$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Biyofilm ile yetiştirilen S. pneumoniae (Şekil 1A), anestezi yapılmamış farelere intranazal olarak verilen küçük bir 10 μL inokülum kullanılarak fareleri enfekte etmek için kullanıldı (Şekil 1B). Bu küçük hacimli inokulum, sistemik yayılımı önlerken (Şekil 2B, C, +sp grupları) nazofarenks (Şekil 2A, +sp grupları) ile sınırlı tutarlı pnömokok taşıyıcılığı ile sonuçlanır. İntranazal aşılamadan iki gün sonra, fareler, nazofarenks ve akciğerlere spesifik miktarların tutarlı bir şekilde verilmesini sağlamak için hem intranazal hem de intratrakeal olarak verilen murine uyarlanmış bir H1N1 influenza A virüsü A / PR / 8/34 (IAV) 22,30 ile enfekte edildi23.
Burada, model, bakteriyemiye ilerleyen pnömoni ile sonuçlanan invaziv suşlar olan TIGR4 ve D39 ve bir otitis media suşuolan EF3030 dahil olmak üzere farklı S. pneumoniae suşları ile intranazal olarak zorlanan farelerde viral enfeksiyonu takiben hastalığın seyrini karşılaştırmak için kullanılmıştır. S. pneumoniae/IAV ile birlikte enfekte olmuş farelerde hastalık prezentasyonu bakteriyel suşa bağlıydı (Şekil 2). Herhangi bir suş arasında nazofarenksin bakteri sayılarında anlamlı bir fark bulunmazken (Şekil 2A), S. pneumoniae TIGR4 ve D39, ancak EF3030 değil, IAV enfeksiyonundan 48 saat sonra akciğerlere yayılmıştır (Şekil 2B). S. pneumoniae TIGR4 ile intranazal olarak enfekte olmuş farelerin yüzde kırkı, akciğerlere bakteriyel yayılım gösterdi ve bunların yarısı, önceki bulgularla tutarlı olarak bakteriyemik hale geldi (Şekil2C) 23.
S. pneumoniae D39 ile intranazal olarak enfekte olmuş fareler daha etkili yayılma göstermiştir, çünkü birlikte enfekte olmuş farelerin% 100'ünde akciğerlere yayılma gözlenmiştir (Şekil 2B). S. pneumoniae TIGR4'e benzer şekilde, bunların yarısı bakteriyemi yaşadı (Şekil 2C). Genel sağkalımın izlenmesinde, bakteri suşundan bağımsız olarak, birlikte enfekte olmuş farelerin hayatta kalma oranı, test edilen tüm suşlar için tek başına S. pneumoniae ile tek başına meydan okunan farelerden önemli ölçüde daha düşüktü (Şekil 2D). Tek başına IAV ile mücadele eden kontrol fareleri ile karşılaştırıldığında, intranazal olarak S. pneumoniae TIGR4 ve D39 ile enfekte olmuş, ancak EF3030 ile enfekte olmayan fareler, hızlandırılmış hastalık oranları göstermiştir. IAV enfeksiyonu sonrası 2. günde, farelerin% 30'u (D39) ve% 20'si (TIGR4) yenik düşerken, sadece IAV'li kontrol grupları 5. güne kadar yenilmeye başlamadı (Şekil 2D). S. pneumoniae EF3030 ve IAV ile birlikte enfekte olan fareler, yalnızca IAV kontrollerine benzer şekilde semptomları geciktirmiştir (Şekil 2D). Bu bulgular, ko-enfeksiyon modelinin bakteriyel suşa bağımlı genç sağlıklı farelerde hastalığa neden olduğunu göstermektedir, bu da hastalığın ilerlemesinin her adımında gerekli olan bakteriyel faktörleri araştırmak için idealdir.
Bu model, farklı S. pneumoniae suşları ile intranazal olarak aşılanmış farelerde IAV enfeksiyonunu takiben akciğerlerde çeşitli bağışıklık hücrelerinin varlığını (Şekil 3'teki hücre tipleri ve geçit stratejisi) değerlendirmek için kullanılmıştır. IAV enfeksiyonunu takiben akciğerlere dağılan D39 ve TIGR4 bakteri suşları, nötrofiller (PMN'ler) ve monositler gibi dolaşımdan enflamatuar bağışıklık hücrelerinin akışında bazal çizginin üzerinde (enfekte olmayan) önemli bir artışa neden olurken, EF3030 bunu yapmadı (Şekil 4A-C). Tek başına IAV enfeksiyonu, NK hücreleri ve gama-delta T hücreleri gibi viral enfeksiyona karşı konak savunması için önemli olan bağışıklık hücrelerinin akışında taban çizgisinin üzerinde anlamlı bir artışa neden olmuştur (Şekil 4A-C). Bu antiviral yanıtlar, viral meydan okumadan önce intranazal olarak S. pneumoniae ile enfekte olmuş farelerde anlamlı derecede körelmiştir (Şekil 4A-C). Bu, S. pneumoniae taşıyıcısının tip I interferonların üretimini körelttiğini ve konağın akciğerlerdeki IAV yüklerini kontrol etme yeteneğini bozduğunu bulan sitokin yanıtlarını değerlendiren önceki çalışmalarla tutarlıdır23. Bu bulgular, ko-enfeksiyon modelinin, mono ve polimikrobiyal enfeksiyonlarda bağışıklık tepkilerinin nasıl değiştiğini incelemek için kullanılabileceğini göstermektedir.
