Summary

T4 Bakteriofag og E. coli-interaktion i murintarmen: En prototypisk model til undersøgelse af værtsbakteriofagdynamik in vivo

Published: January 26, 2024
doi:

Summary

Bakteriofager (fager), vira, der inficerer bakterier, er en integreret bestanddel af tarmmikrobiomet. Selvom disse symbiotiske indbyggere driver bakteriel fitness og befolkningsdynamik, forstås der lidt om, hvordan de påvirker tarmhomeostase og sygdom. Denne protokol studerer isolerede T4-fager inden for en musemodel, der kan tilpasses andre fagbakteriepar.

Abstract

Bakteriofager (fager) er vira, der inficerer bakterier med arts- og stammeniveauspecificitet og er de mest rigelige biologiske enheder på tværs af alle kendte økosystemer. Inden for bakterielle samfund, såsom dem, der findes i tarmmikrobiotaen, er fager impliceret i regulering af mikrobiotapopulationsdynamik og driver bakteriel udvikling. Der har været fornyet interesse for fagforskning i det sidste årti, delvis på grund af lytiske fagers værtsspecifikke dræbende evner, som tilbyder et lovende værktøj til at imødegå den stigende trussel fra antimikrobielt resistente bakterier. Desuden tyder nylige undersøgelser, der viser, at fager klæber til tarmslim, på, at de kan have en beskyttende rolle i at forhindre bakteriel invasion i det underliggende epitel. Det er vigtigt, ligesom bakterielle mikrobiomer, at forstyrrede fager har været forbundet med forværrede resultater i sygdomme som inflammatorisk tarmsygdom. Tidligere undersøgelser har vist, at fager kan modulere mikrobiomet hos dyr og mennesker gennem fækale filtrattransplantationer, hvilket gavner værtsens helbred. Med denne nylige bølge af forskning kommer nødvendigheden af at etablere og standardisere protokoller til undersøgelse af fager i forbindelse med tarmmikrobiomet. Denne protokol indeholder et sæt procedurer til undersøgelse af isolerede T4-fager og deres bakterielle vært, Escherichia coli, i forbindelse med mave-tarmkanalen i murin. De metoder, der er beskrevet her, skitserer, hvordan man starter fra et faglysat, administrerer det til mus og vurderer effekter på bakteriel vært og fagniveauer. Denne protokol kan modificeres og anvendes på andre fagbakteriepar og giver et udgangspunkt for at studere værtsfagdynamik in vivo.

Introduction

Bakteriofager eller fager er vira, der inficerer og dræber bakterier med arts- og stammeniveauspecificitet1. Fager spiller vigtige roller inden for komplekse bakteriesamfund som tarmmikrobiotaen, hvor de har været impliceret i regulering af populationsdynamik og kørsel af bakteriel fitness2. I løbet af det sidste årti har der været fornyet interesse for fagforskning på grund af stigningen i antimikrobielt resistente patogener3 og potentialet for fagterapi som en alternativ behandlingsstrategi. I de senere år er lytiske fagcocktails blevet brugt intravenøst med en vis succes i alvorlige, antibiotikaresistente bakterielle septiske infektioner hos mennesker 3,4. Oral fagterapi er også blevet foreslået som et potentielt alternativ til antibiotika til behandling af tarminfektioner og betændelse. Desuden har fager været impliceret i succesen med fækale filtrattransplantationer (FFT), som er fækale mikrobiotapræparater, der er blevet filtreret for at fjerne bakterier, til behandling af tilbagevendende Clostridioides difficile-infektion (rCDI)5,6, inflammatoriske tarmlidelser (IBD)7,8 og nekrotiserende enterocolitis hos for tidligt fødte svin9. I betragtning af disse resultater er det vigtigt at overveje interaktioner både mellem fager og tarmmikrobiota og fager og pattedyrværten, da tilføjelsen af nye fager til et allerede eksisterende samfund kan have indirekte virkninger på samfundet som helhed og ikke kun dets målbakterier 2,10.

