면역 적격 설치류에서 강력한 폐렴 모델에 대해 항균 효능을 평가하기

Immunology and Infection
 

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Hoover, J. L., Lewandowski, T. F., Mininger, C. L., Singley, C. M., Sucoloski, S., Rittenhouse, S. A Robust Pneumonia Model in Immunocompetent Rodents to Evaluate Antibacterial Efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or A. baumannii. J. Vis. Exp. (119), e55068, doi:10.3791/55068 (2017).

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Abstract

후보 항균 처리의 효과는 바람직하게 의도 된 적응증을 모방 모델의 탐색 및 개발 프로세스의 일부로서 감염의 동물 모델에서 입증되어야한다. 면역 쥐와 생쥐에서 강력한 폐 감염을 유도하는 방법은 S. pneumoniae에, H. 인플루엔자, 녹농균, K. pneumoniae에 또는 A. baumannii가에 의한 심각한 폐렴의 모델에서 치료의 평가를 위해 할 수있는 기술되어있다. 동물을 마취 한 한천 기반 접종 비수술 기관 내 삽관을 통한 폐 깊숙이 증착된다. 그 결과 감염은 일관 재현, 적어도 48 시간 동안 안정적이고 대부분의 균주에 대한 96 시간에 달려있다. 판매 항균제와 연구는 생체 내 효능 사이 체외 감수성에 좋은 상관 관계를 입증 및 약동학 / 약력 학적 목표와 일치 결정이 모델 및 임상 허용 대상에서 관찰되었다. 기술 학습 초기 시간 투자가 있지만 능력이 달성되면, 신속하고 효율적으로 수행 될 수있다. 이 모델의 장점은 호중구 감소증 요구 사항의 제거, 증가 된 견고성과 재현성, 더 많은 병원균과 분리, 면역 호스트의 연구 설계 및 도전 감염의 설립에 향상된 유연성을 연구하는 기능이 포함됩니다.

Introduction

감염의 동물 모델에서의 잠재적 인 약물 후보의 효능을 평가하는 항균 약 발견 과정의 중요한 요소이다. 생체 내에서 효능 연구에 대한 중요한 데이터를 제공하는 의사 결정 (SAR) 구조 - 활성 관계를 해명에서 발견 노력의 범위에 걸쳐 및 약동학 - 약력학을 결정 (PK / PD)를 통해 화합물의 특성을 리드 화학 시리즈를 최적화하기위한 용량 선택을 지원 임상 개발 및 규제 승인. 수많은 동물 감염 모델은 이러한 목적을 위해, 문헌에 기재되어있다. 가장 일반적이고 널리 이용되는 모델 중 하나는 Vogelman 크레이그 3,4- 의해 확장 이후 이글 (1, 2)에 의해 개척 된 호중구 감소 마우스의 대퇴부 감염이다. 이 모델은 세균의 감수성 중단 결정을 지원하기위한 인간의 투약을 안내하는 PK / PD 목표를 제공하기위한 귀중한하고있다. 많은 시험이있다PLES이 모델의 예측 능력은 4-7 입증 된 경우. 그러나, 대퇴부 감염 모델의 단점 중 하나는 폐 감염 직접적인 관련성이 부족하다. 인간의 감염 부위로의 동물 모델 감염 부위의 일치 더 강조 해주기있다; 따라서, 폐렴의 치료를위한 화합물을 공부하기 위해서는 동물에서 폐 감염 모델을 이용하는 것이 적합하다.

실험 동물의 폐 감염을 유도하기위한 여러 가지 방법을 설명하고 비강 흡입, 인두 경로를 통해 흡입, 에어로졸 노출, 수술 기관 내 접종 (8)를 포함하는 항균 효능 연구에 사용되어왔다. 많은 경우에서, 동물 (특히, 쥐)를 첫 번째 견고한 폐 감염을 달성하기 위해 호중구 렌더링되어야한다. 이 심각 면역 상태에도 불구하고, 설치류에서 가능한 감염을 생산하는 박테리아 병원균과 균주의 수입니다제한된. 예를 들어, 도전 11-13을 초래할 수 있고, 성공적으로 폐렴 모델 9, 10,폐렴 구균, 녹농균폐렴 간균으로서 더욱 병원성 병원균에 인플루엔자 균 또는 아시네 토 박터 바우 마니를 확립하는 것이 어려울 수있다.

