PNA'nın deneysel fare modelleri, ARDS'nin yaralanmasının altında yatan hücresel ve moleküler mekanizmaları ve çözünürlüğü değerlendirmek için bir platform sunar. Değerlendirilebilecek patofizyolojik bileşenler arasında erken inflamatuar yolaklar, bakteriyel klirens, dinamik immün manzara değişiklikleri, inflamasyonun çözülmesi, fibroproliferasyon ve epitel ve vasküler onarımyer alır 16. Bununla birlikte, bu pnömoniye bağlı akciğer hasarı modelini tekrarlamayı planlarken, yaş, cinsiyet, fare suşu, içsel konak faktörleri (örneğin, bağışıklığı baskılanmış durum), kullanılan spesifik patojen ve bakteri yükü ve prosedürü gerçekleştiren personelin deneyimi dahil olmak üzere çeşitli hususlar göz önünde bulundurulmalıdır.
PNA, ARDS'nin önde gelen nedenleri arasındadır. İnsanlarda toplum ve hastane kökenli PNA'nın yaygın nedenleri olan canlı Spn ve Kpn'yi kullanmayı tercih ettik17. Araştırmacının hipotezine en iyi uyan istenen mortalite ve yaralanma çözünürlük profilini elde etmek için canlı bakteri dozlarını titre ederek PNA'nın bakteriyel modellerini optimize etmeyi öneriyoruz. Farelerde Spn için 3 x 106 CFU ve Kpn için 200 CFU'luk intratrakeal bakteri aşılamasını optimize ettik, bu da alveolar inflamasyona, alveolokapiller bariyerin bozulmasına ve organ disfonksiyonuna neden oldu (Şekil 2). Bununla birlikte, farklı kaynaklardan veya hatta çift döngüler içindeki bakteri yığınları, aynı suş ve CFU kullanıldığında bile farklı derecelerde iltihaplanma ve yaralanma gösterebilir.
Bu nedenle, bu yazıda sunulan sonuçları tekrarlamak için araştırmacılar burada açıklanan bakteri konsantrasyonu ile başlamalıdır; Bununla birlikte, benzer bir model profili elde etmek için dozu artırmaları veya azaltmaları gerekebilir. Bu nedenle, kullanılan her yeni bakteri partisinin potansiyel yaralanma çözme etkisi için optimize edilmesi gerekir. Araştırmacıların immünolojik mekanizmaları değerlendirmeleri ve özellikle pik enfeksiyonda veya sonrasında (örneğin, enfeksiyondan 2 gün sonra) terapötik müdahaleleri test etmeleri için platformlar olarak hizmet edebilecek, biri kendi kendine çözülen (Spn) ve diğeri yavaş/çözülmeyen (Kpn) olmak üzere iki farklı çözünürlük sonucuna sahip sağlam bir PNA modeli sunuyoruz.
Yaş, cinsiyet, zorlanma ve genetik faktörler yaralanma rezolüsyon modellerinin kinetiğini etkiler16. Örneğin, cinsiyet, kadınlarda erkeklere kıyasla daha hızlı çözünürlük sağlar18; Bu nedenle, bakteri yükündeki artış, erkeklerde kadınlara kıyasla mortalitenin artmasına ve gecikmiş çözülmeye yol açar. Yaşlanma, kullanılan bakterilerin CFU'sunu titre ederken göz önünde bulundurulması gereken başka bir faktördür. Yaşlanan fareler, belirtilen Spn dozunu kullandığımızda% 100 mortalite gösterdi (burada gösterilmemiştir). Genç fareler en sık pnömokok PNA modellerinde (6 ila 14 hafta arasında değişen) kullanılırken, yaşlı fareler (19-26 aylık) değişmiş bir bağışıklık tepkisi gösterir ve PNA11'de yaşlanmanın rolünü araştırmak için kullanılır. Yaşlanan hayvanlarda hayatta kalabilmek için CFU'yu %300'e düşürmek zorunda kaldık (burada gösterilmemiştir). Bu çalışmada erkek C57BL / 6 fareleri (8-12 haftalık) kullanıldı ve enfeksiyondan 6 ila 10 gün sonra takip edildi. Suşlar arasında duyarlılıkta önemli farklılıklar da bulunabilir; BALB/C ve C57BL6/J gibi akraba suşların enfeksiyona farklı yanıtları vardır11,19.