Undersøgelsen af faginteraktioner med deres målbakterier in vitro har vist sig nyttig til at forstå mekanismerne og virkningerne af- og bakterieinteraktioner i tarmen. I denne indstilling har det vist sig, at Escherichia coli-specifikke T4-fager af ordren Caudovirales kræver immunoglobulin (Ig) -lignende domæner placeret inden for stærkt antigene ydre capsid (Hoc) proteiner på virionoverfladen for at klæbe til tarmslim11. Derudover har transwell-assays vist, at T4-fager er i stand til at interagere med epitelcellekulturer og translokere gennem cellelag ved makropinocytose12,13. Disse resultater understøtter hypotesen om, at fager kan interagere med deres metazoiske vært, selvom de ikke er i stand til at inficere eukaryote celler. Disse modeller, selvom de er nyttige, mangler hele spektret af komplekse interaktioner, der forekommer i et tarmøkosystem, der er nødvendige for en omfattende udforskning af trepartsinteraktionen mellem fager, bakterier og metazoanværten.

Musemodeller er et vigtigt redskab til at undersøge fager i komplekse miljøer. En ønskelig anvendelse af fagadministration er som en alternativ strategi til behandling af antimikrobielt resistente infektioner eller patobionter forbundet med kroniske inflammatoriske sygdomme, herunder IBD. Ny litteratur antyder imidlertid, at fagadfærd in vitro ikke fuldt ud repræsenterer in vivo-funktioner. Buttimer et al.14 demonstrerede, at en fagcocktail var i stand til at nedbryde de målrettede bakterier i et forenklet humant mikrobiotakonsortium in vitro, men kunne ikke replikeres in vivo i gnotobiotiske mus koloniseret med det samme bakteriefagkonsortium. Desuden førte T7-i et konventionelt musemikrobiom til selektiv udtømning af dets måltarmbakterier, selvom gradvis genopretning blev observeret over tid, hvilket tyder på udviklet resistens15. Andre undersøgelser har vist sameksistens af oralt administrerede fager og deres målbakteriestammer in vivo 2,16. Ud over/bakterie-sameksistens førte fagadministration faktisk til udbredte ændringer i den samlede sammensætning og funktion af mikrobiotasamfundet 2,16. Dette er relevant i sygdomsindstillinger, da flere undersøgelser har fundet sammenhænge mellem øget relativ overflod af Caudovirales og IBD 7,8,17, der var uafhængige af ændringer i bakteriel overflod7. Det er fortsat ukendt, om dette er en driver eller konsekvens af sygdomspatogenese.

Det historiske fokus for fagundersøgelser har været omkring forholdet mellem en og dens målbakterie. Det er dog også vigtigt at overveje potentielle interaktioner mellem og slimhinden, epitelet og immunsystemet hos metazoværten. Disse interaktioner spiller alle en vigtig rolle i det samlede respons på tarmfaginfektion. For at demonstrere dette er fager blevet undersøgt ved hjælp af bakteriefrie (GF) mus for at belyse deres indvirkning på immunsystemet uden interferens fra mikrobiota8. I dette system blev fagnukleinsyrer påvist af tolllignende receptorer (TLR’er) placeret i endosomer af fagocytiske immunceller (makrofager og dendritiske celler). Dette aktiverede downstream-signalering og stimulerede T-celleafhængig produktion af interferon (IFN)-γ8 eller type I IFN’er18. Desuden implicerede Fluckiger et al.19 hukommelses CD8 + T-celler i genkendelsen af fagkodede (prophage) antigener, hvilket resulterede i T-cellekrydsreaktivitet med tumorantigener, hvilket resulterede i reduceret tumorbyrde. Endelig er fagspecifik antistofproduktion blevet dokumenteret i musestudier, hvor fager blev leveret til dyremodeller kontinuerligt gennem drikkevand 8,20 eller ved gentagen oral sonde over flere måneder20, hvilket demonstrerer fagproteiners evne til at fremme humorale immunresponser. Selvom disse former for faginokulation giver mulighed for optimal og kontinuerlig priming af immunsystemet, repræsenterer de muligvis ikke de naturligt forekommende interaktioner mellem fager og tarmmiljøet eller kinetikken ved oralt anvendt fagterapi. Indtil videre har et begrænset antal undersøgelser undersøgt interaktionerne mellem og en enkelt bakterieart i monokoloniserede musemodeller21. Imidlertid viste monokoloniserede mus sig kritisk til at dechiffrere mikrobespecifikke virkninger af individuelle arter på gastrointestinal (GI) kanal og immunudvikling 22,23,24, og de kan endnu vise sig nyttige til forståelse af trepartsinteraktioner mellem fager, deres målbakterier og metazoanværten.

