transgen som resulterar i en ökad bakteriehalten i blodet under en längre tidsperiod, men denna modell uppvisar ingen bakteriell adhesion eller utslag utveckling 16,17.
I detta protokoll, beskriver vi en humaniserad musmodell där människohud, däribland den dermala mikrocirkulation, transplanteras till nedsatt immunförsvar möss 18,19. Detta resulterar i funktionella mänskliga kärl, perfunderade med musen cirkulationen. Kombinerat med humant transferrin tillskott, denna mOdel står för minst två av de humana specifika aspekter av N. meningitidis, dvs humant endotel och humant transferrin, i en in vivo miljö. N. meningitidis införs intravenöst i denna modell hålla sig specifikt till den mänskliga endotel, som producerar en patologi som liknar det som rapporterats i kliniska patienter, inklusive kärlskador och purpuric utslag utveckling 18.
Protocol
1. Risker och behörigheter
- Lokala etikkommittéer måste godkänna alla djurprotokoll. Ades Detta protokoll genomförs i enlighet med riktlinjer som fastställts av den franska och europeiska regler för skötsel och användning av försöksdjur (Decrets 87-848, 2001-464, 2001-486 och 2001-131 och Europeiska direktivet 2010/63/UE) och godkänd av den lokala etiska kommittén Comité d'Ethique en matière d'Experimenterande Animale, Université Paris Descartes, Paris, Frankrike. No: CEEA34.GD.002.11.
- För människohud, skriven informerat patientens samtycke erhållits och alla procedurer utfördes enligt franska nationella riktlinjer och godkännas av den lokala etiska kommittén, Comité d'Evaluation Ethique de l'INSERM IRB 00003888 FWA 00005881, Paris, Frankrike Yttrande: 11-048 .
- N. meningitidis är en potentiellt skadlig mänsklig patogen och alla nödvändiga försiktighetsåtgärder skall vidtas vid hantering av organism. Dessa försiktighetsåtgärder innefattar vaccination och arbetar under biosäkerhet nivå 2 villkor.
2. HUDTRANSPLANTANTAT
- Samla mänsklig hud så nära ympning tid som möjligt. Majoriteten av hud i detta arbete kommer från plastikkirurgiska verksamhet som omfattar buken. Andra källor såsom bröst, ben och även ansikte har använts med framgång.
- Förbered människohud provet genom att rengöra huden yta med 70% EtOH och ligger den platt på en väl rengjord yta, företrädesvis under ett flöde huva.
- Skiva 200 till 400 | im skivor från toppen av huden med hjälp av en dermatom med förinställd tjocklek.
- Kontrollera skivorna huden för integritet och skär dem i 2 cm x 2 cm fyrkanter, sedan placera i PBS (utan tvåvärda katjoner) om ympning omedelbart eller vid 4 ° C i DMEM med 10% serum för korttidslagring (3-12 tim ).
- Bedöva 6-8 veckor gamla SCID.bg möss (ca 20 g) med ketamin (100 mg / kg) och xylazin (10 mg / kg) injeCTED ip
- När mössen är nedsövd, kontrollera smärtsvar genom att utföra en tå nypa, en standardmetod för att fastställa smärta reflex. Applicera gel till ögonen för att förhindra korneal torkning och rakning av den vänstra sidan av djuret bakom axeln, där transplantatet kommer att placeras. Håll musen varm på en värmedyna under hela förfarandet.
- Efter prepping musen för kirurgi, rengör det rakade området med 70% EtOH.
- Applicera lokalbedövning lokalt på platsen transplantatet (Tronothane) och förbereda transplantationsstället genom att försiktigt ta bort ytliga lagret av musen huden med ett par böjd sax. Var noga med att inte störa den underliggande kärlsystemet.
- Ta bort huden i ett område en bit mindre än arean av den mänskliga huden slice.
- Ta bort skinn skiva från PBS (eller DMEM) och placera över transplantat sängen, se till epidermala sidan är vänd uppåt. Steg 2,8-2,10 bör utföras så snabbt som möjligt, se till transplantatet sängen inte torka ut.
- Passa ett hörneller kant och fixa med vävnad lim. Sätt försiktigt resten av huden slice till transplantatet sängen, placera små mängder vävnad lim runt kanterna. Alltid trimma den mänskliga huden till storlek snarare än att transplantatet sängen större.