Bakterilerin intratrakeal olarak doğrudan aşılanması, aşının (% 99'a kadar) akciğerlere12 daha hassas bir şekilde verilmesine izin verir, bu da daha az virülan serotipler için bir alternatifi temsil eder ve bakterilerin aerosolizasyonunu azaltır11. Ancak invaziv bir işlem olduğu söylenebilir. Entübasyon zor olabilir, sistemik anestezi gerektirir ve ardından hava yolu ödemi ve stridor ile trakeal travmaya yol açabilir. Fareler, apneye yol açan bir vazovagal refleks geliştirebilir ve bunun için gerektiğinde ek ventilatör desteği sağlamak için küçük bir fare ventilatörüne sahip olmak gerekir. İşlemi gerçekleştiren cerrahın uzmanlığı, başarılı entübasyonu garanti etmek için kritik bir bileşendir11. Çalışmamızda, uygun ağrı yönetimi ve vücut ağırlığının% 20'den fazla olmaması nedeniyle hiçbir fareye ötenazi yapılmasına gerek yoktu. Uyuşukluk, suya veya yiyeceğe ulaşamama, nefes almada zorluk veya zihinsel uyanıklıkta azalma gibi ağrı ve sıkıntı belirtisi görülmedi. Akciğerlere doğrudan bakteri verilmesinin alternatif yöntemleri orofaringeal aspirasyondur, ancak akciğer hasarının çözülmesi daha hızlı gerçekleşiyor gibi görünmektedir ve bazı bakteriler mide ve gastrointestinal sistemde sona erebilir20.
PNA'nın klinik öncesi modelleri, araştırmacıların bağışıklık ortamını değerlendirmelerini sağlar. Bronkoalveolar ve interstisyel bölmeler, bağışıklık hücrelerindeki dinamik değişiklikler için değerlendirilebilir16. Ayrıca, hücreler, spesifik sitokin ve kemokin üretimlerini belirlemek için ex vivo olarak kültürlenebilir ve uyarılabilir. Burada, çok renkli akış sitometrisi kullanarak akciğer ve BAL'daki bağışıklık hücresi manzarasını keşfetmeye odaklanıyoruz. Tek hücreli RNA dizilimi, yaralanma çözünürlüğünün farklı aşamalarında hücreye özgü transkriptomik imzaları anlamak için de yapılabilir.
PNA-ARDS modelleri, hastalığın seyri sırasında vücut ağırlığını ölçerek erken tespit edilebilen sistemik etkiler oluşturur10. ARDS'nin sistemik etkilerini doğrudan ölçmesek de, organ disfonksiyonu kimya profillerinin kan ölçümü ve histoloji için dalak, böbrek ve karaciğer gibi farklı dokuların toplanması ile de değerlendirilebilir. Pnömokokal PNA-ARDS'nin sistemik etkileri daha önce aynı bakteri suşunu kullanan diğer gruplar tarafından tanımlanmıştır21.
Burada, insan ARDS'sinin altında yatan bazı temel patofizyolojik bulgulara benzeyen bir deneysel PNA modeli tanımlanmıştır. İnsan ARDS9'un karmaşıklığını ve heterojenliğini tamamen özetleyen ideal modeller olmamasına rağmen, bu modeller akciğer hasarı ve onarımı mekanizmalarını incelemek için ilgili ve tekrarlanabilirdir, aynı zamanda akciğer iltihabının çözülmesini hızlandırmaya ve akciğer onarımını teşvik etmeye odaklanan yeni potansiyel farmakolojik hedeflerin tanımlanması için bir platform görevi görür.