1991 년 스미스는 감염이 간단한 비수술 기관 내 삽관 법 (14)를 통해 폐에 직접 세균을 주입에 의해 설립되었다하는 면역 젖을 갓 뗀 쥐에서 폐 감염 모델을 설명했다. 베리 등. 나중에 마우스 (15)를 감염하는 방법을 수정했습니다. 한천 기반 접종을 사용하여,이 접종 기술은 S. pneumoniae에, H. 인플루엔자, K. pneumoniae에, 녹농균A. baumannii가와 모두 면역 쥐와 생쥐의 강력한 폐 감염을 유도한다. 다양한 레지스트 은닉을 포함한 균주의 넓은 범위에 의무가ANCE의 결정과 다른 접종 경로를 통해 실행 가능한 감염을 생성하지 않는 것들. 또한, 효능은 면역 동물에서 결정되는 심각한 면역하지 않은 환자 집단에 대한 기존의 호중구 마우스 모델보다 더 많은 관련 조건을 수 있습니다. 여러 병원균과 분리를 통해이 모델의 일관성과 신뢰성은 항균 효능 연구에 적합합니다.

Protocol

S.의 pneumonie

모든 절차는 GSK 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인 된 프로토콜에 따라, 그리고 충족하거나 실험 동물 관리의 인증을위한 미국 협회 (AAALAC), 보건 복지부의 미국학과의 기준을 초과 서비스 및 모든 로컬 및 연방 정부의 동물 복지 법.

참고 : 별도의 규정이없는 한, 모든 절차는 무균 기술을 사용하여 수행해야합니다.

1. 문화, 세균

  1. 국물 문화가 일반적으로 예방 접종에 대한 충분한 자료를 제공하지 않는 한, S. 폐렴 또는 H. 인플루엔자 6 한천 플레이트 (3)를 준비합니다.
    1. 표준 미생물 학적 기술을 사용하여, C ° -80에서 저장에서 냉동 재고 문화를 제거 완전히 해동 및 행진 양의 피 (S. 폐렴)로 보충 트립신 대두 한천 위에 접시 당 100 μL까지 또는 초콜릿 한천 (H. 인플루엔자) 상. 또는 5 % CO 2 않고 37 ℃에서 밤새 인큐베이션.
  2. K. pneumoniae에, 녹농균 또는 A. baumannii가와 국물 문화를 준비합니다.
    1. , C ° -80에서 저장에서 냉동 재고 문화를 제거 완전히 해동, 50 mL의 뇌 - 심장 주입 (BHI) 국물에 주식의 나누어지는 100 μL. 부드러운 진동 (약 120 RPM)와 37 ° C에서 밤새 품어.
    2. [선택] 로그 위상 배양하고자하는 경우, 분취 액 50 mL의 신선한 BHI 브로스로 얻어진 밤새 배양 한 용액. 부드러운 진동 (약 120 RPM)와 37 ° C에서 3 시간 동안 품어.

2. 식염수 세균 현탁액을 준비합니다

  1. 전체 현탁액을 준비 단계 (2.3-2.1)를 들어 주위 공기를, 37 ° C 사이의 온도에서 멸균 식염수를 사용한다. 긁어 식민지로 한천 플레이트에서 S. 폐렴 또는 H. 인플루엔자의 수확 하룻밤 성장멸균 루프를 사용하여 표면에서. 흐린까지 멸균 생리 식염수 5 ㎖에 수확 한 재료로 이동, 불투명 한 현탁액을 얻은 균질해질 때까지 부드럽게 소용돌이된다.
  2. K. pneumoniae에의 원심 분리기 50 ㎖, 녹농균이나 접종 대상 A. baumannii의 최종 국물 문화 (예 : 야간 또는 위상 문화 로그) 4,500 X g에서 5 분. 피펫 및 폐기와 상층 액을 제거합니다. 균질 현탁액을 달성하기 위해 적어도 5 ㎖ 멸균 식염수 펠릿 부드럽게 와동을 재현 탁.
  3. 필요한 경우, 8~10 로그 9 콜로니 형성 단위 (CFU) / mL의 범위의 밀도를 얻기 위해 멸균 식염수를 사용하여 상기 현탁액을 희석. CFU / mL의 결정에 대한 나누어지는을 제거합니다. 직렬 희석 섹션 7.5 및 7.6에 설명 된대로 나누어지는 판.