- Dra inte huden för hårt över transplantatet sängen som musen huden är mycket flexibel.
- Se till graften fixeras med vävnadslim i varje hörn.
- Rengör området med en jodlösning.
- Applicera ett plåster med kudden området över transplantatet. Se till plåster är fast men inte för hårt och att djurets andning påverkas inte.
- Fäst plåster med dressing tejp.
- Låt djuret att återhämta sig på en varm yta.
- När vaken, tillbaka djuret till sin bur. Djuren hålls 2-3 per bur.
- Kontrollera möss regelbundet under återhämtningen efter tecken på smärta eller lidande. 10-14 dagar efter ympning, ta bort plåster, försiktigt så att inte störa transplantat. I vår erfarenhet postoperativ smärta är minimal. Ändå djur bör kontrolleras varje dag, särskilt i de få dagar efter operationen. Kriterier för smärta eller ångest är följande.
- Förlust av vikt över 10%
- Utseende, päls, puckelrygg läge, ögon
- Ökad andning eller hjärtfrekvens
- Minskad eller onormala rörelser.
- Förhöjd kroppstemperatur
- Vid tecken på smärta upptäcks paracetamole administreras oralt (300 mg / kg, varje 4 h). Humana slutpunkter är strikt om smärtan kvarstår.
- Om transplantatet ser torrt gäller babyolja var 2-3 dagar för att hålla huden smidig.
- Transplantatet är redo för experiment 21 dagar efter transplantat.
3. Infektion
- Dagen före infektion, förbereda bakteriestam genom strimmor på GCB agarplattor med lämpliga antibiotika. Odla över natten vid 37 ° C i 5% CO2.
- Bakterier beredning
- Inkubera under omskakning under 2 h i inkubator (37 ° C i 5% CO2) med löst lock, tills en bakterietäthet av omkring OD 600 0,1.
- Centrifugera bakterierna under 3 min 15000 rpm.
- Avlägsna supernatanten och återsuspendera i PBS, centrifugera sedan igen.
- Upprepa tvättsteg (2.2.4-2.2.5) två gånger.
- Resuspendera bakteriella pelleten i PBS.
- Mät OD 600.
- Lägg till en kultur av antingen OD 600 0,1 (10 8 CFU / ml), eller OD 600 1,0 (10 9 CFU / ml). From this känd koncentration, utspädd till 10 7 CFU / ml. Försök att framställa bakterier så nära insprutningstiden som möjligt.
- Väg möss.
- Bedöva möss med ketamin (100 mg / kg) och xylazin (10 mg / kg) injiceras ip
- När sover, csjutton som smärtsvaret, är frånvarande från en av tå-nypa, hålla mössen varm med en värmedyna och sätta ögonsalva för att förhindra torkning.
- Ge varje mus 8 mg humant transferrin, suspenderade i saltlösning eller PBS, injiceras ip
- Ta en liten droppe av blod från svansen och spreds ut på en agarplatta för att kontrollera blod är steril före infektion.
- Injicera 100 | il 10 7 CFU / ml bakteriekultur (10 6 CFU totalt) intravenöst via den retroorbitala eller svansvenen. Mätningar av CFU tagna 5 minuter efter injektion är konsekvent oavsett injektionsställe.
- Efter några minuter, snip svansänden och sprids blodprov på agarplattor med lämpliga antibiotika med en 10-faldig utspädning för att fastställa blod CFU omedelbart efter infektion.
- Täta svansen med vävnad lim.
- Efter injektionen, späd den bakteriella inokulat och sprids på agarplattor med lämpliga antibiotika för att etablera CFU.
- Låt mössatt återhämta sig på en värmedyna tills de är upp och flytta
- Vid 6 h efter infektion dra en liten mängd blod från svansen, späd och plattan för att fastställa CFU på 6 tim.
- Inkubera alla agarplattor vid 37 ° C i 5% CO2 över natten.
4. Offer
- Vid den valda tidpunkten för infektion, söva möss med ketamin (100 mg / kg) och xylazin (10 mg / kg) injiceras ip
- När sover, hålla musen varm med en värmedyna.
- När smärtan reflexen har gått (toe-nypa), klipp slutet av svansen och dra blod.
- Sprid blod på agarplattor med lämpliga antibiotika, 5 ni direkt och 10 l 1:10 späd att etablera CFU.