Spændende nok er der stadig meget at lære om interaktionerne mellem tarmfag og tarmkommensale bakterier samt de interaktioner, der opstår mellem metazoværten og de fager, der bor i den. Denne protokol indeholder et sæt procedurer til undersøgelse af isoleret T4-og dets bakterielle modstykke, E. coli (K-12, BW25113), ved hjælp af en gnotobiotisk musemodel. Disse standardiserede procedurer giver også et fundament for optimering af andre/bakteriedyader ved at tilpasse vækstparametrene til de interessante par. De her beskrevne metoder skitserer: (1) Fremstilling af T4-og køretøjslysater til oral sonde af mus; (2) Oral administration af T4-til E. coli monokoloniserede gnotobiotiske mus; (3) Overvågning af T4-fagniveauer i museafføring og væv over tid.

For de repræsentative resultater, der præsenteres her, blev oprensede T4-faglysater formeret fra fagbanklagre, der blev vedligeholdt af Rohwer Lab. Phage-on-Tap-metoden til formering af T4-blev tilpasset25, som der henvises til i denne protokol. Metoden giver høje titer, endotoksin-lave fagbestande inden for tre dage. Ved hjælp af denne tilgang blev der rutinemæssigt indsamlet 10 ml ≥ 1010 plakdannende enheder (pfu) / ml T4-med < 0,5 endotoksinenheder (EU) / ml. De anbefalede endotoksinniveauer til oral eller intravenøs administration i mus er henholdsvis ≤ 20 EU / ml og ≤ 5 EU / kg / time (eller 0,1 EU administreret over 1 time for en 20 g mus), hvilket gør dette til en egnet metode til fagforberedelse til in vivo-podning . Alle fagstammer blev opbevaret ved 4 °C i saltvandsmagnesiumbuffer (SM) (opskrift i trin 1.1.5.1). E. coli blev dyrket i LB-medier. For forskellige-bakteriepar kan forskellige kulturmedier og vækstbetingelser tilpasses fra denne protokol. Fager kan også hentes fra miljøet, såsom spildevand, havvand, jord og tarmindhold og kan isoleres og renses i henhold til Sambrook og Russell26 inden forberedelse ved hjælp af passende vækst- og formeringsbetingelser for hvert-værtsparaf interesse 25. Alternativt kan fager fås fra kommercielle kilder (se materialetabel) eller fra fagbanker.

Protocol

Alle forsøg blev udført i overensstemmelse med retningslinjerne fra UBC Animal Care Committee og Biosafety Committee-godkendte protokoller (A23-0113, B19-0038). Mus blev anbragt på University of British Columbia under patogenfrie forhold på Center for Disease Modelling. C57BL/6-mus blev opdrættet i anlægget i en steril fleksibel filmisolator, forsynet med steril musediæt, vand, strøelse og redemateriale. Musene blev opretholdt på en 12 timers dag/nat cyklus. Forsøgsmus, både han- og hunmus, blev aldersmatchet …

Representative Results

For at undersøge interaktionerne mellem T4-fagen / E. coli-dyaden i murintarmen blev T4-og køretøjslysater forberedt, renset og renset (figur 1A). T4-faglysater blev titeret ved plaqueanalyse og fortyndet til 2 x 107 pfu/ml (2 x 106 pfu/mus) i SM-buffer. Køretøjslysater blev også titeret for at bekræfte ingen levedygtig fagtilstedeværelse og fortyndet i samme volumen SM-buffer som T4-faglysatet. Endotoksinniveauer blev kvantificeret i fortyndede lysater…