3. 한천 기반 접종을 준비

  1. 영양 한천 코르의 작은 병 (약 50 ㎖)을 제조제조업체의 지침에 땡 또는 이전을 준비하고 저장 고체 영양 한천의 병을 녹여. 이 약 50 ° C로 냉각 할 수 있습니다.
  2. 동물에 감염되는 과정 영역 악성 프로세스의 액체 한천 및 필요한 도구 나 장비 전송. 지역에서 42 ° C로 설정 작은 물 목욕을 유지한다.
  3. 한천 적절 수조에 맞게 크기 멸균 튜브에이어서 약 50 ℃의 온도 및 9 mL의 분취 량을 달성 할 수있다. 한천은 약 42 ℃로 평형을 때까지 물을 욕조에이 튜브를 남겨주세요. 물이 컨테이너에있는 한천의 표면을 커버하지만 캡이나 뚜껑을 터치하지 않습니다 깊이에 있는지 확인하십시오.
  4. 수조에서 9 mL의 한천을 포함하는 튜브에 단계 2.3에서 식염수 세균 현탁액 1 ML을 추가합니다. 튜브 캡 섞어 수회 반전하고, 수욕에 반환.

4.nesthetize, 삽관 및 접종 동물

참고 : - 20 무게 120g 또는 남성 CD-1 마우스 - 100 무게 특정 병원체 무료 (SPF) 면역 남성 흰쥐 25g을 권장합니다. 음식과 물을 광고 무제한으로 모든 동물을 제공하고 우드 칩 또는 표준 12 시간 명암주기와 다른 흡수 침구에 사회적으로 그들을 집.