- Offra musen genom halshuggning.
- Efter att offra musen enligt alla relevanta institutionella och etiska riktlinjer, bekräftar döden genom bristande hjärtslag. Gör en mittlinjen snitt, skär genom bröstkorgen, och göra ett snitt i hörat.
- Samla så mycket blod som möjligt från hjärtat / brösthålan och plats i ett sterilt rör.
- Avlägsna organ (t.ex. lever, mjälte, hjärna) i en steril platta.
- Avlägsna hudtransplantat och en sektion av mushud in i den sterila platta.
- Släng musen kroppen.
- Efter det insamlade blodet har fått koagulera i 15 min, centrifugera den 15 min vid 3000 rpm.
- Ta plasma från blod och förvara vid -80 ° C för senare analys, till exempel för cytokin detektering med ELISA eller FACS baserade metoder.
5. Organ CFU Counts
- Väg homogenisering rör som innehåller 500 l PBS varje före att ta biopsiprover.
- Ta 4 mm biopsiprover från varje vävnad med hjälp av en steril biopsi punch.
- Placera biopsier i förvägda homogeniserande rör som innehåller 500 l PBS. Homogenisera hudprov med 2 mm pärlor, använda mindre pärlor för andra organ.
- Placera den återstående tfrågor i 4% paraformaldehyd (PFA) och förvara vid 4 ° C för mikroskopi (se nedan).
- Väg homogenisering rör som innehåller de biopsier att etablera biopsi vikt (för senare beräkning av CFU / mg vävnad).
- Homogenisera prover.
- Homogenisera lever, mjälte och hjärna, vid 6000 rpm under 30 sek.
- Homogenisera hudprover vid 6000 rpm i 30 sekunder och upprepa om det behövs.
- Sprid utspädningar från varje homogenisering röret på agarplattor och växa över natten vid 37 ° C i 5% CO2 för att fastställa organ CFU räknas.
6. Histologi / Immunohistokemi
- Fixering
- Fäst vävnaderna i 4% PFA över natten vid 4 ° C. Fixeringssteget kan vara längre, och om lagring under längre perioder placera vävnaden i 0,25% PFA.
- Skölj vävnaden i PBS och därefter i 20% sackaroslösning och återgå till 4 ° C över natten eller tills vävnaden har sjunkit i lösningen.
- Tvätta vävnaderna i PBS, avpassade och rum i oktober-lösning (antingen i en vävnad mögel eller anslutit sig till en grundpension).
- Snabbt frysa vävnaderna på en petriskål flytande i flytande kväve.
- Efter frysning sätta vävnaderna på kolsyreis innan överföring till -80 ° C för lagring.
- Skivning
- Avlägsna vävnaden från -80 ° C och låt jämvikt till -20 ° C i en kryostat.
- Slice vävnader med en tjocklek på ca 10-15 nm och placera på belagda mikroskopi diabilder.
- Butiks glider vid -20 ° C tills de behövdes.
- Färgning
- Låt objektglasen att komma till rumstemperatur.
- Rita runt slice på bilden med en hydrofob penna. Vänta 5 till 10 min.
- Rehydrera / tvätt skiva i PBS under 5 min, upprepa två gånger.
- Permeabilisering skiva i 0,1% Triton i PBS under 10 min.
- Tvätta i PBS 2-3x i 5 min.
- Block i PBS0,1% Triton 1% BSA under mellan 10 till 60 min beroende på den antikropp eller fläck som skall användas.
- Ta bort blockerande buffert och tillsätt primära antikroppen späds enligt kraven i blockbuffert. Inkubera under en bestämd tid. (Ofta 1 h vid rumstemperatur eller över natten vid 4 ° C).
- Tvätta i PBS 2-3x i 5 min.
- Applicera sekundär antikropp utspädd på lämpligt sätt i bock-buffert; DAPI typiskt inkluderad i detta steg. Inkubera under en bestämd tid, ofta 1-2 hr rumstemperatur i mörker.
- Tvätta i PBS 2-3x i 5 min.
- Montera in fade skyddar montering media med ett täckglas och tätning med nagellack.
- Denna bild är färgade diabilder omedelbart eller förvara vid 4 ° C.
- Utför avbildning med en konfokala eller fluorescerande mikroskopi ställa upp med filter / laser lämpliga för fluoroforer används.