Bu model aynı zamanda S. pneumoniae TIGR4 ile intranazal olarak enfekte olmuş farelerde yaşlanmanın IAV enfeksiyonunu takiben hastalığın seyri üzerindeki etkisini değerlendirmek için de kullanılmıştır. Tek başına enfekte olmuş farelerde, viral titreler genç ve yaşlı kohortlar arasında değişmedi (Şekil 5A)23. Önceki çalışmalardaolduğu gibi 23, yaşlı fareler, daha yüksek klinik skorların gösterdiği gibi, genç meslektaşlarına kıyasla daha erken ve önemli ölçüde daha şiddetli hastalık belirtileri göstermiştir (Şekil 5B). Hastalık semptomlarıyla tutarlı olarak, S. pneumoniae ile aşılanan yaşlı fareler, IAV enfeksiyonundan sonraki 24 saat içinde daha hızlı ölmeye başladı ve hepsi hastalığa yenik düşerken, genç kontroller enfeksiyondan anlamlı derecede yüksek (% 33) bir oranda kurtuldu (Şekil 5C). Bu bulgular, ko-enfeksiyon modelinin savunmasız konakçılarda daha şiddetli hastalıkları tespit etmek için kullanılabileceğini ve ko-enfeksiyona direnç veya duyarlılık kazandıran konakçı faktörlerini araştırmak için ideal olduğunu göstermektedir.

Şekil 1: İmmün hücre akışı ve patojen yükünün değerlendirilmesi için ko-enfeksiyon ve organ işlemenin zaman çizelgesi. (A) Streptococcus pneumoniae, biyofilmlerde yetiştirilir. (B) Fareler, nazofarengeal taşıyıcılık oluşturmak için belirtilen biyofilm tarafından yetiştirilen S. pneumoniae suşunun 5 × 106 CFU'su ile intranazal olarak aşılanır veya tedavi edilmeden bırakılır. Kırk sekiz saat sonra, fareler ya PBS ile taklit edilir ya da intranazal olarak 200 PFU influenza A virüsü PR8 ve intratrakeal olarak 20 PFU alırlar. Fareler klinik hastalık skorları ve sağkalım için zaman içinde izlenir. (C) IAV enfeksiyonundan sonraki 48 saatte, farklı organlarda bakteriyel CFU veya viral PFU veya akciğerlerdeki bağışıklık hücresi akışı değerlendirilir. Kısaltmalar: CFU = koloni oluşturan birimler; PFU = plak oluşturan birimler; IAV = influenza A virüsü PR8; IT = intratrakeal; NP = nazofaringeal. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: S. pneumoniae ile aşılanmış farelerin ikili intranazal/intratrakeal IAV enfeksiyonu, bakteriyel yayılmaya ve bakteriyel suşa bağlı hastalığa yol açar. Genç (10-12 haftalık) erkek C57BL/6 (B6) fareler Şekil 1'deki gibi enfekte oldu. (A) nazofarenks, (B) akciğerler ve (C) kandaki bakteri sayıları, IAV enfeksiyonundan 48 saat sonra belirlendi. (B,C) Yüzdeler, yayılma gösteren farelerin fraksiyonunu gösterir. (D) Sağkalım IAV enfeksiyonundan sonraki 10 gün boyunca izlendi. Grup başına (A,B) n = 5, (C) n = 11 ve (D) n = 6 fareden toplanan veriler gösterilir. Her daire bir fareye karşılık gelir ve kesikli çizgiler algılama sınırını gösterir. (A-C) *, Kruskal-Wallis testi ile belirlenen belirtilen gruplar arasında anlamlı bir fark (p < 0.05) olduğunu gösterir. (D) *, log-rank (Mantel-Cox) testi ile belirlenen bakteri suşu başına +sp ve Co-inf fareler arasında anlamlı bir fark (p < 0.05) olduğunu gösterir. Kısaltmalar: +sp = sadece belirtilen suşu kullanarak intranazal olarak bakterilerle enfekte olmuş fareler; Co-inf = IAV ile enfekte olmuş bakteriyel enfekte fareler; IAV = influenza A virüsü alan fareler; CFU = koloni oluşturan birimler. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: İmmün hücre geçit stratejisi. Akciğerler toplandı ve bağışıklık hücresi akışı akış sitometrisi ile belirlendi. Farklı hücre tiplerinin temsili geçit stratejisi gösterilmiştir. (A) CD45+, canlı tek hücreler (B) PMN'ler (Ly6G+, CD11b+), makrofajlar (Ly6G-, Ly6C-, F480+) ve monositler (Ly6G-, Ly6C+), (C) DC'ler (Ly6G-, CD11c+) ve NK hücreleri (NK1.1+, CD3-), (D) TCR- γΔ ve CD8 (CD8+, TCRβ+) ve CD4 (CD4+, TCRβ+) yüzdeleri ve yüzdeleri ) T hücreleri belirlendi. Kısaltmalar: SSC-A = yan saçılma-tepe alanı; FSC-A = ileri saçılma-tepe alanı; FSC-H = ileri saçılma-tepe yüksekliği; SSC-W = yan dağılım-tepe genişliği; L/D = canlı/ölü; FMO = floresan eksi bir; NK = doğal katil; PMN = polimorfonükleer lökosit; DC = dendritik hücre; TCR = T hücre reseptörü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Pulmoner immün yanıtlar bakteriyel suşa bağımlıdır. Genç (10-12 haftalık) C57BL/6 erkek fareler ya enfekte olmamış, belirtilen Streptococcus pneumoniae suşu (+sp) ile tek başına aşılanmış, IAV (IAV) ile tek başına mücadele etmiş ya da S. pneumoniae ve IAV (Co-inf) ile birlikte enfekte olmuştur. IAV enfeksiyonundan kırk sekiz saat sonra (Şekil 1'deki deneysel tasarıma bakınız), akciğerler toplandı ve bağışıklık hücresi akışı, Şekil 3'teki geçit stratejisini takip eden akış sitometrisi ile belirlendi. (A) CD45 kapısı içinde belirtilen her hücre tipinin ortalama yüzdeleri, ısı haritasındaki tüm tedavi grupları için görüntülenir. (B) Her fare grubu için tedaviler arasında önemli farklılıklar gösteren hücre tiplerinin temsili nokta grafikleri gösterilir. (C) Belirtilen bağışıklık hücresi tiplerinin yüzdeleri gösterilir. Her daire bir fareye karşılık gelir. (A,C) Grup başına n = 5 fareden toplanan veriler gösterilir. *, Co-inf ve enfekte olmamış arasında anlamlı bir fark (p < 0.05) gösterir; $, IAV ile enfekte olmamış arasında anlamlı bir değer olduğunu gösterir; #, tek başına Co-inf ve IAV arasında önemli bir fark olduğunu gösterir. Her hücre tipi için meydan okuma grupları arasındaki anlamlı farklılıklar ANOVA tarafından belirlendi ve ardından Tukey testi yapıldı. Kısaltmalar: NK = doğal katil; PMN = polimorfonükleer lökosit; DC = dendritik hücre; TCR = T hücre reseptörü; IAV = influenza A virüsü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Yaşlanma ve konakçının IAV/Streptococcus pneumoniae ko-enfeksiyonuna duyarlılığının artması. Genç (10-12 haftalık) ve yaşlı (21-22 aylık) C57BL/6 erkek fareler S. pneumoniae TIGR4 i.n. ve IAV i.n. ve i.t. (Şekil 1'de olduğu gibi) ile birlikte enfekte olmuş veya tek başına IAV ile tek başına mücadele etmiştir. (A) Viral titreler 48 saat sonra belirlendi. Yıldız işaretleri, Öğrencinin t-testi tarafından belirlenen istatistiksel anlamlılığı (p < 0.05) gösterir. Veriler, grup başına n = 4 fareden toplanır. (B) Klinik skor ve (C) sağkalım zaman içinde izlendi. (B) Grup başına n = 6 fareden toplanan ortalama ± SEM gösterilir. Yıldız işaretleri, Mann-Whitney testi tarafından belirlenen belirtilen zaman noktasında genç ve yaşlı fareler arasındaki istatistiksel anlamlılığı (p < 0.05) gösterir. (C) Veriler, grup başına n = 6 fareden toplanır. Yıldız işaretleri, log-rank (Mantel-Cox) testi ile belirlenen genç ve yaşlı fareler arasındaki istatistiksel anlamlılığı (p < 0.05) gösterir. Kısaltmalar: IAV = influenza A virüsü; i.n. = intranazal; i.t. = intratrakeal; SEM = ortalamanın standart hatası. Şekil 5A, Joma ve ark.23'ün izniyle yeniden basılmıştır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
| CDM için Mix I stok | |
| Adenin | 0.1 gr |
| D-Alanin | 0.25 gr |
| CaCl2 Susuz | 0.025 gr |
| Manganez Sülfat | 0.03 gr |
| Siyanokobalamin | 100 μL 10 mg/mL stok |
| Para-Aminobenzoik Asit | 400 μL 5 mg/mL stok |
| Piridoksamin 2HCl | 100 μL 10 mg/mL stok |
| CDM için Mix II hisse senedi | |
| Arjantin | 0.05 gr |
| Urasil | 0.05 gr |
| CDM için Mix III hisse senedi | |
| Ferrik Nitrat 9H2O | 50 mg/mL |
| Ferrik Sülfat 7H2O | 10 mg/mL |
| CDM için IV stoğu karıştırın | |
| Beta-Nikotinamid adenin dinükleotid | 25 mg/mL |
Tablo 1: CDM için I, II, III ve IV stoklarını karıştırın. Kısaltma: CDM = kimyasal olarak tanımlanmış ortam.