  1. 모든 실험을 수행하기 전에, 획득 및 동물의 종에 적절한 크기의 금속 및 폴리에틸렌 캐 뉼러 튜브를 살균. 멸균 1 mL의 일회용 주사기 및 멸균 일회용 25 게이지 바늘을 얻습니다.
    주의 : 항상 날카로운 물건 용기에이 주사기와 바늘 폐기하십시오.
    1. 1.0 mm 및 1.0 OD - - 쥐 구매 또는 길이가 약 12cm 인 금속 캐 뉼러를 제조 0.9의 ID를 갖는 1.2 mm, 및 일단이 대략 45 °의 각도로 절곡된다. 0.4 mm 및 OD 0.8 mm의 ID와 폴리에틸렌 튜브의 11- 12 인치 길이를 잘라. (인용하다
    2. 마우스를 들어, # 20 동물 먹이 튜브를 구입할 수 있습니다. 펜치로 파악하고 예리하게 잡아 당겨 튜브의 끝에서 공을 제거하고 부드럽게 대략 45 ° 각도로 끝을 구부려. 0.28 mm 및 외경 0.61 mm의 ID와 폴리에틸렌 튜브의 11- 12 인치 길이를 잘라. 또한 구입 유리 100 μL 마이크로 주입 주사기 및 30 게이지 금속 미세 주사 바늘을 살균. (1B 그림을 참조하십시오.)
    3. 유리, 나사 캡 튜브에 금속 캐 뉼러를 놓고 표준 방법에 의해 오토 클레이브 소독 할 수 있습니다. 적시 저장이 덮여 비커에 들어있는 알코올의 폴리에틸렌 튜브의 길이를 잘라.
  2. 작업 표면 및 삽관 장치를 준비합니다.
    1. 수조에 가까운 작업 표면에 깨끗한 일회용 매트를 놓습니다. 이 표면에, 그 유리 보존 튜브, 금속 캐 뉼러를 옮긴다. 저장 튜브의 캡을 제거하고 cannu의 "핸들"끝을 밀어튜브의 열린 끝 라.
    2. 자유롭게 이동 확인하고, 멸균 집게 사용하여 비커에서 폴리에틸렌 튜브의 하나의 길이를 제거하고 멸균 금속 캐 뉼러의 내부를 삽입합니다. 튜브에 바늘 몇 mm를 밀어 폴리에틸렌 관의 자유 단 상 (쥐의 경우) 멸균 일회용 25 게이지 바늘 또는 (마우스 용) 유리 마이크로 주입 주사기의 멸균 30 게이지 금속 바늘을 장착한다. (마우스에 대한 쥐에 대한 1A그림 1B 그림 참조).
    3. 금속 캐 뉼러 폴리에틸렌 튜브 모두 찾는 가이드 마크는 단일 안락사 동물에 후술 삽관 절차에 따라, 동물에의 삽입의 깊이를 나타 내기 위해. 다음 제대로 금속 캐 뉼러를 배치, 관찰 흉강을 열고 (4.7 절에 설명 된대로) 적절하게 폴리에틸렌 튜브를 진행합니다. 씻을 펜을 사용하여,이 동물 및 폴리 입에 맞는 금속 캐 뉼러를 표시그 나머지 동물의 적절한 배치를 돕기 위해, 금속 캐 뉼러의 상단을 충족 에틸렌 튜브.
  3. 구역질 반사가 (약 1 분)이 억제 될 때까지 흄 후드 (또는 적절한 제거 시스템을 사용하여)에서 1.5 L / 분의 산소 ≤5 %의 이소 플루 란 공급 밀폐 챔버 내에서 한번에 6 동물까지 마취.
    참고 : 이전에 모든 실험을 실시에, 실수로 치명적인 노출을 방지하기 위해 사용되는 특정 조건 하에서 이소 플루 란을 위해 (챔버와 동물의 크기 / 종 / 변형의 예를 들어 크기 / 유형) 안전 용량과 노출 시간을 설정합니다.
  4. 식염수로 멸균 팁을 배치하고 다시 플런저에 당겨 멸균 식염수 (쥐의 경우) 멸균 일회용 1 ML의 주사기를 입력합니다. 아래에 설명 된대로 (마우스 용) 멸균 유리 마이크로 주입 주사기를 입력합니다. 폴리에틸렌 튜브에 장착 된 바늘에 주사기를 부착하고, syring 때까지 튜브를 통해 식염수의 전체 볼륨을 플러시전자는 비워집니다.
    1. (마우스 용) 마이크로 주입 주사기를 채우려면, 완전히 주사기에서 (폴리에틸렌 튜브에 장착) 금속 플런저와 바늘을 제거하고 옆으로 모두를 설정합니다.
    2. (위의 설명 참조) 멸균 생리 식염수와 멸균 일회용 1 ML의 주사기를 입력하고 멸균 일회용 25 게이지 바늘을 연결합니다. (금속 플런저가 삽입) 미세 주입 주사기의 상단에 바늘을 삽입하고 식염수 마이크로 주입 주사기를 채울 때까지 일회용 주사기의 플런저를 누르는.