- Histologi
- Låt diabilder som ska användas för histologi för att komma till rumstemperatur.
- Fläck bilder med hjälp somtandard hematoxylin / eosin färgningsprotokollet.
- Placera glasen i skjutställning.
- Överför rack med glider mellan lösningarna i följande ordning:
- 2 sek i rinnande kranvatten.
- 3 min i filtrerad hematoxylin-lösning.
- 10 sek i rinnande vatten.
- 10 sek i destillerat vatten.
- 10 sek till etanol 100%.
- 2 sek i filtrerad eosin.
- 10 sek i rinnande vatten.
- 10 sek till etanol 100%
- 2 min i xylen x 3 (bad I, II, III).
- Överför omedelbart och tillsätt några droppar fixering lim på varje objektglas, placera täckglas på toppen, ta bort luftbubblor, låt torka i några timmar.
- Bild glider under en standard vitt ljusmikroskop.
Representative Results
CFU räknas
Den N. meningitidis stam som används i dessa representativa resultat är N. meningitidis 8013 klon 12, en serogrupp C kliniskt isolat, som uttrycker en klass I SB pilin, Opa -, OPC -, PilC1 + / PilC2 + 20. Stammen hade konstruerats för att uttrycka grönfluorescerande protein (GFP) från en kromosomal insättning 18. Bakteriella kolonibildande enhet räknas fastställs genom att räkna antalet kolonier på agarplattor och beräkna antingen CFU / ml blod eller CFU / mg vävnad från de kända volymer pläterade. Blodvärden visade att 5 minuter efter intravenös injektion av 10 6 CFU bakterier fanns det i genomsnitt 1,5 x 10 5 CFU / ml som cirkulerar i blodet (Figur 1A). Efter 6 timmar grevarna genomsnitt 4,8 x 10 4 CFU / ml. Av 24 tim medelantal var 2,4 x 10 4 CFU / ml, men i denna grupp av 10 möss, 5 hadeingen detekterbar cirkulerande bakterier medan de övriga fem hade relativt höga värden (Figur 1A). CFU räknas tagna från hudprover visar flertalet möss med avsevärda granulocyter i den mänskliga huden, i genomsnitt 2,1 x 10 4 CFU / mg vävnad vid 6 timmar och 4,4 x 10 2 CFU / mg vävnad vid 24 h (figur 1 B) . De kontra mus hudprover visade inga bakterietal vid 24 timmar och endast ett mycket lågt antal på 6 timmar, vilket visar stark preferens för N. meningitidis till de mänskliga fartyg i den transplanterade huden (Figur 1B). I allmänhet var mycket låga till ej påvisbara bakterietal i andra organ i urvalet även 2 djur visade räkningar som kan hänföras till föroreningar från blodet, som de korrelerade med höga cirkulerande bakterie siffror (Figur 1C). Modellen kan också användas för att bestämma rollen av virulensfaktorer in vivo, till exempel typen IV pili. Bakteriestammar med definierade mutationer i pilD gen 21, vilket resulterar i en stam som saknar TFP, liksom pilC1 gen 8, saknar den föreslagna TFP "adhesin" infördes i modellen. Dessa mutationer gav ingen bakteriell vidhäftning i den mänskliga huden graft, som bekräftar den avgörande roll TFP spelar i vidhäftning in vivo (figur 1D).
Immunohistokemi / Histologi
I dessa experiment använde vi N. meningitidis-stammar som uttrycker grönt fluorescerande protein (GFP) för att möjliggöra fluorescensdetektering utan behov av sekundär färgning. Mänskliga fartyg färgades med hjälp av en markör för human endotel, antingen CD31 (PECAM-1) eller lektin Ulex europaeus agglutinin (UEA) 18,22. UEA konjugerades till rodamin tillåter en-stegs-färgning (fig. 2A-C). Cellkärnor kan ge fläckared med DAPI för att identifiera vävnadsstrukturer (figur 2A-B). Histologi utfördes med användning av en standard hematoxylin / eosin färgning. Den epidermal / dermal gränsen av huden var tydligt identifierbar. Inflammation, trombos och vaskulär läcka koncentrerades till fartyg som ligger nära denna gräns 24 timmar efter infektion (figur 2D). Trombos var synlig i flera små dermal fartyg, ofta tillsammans med trafikstockningar och inflammation. Läckage av röda blodkroppar ut i vävnaderna kunde ses, vilket tyder på en omfattande grad av kärlskador. Den histopatologi av ympade hud i icke-infekterad möss verkade normalt med ingen urskiljbar inflammation 18. I omkring 30% av infektionerna bakteriell vidhäftning i huden leder till utveckling av makroskopiskt detekterbar purpura (figurerna 2E och 2F).