| CDM için Vitamin Karışımı Stoğu |
| Piridoksal Hidroklorür | 0.8 gr |
| Tiamin Cl2 | 0.4 gr |
| Riboflavin | 0.4 gr |
| Ca-pantotenat | 0.4 gr |
| Biotin | 0.04 gr |
| Folik Asit | 0.4 gr |
| Niacinamide | 0.4 gr |
Tablo 2: CDM için Vitamin Karışımı Stoğu. Kısaltma: CDM = kimyasal olarak tanımlanmış ortam.
| CDM için Amino Asit Stoğu |
| L-Alanin | 0.480 gr |
| L-Arginin | 0.250 gr |
| L-Asparajin | 0.700 gr |
| L-Aspartik Asit | 0.600 gr |
| L-Sistein | 1.000 gr |
| L-Sistin | 0.100 gr |
| L-Glutamik Asit | 0.200 gr |
| L-Glutamin | 0.780 gr |
| L-Glisin | 0.350 gr |
| L-Histidin | 0.300 gr |
| L-İzolösin | 0.430 gr |
| L-Lösin | 0.950 gr |
| L-Lizin | 0.880 gr |
| L-Metiyonin | 0.250 gr |
| L-Fenilalanin | 0.550 gr |
| L-Prolin | 1.350 gr |
| L-Serin | 0.680 gr |
| L-Treonin | 0.450 gr |
| L-Triptofan | 0.100 gr |
| L-Valin | 0.650 gr |
Tablo 3: CDM için Amino Asit Stoğu. Kısaltma: CDM = kimyasal olarak tanımlanmış ortam.
| CDM için Başlangıç Stoğu | |
| Dekstroz | 1.0 gr |
| Magnezyum Sülfat-7-Hidrat | 0.070 gr |
| Potasyum Fosfat Dibazik | 0.02 gr |
| Potasyum Fosfat Monobazik | 0.1 gr |
| Sodyum Asetat Susuz | 0.45 gr |
| Sodyum Bikarbonat | 0.25 gr |
| Sodyum Fosfat Dibazik | 0.735 gr |
| Sodyum Fosfat Monobazik | 0.32 gr |
| CDM için Son Ekler | |
| Kolin Klorür | 0.1 gr |
| L-Sistein HCl | 0.075 gr |
| Sodyum Bikarbonat | 0.25 gr |
Tablo 4: CDM için başlangıç stoğu ve son takviyeler. Kısaltma: CDM = kimyasal olarak tanımlanmış ortam.
| Antikor/Florofor | Klon | Seyreltme Faktörü |
| UV uyarımı için L/D | YOK | 0.38888889 |
| Ly6G AF 488 | 1A8 | 0.25 |
| CD11b APC | M1/70 | 0.25 |
| CD11c PE | N418 | 0.18055556 |
| Mouse Fc Bloğu | 2.4G2 | 0.11111111 |
| F4/80 PE Cy7 | BM8 | 0.18055556 |
| Ly6C BV605 | AL-21 | 0.25 |
| CD103 BV 421 Serisi | M290 | 0.18055556 |
| CD45 APC-eF-780 | 30-F11 | 0.18055556 |
Tablo 5: Antikor paneli 1.
| Antikor/Florofor | Klon | Seyreltme Faktörü |
| UV uyarımı için L/D | YOK | 0.388888889 |
| TCR-β APC Cy7 | H57-597 | 0.180555556 |
| CD4 V450 (Pasifik Mavisi) | RM4-5 | 0.25 |
| CD8 BV650 | 53-6.7 | 0.180555556 |
| Mouse Fc Bloğu | 2.4G2 | 0.111111111 |
| CD45 PE | 30-F11 | 0.180555556 |
| CD3 AF488 | 145-2C11 | 0.180555556 |
| TCR- γΔ APC | GL-3 Serisi | 0.180555556 |
| NK1.1 AF 700 Serisi | PK136 | 0.180555556 |
Tablo 6: Antikor paneli 2.