Discussion

Undersøgelsen af fager i mikrobiomet udgør en betydelig udfordring sammenlignet med deres bakterielle modstykker. Specifikt indeholder fager ikke en bevaret fylogenetisk markør, der er fælles for alle fager, der er beslægtet med 16S og 18S ribosomale underenheder, der muliggør let sekventering og identifikation af henholdsvis prokaryote og eukaryote arter42. Men med fremskridt inden for næste generations sekventeringsmetoder, herunder stigende læselængder, gennemstrømning og faldende omk…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne erkender, at det land, de udførte denne forskning på, er det traditionelle, forfædre og uceded territorium i xwməθkwəy̓əm (Musqueam) Nation. Det land, det ligger på, har altid været et læringssted for Musqueam-folket, der i årtusinder har videregivet i deres kultur, historie og traditioner fra generation til generation på dette sted. Vi opfordrer andre til at lære mere om de oprindelige lande, hvor de bor og arbejder på https://native-land.ca. Forfatterne anerkender støtte fra Natural Sciences and Engineering Council of Canada (NSERC) Canadian Graduate Scholarships – Master (NP), Michael Smith Health Research BC Trainee Award (RT-2023-3174, til MH), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) Discovery Grants Program (RGPIN-2019-04591 til C.T., RGPIN-2016-04282 til LCO), Canadian Institute for Advanced Research / Mennesker og mikrobiomet (FL-001253 Appt 3362, til C.T.), Michael Smith Foundation for Health Research Scholar Award (18239, til C.T.), Canadian Institutes for Health Research (PJT-159458 til LCO) og Canadian Foundation for Innovation (34673 til LCO og 38277 til CT). Vi er taknemmelige for teknisk støtte fra UBC Center for Disease Modelling og ubcFLOW, som støttes af UBC GREx Biological Resilience Initiative, og til medlemmer af Osborne og Tropini laboratorierne for kritiske diskussioner og evaluering af manuskriptet. Figur 1A og figur 2A blev oprettet ved hjælp af Biorender.com.

Materials

1-octanol (99%) Thermofisher CAAAA15977-AP
50 ml PES Steriflip Sterile Disposable Vacuum Filter Units Millipore Sigma  SCGP00525
Agarose (Low-EEO/Multi-Purpose/Molecular Biology Grade) Fisher BioReagents  BP160-500
Amicon® 100kDa Ultra-15 centrifugal filter device, Ultracel-100 Millipore Sigma UFC910008
BD Microtainer® Tubes, SST BD Medical 365967
Bioexclusion airtight cages (ISO cages)  Techiplast 1245ISOCAGE
C1000 Touch™ Thermal Cycler with 96-Well Fast Reaction Module BioRad 1851196
Calcium Chloride Dihydrate (White Crystals to Powder) Fisher BioReagents BP510-500
Cap Locks For 1.5ML Tube 100/pk Andwin Scientific  16812612
Chloroform (Ethanol as Preservative/Certified ACS) Fisher C298-500
Copper coated steel beads (4.5 mm) Crosman Corporation 0767
DNeasy Blood & Tissue Kit (50) Thermo Scientific  69504
DreamTaq Green PCR Master Mix (2X) Thermo Scientific  K1081
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) disodium salt solution, for molecular biology, 0.5 M in H2O Sigma Aldrich E7889
Fisher BioReagents™ Agar, Powder / Flakes, Fisher BioReagents™  Fisher Bioreagents BP1423-500
Fisher BioReagents™ Microbiology Media: LB Broth (Powder) – Lennox  Fisher Bioreagents BP1427-500
GeneRuler 100 bp DNA Ladder Thermo Scientific  SM0241
Green FastMix® qPCR mix, 1250 rxns QuantaBio 95072-012
HEPA filters for isocage lids, AUTOCLAVABLE H14 FILTERS FOR ISO LINE- IRRADIATED Techiplast UISOHEPAXTBOX-300
Magnesium sulfate heptahydrate Fisher BioReagents BP213-1
MaxQ 6000 Incubated Shaker Thermo Scientific  8354-30-0009
Microbiology Media: LB Broth (Powder) – Lennox Fisher BioReagents BP1427-500
Microcentrifuge Tubes with Locking Snap Cap, 2ml Fisher 14-666-315
Parafilm sealing film Bemis PM-996
Phage stocks Carolina Biological Supply  n/a
PicoLab® Mouse Diet 20 EXT LabDiet 5R58
Pierce™ Chromogenic Endotoxin Quant Kit Thermo Scientific  A39552S
RNase A (17,500 U) Qiagen 19101
RNase-free DNase Set Qiagen  79254
Sodium Bicarbonate (Fine White Powder) Fisher Chemical BP328-500
Sodium Chloride (Crystalline/Certified ACS) Fisher Chemical S271
Sonicator (probe model CL-18; power source model FB50) Fisher scentific  n/a
Sterile flexible film isolator  Class Biologically Clean  n/a
SYBR™ Safe DNA Gel Stain Invitrogen S33102
T100 Thermal Cycler  BioRad 1861096
T4 phage primer, forward (CCACACATAGCGCGAGTATAA) IDT n/a
T4 phage primer, forward (GAAACTCGGTCAGGCTATCAA) IDT n/a
TissueLyser II  Qiagen  85300
Tris-HCl, 1M Solution, pH 8.0, Molecular Biology Grade, Ultrapure Thermo Scientific  AAJ22638AE
Water, (DNASE, RNASE free) Fisher BioReagents BP2484100