"5in" fo: src = "/ files/ftp_upload/51134/51134fig1highres.jpg" src = "/ files/ftp_upload/51134/51134fig1.jpg" />
Figur 1. CFU räknas. (A) Bakteriell CFU pulser per ml blod vid 5 min, 6 timmar och 24 timmar efter infektion. (B) Bakteriell CFU räknas från hudprov jämför mänsklig hud (HS) och mus hud (MS) vid både 6 timmar och 24 timmar efter infektion. (C) Bakteriell CFU räknar från andra organ tas 24 timmar efter infektion. (D) Jämföra bakteriella CFU räknas från hudprover mänskliga och mus tagna vid 24 timmar efter infektion från möss som infekterats med den vilda typen N. meningitidis 2C43 fläck (WT), en stam med en mutation i pilD genen (pilD) eller en stam med en mutation i pilC1 genen (pilC1). Alla grafer visas som rådata med median. Figur är modifierad från Melican et al. 18"_blank"> Klicka här för att visa en större bild.
Figur 2. Microscopy. (A) projektion av en konfokal stapel som visar en mänsklig mikrokärls färgas med UEA lektin (röd) nära huden (d) epidermal (e) gränsen. Fartyget är infekterad med N. meningitidis (grön) 2 h efter infektion. (B) En optisk skiva och en skiva utsprång (C) visar N. meningitidis microcolonies (grön) infektion en mänsklig kärl (UEA - röd) inom en hudtransplantation 2 tim efter infektion. (D) Haematoxylin / eosin färgning av mänsklig hud graft smittade i 24 timmar med N. meningitidis. Den epidermal (e), är huden (d) gräns tydligt och omfattande trombos och trängsel i microvessels (pilar) ses i dermis. Inflammation och några vaskulär läcka (pilspets) kan också identifieras. (E) Människa hudtransplantat före infektion. (F) Samma hudtransplantation som (E) 24 timmar efter infektion med N. meningitidis visar purpuric regioner (pilar). Figurerna 2B, 2D, 2E och 2F ändras från Melican et al. 18 Klicka här för att visa en större bild .
Discussion
Djurmodeller är oerhört viktigt att bakteriell patogenes forskning. Det är omöjligt att helt efterlikna miljön in vivo i cellkultur och det blir uppenbart att värdpatogen växelverkan påverkas av många dynamiska faktorer. Den mänskliga specificitet några kliniskt viktiga patogener, såsom N. meningitidis, HIV, HCV, Plasmodium falciparum, Listeria monocytogenes och Salmonella typhi har begränsat användningen av in vivo-modeller för dessa infektioner. Men som vi börjar förstå vilka smittsamma steg är involverade i specificitet, humaniserade modeller är under utveckling. Protokollet som beskrivs här är en demonstration av detta med införandet av mänskliga mikrokärl i möss, vilket möjliggör omfattande in vivo-infektion med N. meningitidis, vilket leder till kärlskador och ibland utvecklingen av purpuric utslag.
Med användning av denna modell,Vi har kunnat fastställa att de vidhäftande egenskaperna hos TFP är inblandade i vaskulär kolonisering in vivo med hjälp av bakteriella mutanter och att kärlskador reduceras i frånvaro av vidhäftningen 18. Tidigare har cirkulerande bakterieprodukter varit inblandad i denna skada, men våra resultat tyder på en avgörande roll för lokal vidhäftning och kärl kolonisering. Detta öppnar nya möjligheter för utveckling av mål ny behandling. Om vidhäftningen av patogena bakterier skulle kunna blockeras farmaceut det skulle kunna förhindra utvecklingen av hudskador och leda till bättre resultat för meningokock överlevande i termer av vävnadsnekros, debridering och amputationer. Arbetet har också visat komplexiteten av infektionen och medverkan av immunförsvaret och koagulationskaskaden. Vi identifierade mänskliga cytokin signalering i serum hos infekterade möss, trots den relativt lilla mängden mänsklig endotel nuvarande 18.Detta indikerade en signifikant cytokin-respons, tillsammans med infiltrationen av mus-immuna cellpopulationer in i området.