References

  1. Rohwer, F., Segall, A. M. A century of phage lessons. Nature. 528 (7580), 46-47 (2015).
  2. Hsu, B. B., et al. Dynamic modulation of the gut microbiota and metabolome by bacteriophages in a mouse model. Cell Host & Microbe. 25 (6), 803-814.e5 (2019).
  3. Gordillo Altamirano, F. L., Barr, J. J. Phage Therapy in the postantibiotic era. Clinical Microbiology Reviews. 32 (2), (2019).
  4. Schooley, R. T., et al. Development and use of personalized bacteriophage-based therapeutic cocktails to treat a patient with a disseminated resistant Acinetobacter baumannii infection. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 61 (10), (2017).
  5. Ott, S. J., et al. Efficacy of Sterile Fecal Filtrate Transfer for Treating Patients With Clostridium difficile Infection. Gastroenterology. 152 (4), 799-811.e7 (2017).
  6. Zuo, T., et al. Bacteriophage transfer during faecal microbiota transplantation in Clostridium difficile infection is associated with treatment outcome. Gut. 67 (4), 634-643 (2018).
  7. Norman, J. M., et al. Disease-specific alterations in the enteric virome in inflammatory bowel disease. Cell. 160 (3), 447-460 (2015).
  8. Gogokhia, L., et al. Expansion of bacteriophages is linked to aggravated intestinal inflammation and colitis. Cell Host & Microbe. 25 (2), 285-299.e8 (2019).
  9. Brunse, A., et al. Fecal filtrate transplantation protects against necrotizing enterocolitis. The ISME Journal. 16 (3), 686-694 (2022).
  10. Duerkop, B. A., Clements, C. V., Rollins, D., Rodrigues, J. L. M., Hooper, L. V. A composite bacteriophage alters colonization by an intestinal commensal bacterium. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (43), 17621-17626 (2012).
  11. Barr, J. J., et al. Bacteriophage adhering to mucus provide a non-host-derived immunity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (26), 10771-10776 (2013).
  12. Nguyen, S., et al. Bacteriophage Transcytosis provides a mechanism to cross epithelial cell layers. mBio. 8 (6), (2017).
  13. Bichet, M. C., et al. Bacteriophage uptake by mammalian cell layers represents a potential sink that may impact phage therapy. iScience. 24 (4), 102287 (2021).
  14. Buttimer, C., et al. Impact of a phage cocktail targeting Escherichia coli and Enterococcus faecalis as members of a gut bacterial consortium in vitro and in vivo. Frontiers in Microbiology. 13, 936083 (2022).
  15. Li, Y., et al. Bacteriophages allow selective depletion of gut bacteria to produce a targeted-bacterium-depleted mouse model. Cell Reports Methods. 2 (11), 100324 (2022).
  16. Reyes, A., Wu, M., McNulty, N. P., Rohwer, F. L., Gordon, J. I. Gnotobiotic mouse model of phage-bacterial host dynamics in the human gut. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (50), 20236-20241 (2013).
  17. Federici, S., et al. Targeted suppression of human IBD-associated gut microbiota commensals by phage consortia for treatment of intestinal inflammation. Cell. 185 (16), 2879-2898.e4 (2022).
  18. Sweere, J. M., et al. Bacteriophage trigger antiviral immunity and prevent clearance of bacterial infection. Science (New York, N.Y.). 363 (6434), (2019).