Djurmodeller kan naturligtvis aldrig helt replikera sjukdomar hos människan och alla resultat samlat från dem måste beaktas med detta i åtanke. Till exempel i denna modell blodet och cirkulerande celler är från mus och vi kan inte bortse från att de kan bete sig olika på mänskliga celler. En fördel med denna emellertid, såsom visat i vårt föregående publicering 18, är förmågan att differentiera signalering som härrör från humant endotel från den hos de cirkulerande musceller. Den nedsatt immunförsvar bakgrund av de möss som användes i denna modell skulle också göra det möjligt att allogen överföring av humana immuncellpopulationer, lägga till ytterligare en "humanisering" aspekten. Den immunförsvagade bakgrund av mössen kan emellertid maskera en roll för NK, T-eller B-celler, som alla saknar eller defekta i denna modell. Den relativt schort tidsram (24 tim) som används i denna modell gäller främst den medfödda respons, men för långsiktiga infektioner och utveckling av immunitet andra alternativ kan behöva undersökas.
Huden är en viktig infektions plats för N. meningitidis men har en relativt liten mängd mänskliga kärl innebär också att extrapolera data till en systemisk infektion som involverar många organ är svårt. Även denna modell möjliggör studier av huden lesion utveckling, är viktiga steg för meningokockinfektion såsom epitel-och blod-hjärn korsning inte. Behövs för att ta itu med dessa aspekter av infektionsvidareutveckling av dessa humaniserade modeller. Trots att den här modellen erbjuder en stor potential för många mänskliga specifika patogener, särskilt de som riktar blodkärlen.
Disclosures
Författarna förklarar inga konkurrerande ekonomiska intressen.
Acknowledgments
Författarna vill tacka alla medlemmar i Dumenil labbet, särskilt Silke Silva för kritisk läsning av manuskriptet. Operationen avdelning på Hôpital Européen Georges-Pompidou (HEGP), Dr David Maladry. Michael Hivelin och Dr Patrick Bruneval, patologi Institutionen vid HEGP. Djuret anläggningen på PARCC, som leds av Elizabeth Huc. Detta arbete stöddes av följande bidragsorgan: Marie Curie IEF stipendium nej. 273.223 (KM), ASPETS-Avenir Grant från INSERM, CODDIM utrustning bidrag (Ile de France Region), FRM (fondation pour la recherche médicale) utrustning bidrag, det IBEID Laboratory of excellence konsortium, ANR (Agence Nationale pour la Recherche) bidrag " Buggar-i-flow ". Finansiärerna hade ingen roll i studiedesign, datainsamling och analys, beslut att publicera, eller beredning av manuskriptet.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| DMEM | Gibco Invitrogen | 31885-023 | |
| Phosphate buffered saline | Gibco Invitrogen | 10010-056 | |
| Ketamine 500 | Virbac France | lot no. VAL4243 | |
| Xylazine | Bayer Healthcare | AMM N° FR/8146715 2/1980 | lot no. KPO809S |
| Optigel | Europhta | ||
| Lacrigel | Medicament Autorisé | ||
| Tronothane | Lisa Pharma | ||
| GC agar base | Conda | 1106 | |
| Human endothelium SFM media | Gibco Invitrogen | 11111 | |
| Fetal bovine serum | P A A | A15-101 | |
| Human transferrin | Sigma-Aldrich | T3309 | |
| UEA lectin - rhodamine | Vector Labs | RL-1062 | |
| Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H9627 | |
| Eosin | Sigma-Aldrich | E4009 | |
| Xylene | Sigma-Aldrich | 534056 | |
| Sober Hand Dermatome | Humeca BV, Holland | 4.SB01 | |
| Animal housing | Innovive | M-BTM-C8 | |
| Biopsy punch (4 mm) | Dominic Dutscher | 30737 | |
| Fast-Prep lysing matrix M tubes | MP Bio | 116923050 | |
| MagNA Lyzer Green Beads | Roche | 3358941001 | |
| MagNA Lyzer | Roche | 3358976001 | |
| VECTASHIELD mounting media | Vector Labs | H-1000 | |
| Vetbond | 3M | 1469SB | Tissue Glue |
| OCT tissue tek | Sakura | 4583 |
References
- Davis, C. E., Arnold, K. Role of meningococcal endotoxin in Meningococcal purpura. J. Exp. Med. 140, 159-171 (1974).
- Mairey, E., et al. Cerebral microcirculation shear stress levels determine Neisseria meningitidis attachment sites along the blood-brain barrier. J. Exp. Med. 203, 1939-1950 (2006).
- Brandtzaeg, P., van Deuren, M. Classification and pathogenesis of meningococcal infections. Methods Mol. Biol. 799, 21-35 (2012).
- Guarner, J., et al. Pathogenesis and diagnosis of human meningococcal disease using immunohistochemical and PCR assays. Am. J. Clin. Pathol. 122, 754-764 (2004).
- Hill, W. R., Kinney, T. D. The cutaneous lesions in acute meningococcemia; a clinical and pathologic study. J. Am. Med. Assoc. 134, 513-518 (1947).
- Capecchi, B., et al. Neisseria meningitidis NadA is a new invasin which promotes bacterial adhesion to and penetration into human epithelial cells. Mol. Microbiol. 55, 687-698 (2005).
- Merz, A. J., Enns, C. A., So, M. Type IV pili of pathogenic Neisseriae elicit cortical plaque formation in epithelial cells. Mol. Microbiol. 32, 1316-1332 (1999).
- Morand, P. C., Tattevin, P., Eugene, E., Beretti, J. L., Nassif, X. The adhesive property of the type IV pilus-associated component PilC1 of pathogenic Neisseria is supported by the conformational structure of the N-terminal part of the molecule. Mol. Microbiol. 40, 846-856 (2001).
- Taha, M. K. Neisseria meningitidis induces the expression of the TNF-alpha gene in endothelial cells. Cytokine. 12, 21-25 (2000).
- Kirchner, M., Meyer, T. F. The PilC adhesin of the Neisseria type IV pilus-binding specificities and new insights into the nature of the host cell receptor. Mol. Microbiol. 56, 945-957 (2005).
- Mikaty, G., et al. Extracellular bacterial pathogen induces host cell surface reorganization to resist shear stress. PLoS Pathog. 5, (2009).
- Johansson, L., et al. CD46 in meningococcal disease. Science. 301, 373-375 (2003).
- Kirchner, M., Heuer, D., Meyer, T. F. CD46-independent binding of Neisserial type IV pili and the major pilus adhesin, PilC, to human epithelial cells. Infect. Immun. 73, 3072-3082 (2005).
- Noinaj, N., et al. Structural basis for iron piracy by pathogenic Neisseria. Nature. 483, 53-58 (2012).
- Schryvers, A. B., Gonzalez, G. C. Receptors for transferrin in pathogenic bacteria are specific for the host's protein. Can. J. Microbiol. 36, 145-147 (1990).
- Oftung, F., Lovik, M., Andersen, S. R., Froholm, L. O., Bjune, G. A mouse model utilising human transferrin to study protection against Neisseria meningitidis serogroup B induced by outer membrane vesicle vaccination. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 26, 75-82 (1999).
- Zarantonelli, M. L., et al. Transgenic mice expressing human transferrin as a model for meningococcal infection. Infect. Immun. 75, 5609-5614 (2007).
- Melican, K., Michea Veloso, P., Martin, T., Bruneval, P., Dumenil, G. Adhesion of Neisseria meningitidis to dermal vessels leads to local vascular damage and purpura in a humanized mouse model. PLoS Pathog. 9, (2013).
- Murray, A. G., et al. Human T-cell-mediated destruction of allogeneic dermal microvessels in a severe combined immunodeficient mouse. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 91, 9146-9150 (1994).
- Nassif, X., et al. Antigenic variation of pilin regulates adhesion of Neisseria meningitidis to human epithelial cells. Mol. Microbiol. 8, 719-725 (1993).
- Geoffroy, M. C., Floquet, S., Metais, A., Nassif, X., Pelicic, V. Large-scale analysis of the meningococcus genome by gene disruption: resistance to complement-mediated lysis. Genome Res. 13, 391-398 (2003).
- Ho, M., Hickey, M. J., Murray, A. G., Andonegui, G., Kubes, P. Visualization of Plasmodium falciparum-endothelium interactions in human microvasculature: mimicry of leukocyte recruitment. J. Exp. Med. 192, 1205-1211 (2000).