  19. Fluckiger, A., et al. Cross-reactivity between tumor MHC class I-restricted antigens and an enterococcal bacteriophage. Science (New York, N.Y.). 369 (6506), 936-942 (2020).
  20. Majewska, J., et al. Induction of Phage-Specific Antibodies by Two Therapeutic Staphylococcal Bacteriophages Administered per os. Frontiers in Immunology. 10, 2607 (2019).
  21. Weiss, M., et al. In vivo replication of T4 and T7 bacteriophages in germ-free mice colonized with Escherichia coli. Virology. 393 (1), 16-23 (2009).
  22. Thomson, C. A., Morgan, S. C., Ohland, C., McCoy, K. D. From germ-free to wild: modulating microbiome complexity to understand mucosal immunology. Mucosal Immunology. 15 (6), 1085-1094 (2022).
  23. Al-Asmakh, M., Zadjali, F. Use of germ-free animal models in microbiota-related research. Journal of Microbiology and Biotechnology. 25 (10), 1583-1588 (2015).
  24. Ivanov, I. I., et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria. Cell. 139 (3), 485-498 (2009).
  25. Bonilla, N., et al. Phage on tap-a quick and efficient protocol for the preparation of bacteriophage laboratory stocks. PeerJ. 4, e2261 (2016).
  26. Sambrook, J., Russell, D. W. . Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 1, (2001).
  27. Kropinski, A. M., Mazzocco, A., Waddell, T. E., Lingohr, E., Johnson, R. P. Enumeration of bacteriophages by double agar overlay plaque assay. Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J). 501, 69-76 (2009).
  28. Manikantha, B., Karthika, R., Murugadas, V., Vishnuvinayagam, S., Rao, B. M. Comparison of the single agar and double agar layer methods for enumeration of bacteriophages. Fishery Technology. 59, 60-63 (2022).
  29. Sanders, E. R. Aseptic laboratory techniques: plating methods. Journal of Visualized Experiments. 63, e3064 (2012).
  30. Louten, J. Chapter 7 – Detection and diagnosis of viral infections. Essential Human Virology. , 111-132 (2016).
  31. Richter, &. #. 3. 2. 1. ;., et al. Adsorption of bacteriophages on polypropylene labware affects the reproducibility of phage research. Scientific Reports. 11 (1), 7387 (2021).
  32. . Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter Devices Available from: https://www.emdmillipore.com/CA/en/product/Amicon-Ultra-15-Centrifugal-Filter-Unit (2018)
  33. Hecker, W., Witthauer, D., Staerk, A. Validation of dry heat inactivation of bacterial endotoxins. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology. 48 (4), 197-204 (1994).
  34. Jakočiūnė, D., Moodley, A. A Rapid bacteriophage DNA extraction method. Methods and Protocols. 1 (3), 27 (2018).
  35. Zucoloto, A. Z., Yu, I. L., McCoy, K. D., McDonald, B. Generation, maintenance, and monitoring of gnotobiotic mice. STAR Protocols. 2 (2), 100536 (2021).
  36. Ng, K. M., et al. Single-strain behavior predicts responses to environmental pH and osmolality in the gut microbiota. mBio. 14 (4), e0075323 (2023).
  37. McCallum, G., Tropini, C. The gut microbiota and its biogeography. Nature Reviews. Microbiology. , (2023).
  38. Bergstrom, K., Xia, L. The barrier and beyond: Roles of intestinal mucus and mucin-type O-glycosylation in resistance and tolerance defense strategies guiding host-microbe symbiosis. Gut Microbes. 14 (1), 2052699 (2022).
  39. Askar, M., Ashraf, W., Scammell, B., Bayston, R. Comparison of different human tissue processing methods for maximization of bacterial recovery. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 38 (1), 149-155 (2019).
  40. Redanz, S., Podbielski, A., Warnke, P. Improved microbiological diagnostic due to utilization of a high-throughput homogenizer for routine tissue processing. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease. 82 (3), 189-193 (2015).
  41. Bhinder, G., et al. The Citrobacter rodentium mouse model: studying pathogen and host contributions to infectious colitis. Journal of Visualized Experiments. 72, e50222 (2013).
  42. Reyes, A., Semenkovich, N. P., Whiteson, K., Rohwer, F., Gordon, J. I. Going viral: next-generation sequencing applied to phage populations in the human gut. Nature Reviews Microbiology. 10 (9), 607-617 (2012).
  43. Camarillo-Guerrero, L. F., Almeida, A., Rangel-Pineros, G., Finn, R. D., Lawley, T. D. Massive expansion of human gut bacteriophage diversity. Cell. 184 (4), 1098-1109.e9 (2021).
  44. Reyes, A., et al. Viruses in the faecal microbiota of monozygotic twins and their mothers. Nature. 466 (7304), 334-338 (2010).
  45. Bach, M. S., et al. Filamentous bacteriophage delays healing of Pseudomonas-infected wounds. Cell Reports. Medicine. 3 (6), 100656 (2022).
  46. Filyk, H. A., Osborne, L. C. The multibiome: The intestinal ecosystem’s influence on immune homeostasis, health, and disease. EBioMedicine. 13, 46-54 (2016).
  47. Rohwer, F., Merry, Y., Maughan, H., Hisakawa, N. Heather Life in Our Phage World: A Centennial Field Guide to the Earth’s Most Diverse Inhabitants. Wholon. , (2014).
  48. Glonti, T., Pirnay, J. P. In Vitro techniques and measurements of phage characteristics that are important for phage therapy success. Viruses. 14 (7), 1490 (2022).
  49. Fraser, J. S., Yu, Z., Maxwell, K. L., Davidson, A. R. Ig-like domains on bacteriophages: a tale of promiscuity and deceit. Journal of Molecular Biology. 359 (2), 496-507 (2006).
  50. Li, H., et al. The outer mucus layer hosts a distinct intestinal microbial niche. Nature Communications. 6, 8292 (2015).
  51. Bergström, A., et al. Nature of bacterial colonization influences transcription of mucin genes in mice during the first week of life. BMC Research Notes. 5, 402 (2012).
  52. Adams, M. H. . Bacteriophages. , (1959).
  53. Kutter, E., Sulakvelidze, A. . Bacteriophages: Biology and Applications. , (2004).
  54. Bao, H., et al. Dysbiosis and intestinal inflammation caused by Salmonella Typhimurium in mice can be alleviated by preadministration of a lytic phage. Microbiological Research. 260, 127020 (2022).

Play Video

Cite This Article
Pett, N., Hunter, M., Carranza García, N. A., Seo, J. H., Collins, S. R., Rohwer, F., Osborne, L. C., Tropini, C. T4 Bacteriophage and E. coli Interaction in the Murine Intestine: A Prototypical Model for Studying Host-Bacteriophage Dynamics In Vivo. J. Vis. Exp. (203), e65906, doi:10.3791/65906 (2024).

View Video