    3. 예리한 용기에 마이크로 주입 주사기를 채우기 위해 사용 된 일회용 주사기와 바늘을 버린다. 마이크로 주입 주사기의 팁 (폴리에틸렌 튜브에 장착) 금속 미세 주사 바늘을 다시 연결하고 식염수의 전체 볼륨이 주사기와 튜브를 통해 플러시 될 때까지 우울, 금속 플런저를 다시 삽입합니다.
  5. 이리저리 한천 기반 접종과 주사기를 채우기튜브 (예 : 완전히 한천로 가득) 준비가 끝났다 단지까지 배관을 통해 물 목욕 용기 및 세척 한천을 해요.
    1. 쥐를 들어, 일회용 주사기에서 (폴리에틸렌 튜브에 장착) 25 게이지 바늘을 제거합니다. 날카로운 물건 용기에 사용 된 주사기를 폐기하십시오. 접종으로 멸균 팁을 배치하고 다시 플런저에 당겨 물을 욕조에있는 컨테이너에서 한천 기반 접종으로 새로운 멸균 일회용 1 ML의 주사기를 입력합니다. 튜브가 완전히 한천로 가득 단지까지 플런저를 누름으로써 튜브를 통해 (폴리에틸렌 튜브에 장착) 바늘과 같은 높이 한천을 다시 연결합니다.
    2. 마우스를 들어, 마이크로 주입 주사기에서 (폴리에틸렌 튜브에 장착) 금속 미세 주사 바늘 및 금속 플런저를 제거하고 따로 설정합니다. 일회용 무균 주사기 1 mL의 멸균 일회용 25 게이지 바늘을 사용하여, 용기로부터의 한천 기반 접종원 마이크로 주입 주사기를 채우기4.4 절에 설명한 충전 방법을 사용하여 수조. 다시 연결 (폴리에틸렌 튜브에 장착) 금속 미세 주사 바늘을, 튜브가 완전히 한천로 가득 단지까지 배관을 통해 금속 플런저, 플러시 한천을 삽입합니다.
  6. 마취 실에서 하나의 동물을 제거합니다. 도 1c에 도시 된 바와 같이, 왼쪽 오른쪽 꼬리에 머리 일회용 매트에 부정사 위치에 동물을 배치합니다.
  7. (폴리에틸렌 튜브 장착 금속 캐 뉼러 IE) 삽관 용 장치를 사용하여 동물을 삽관하고, 좌측 폐의 대 로브에 캐 뉼러를 삽입 (도 1d 참조).
    1. 동물의 입으로 금속 정맥의 끝을 삽입합니다. 자유 단이 위쪽 각도되도록 캐 뉼러를 켜고 조심스럽게 조심스럽게 약간의 비틀림 운동과 후두 구조를 우회 기관으로의 발전. 반대로받는 기관 내로 삽입 확인도 1c에 도시 된 바와 같이, 왼쪽 집게 손가락과 기관 링 palpating 동안 약간 부드럽게 앞뒤로 여러번 캐뉼라를 밀어 식도.
    2. 캐 뉼러는 기관이 좌우로 분할 기관지 분기점에 도달 할 때, 동물의 좌측 방향으로 약간의 비틀림 동작이 뉼러 좌측 기관지 내로 삽입 될 수 있도록 만든다. 끝이 적절한 깊이에 도달 한 것을 확인하기 이전에 배치 된 가이드 마크를 이용하여 왼쪽 폐 아래쪽 3/4로 반이 될 때까지 상기 금속 캐 뉼러를 전진.
    3. 대신에 금속 캐 뉼러를 통해, 몇 mm 튜빙 폴리에틸렌을 전진. 그것은 단지 충분히 금속 정맥의 끝을 종료하고 폐에 구멍없는 고급되어 있는지 확인하기 위해 튜브에 이전 배치 가이드 마크를 사용합니다.
  8. 장소에 모두 캐 뉼러로, 한천 suspe의 (쥐의 경우) 100 μL 또는 (마우스 용) 20 μL를 주입하기 위해 부착 된 주사기를 사용nsion 깊은 왼쪽 폐의 큰 로브로 (그림 1D 참조). 폴리에틸렌 튜브의 몇 mm를 철회하고 부드럽게 그대로 삽관 장치를 제거합니다. 다시 유리 저장 튜브에 그것을 설정하고 복구하는 새로운 케이지에 동물을 이동합니다.
  9. , 마취 삽관하고 나머지 동물을 접종 계속합니다.
    1. 마취 된 동물의 배치 사이에 주사기에서 (튜브에 장착) 바늘을 제거합니다. 래트를 들어, 날카로운 컨테이너에 일회용 주사기를 사용 버리고 수욕 접종에서 새로운 멸균 일회용 주사기를 채우기. 마우스의 경우, 4.4 절에서 설명한 충전 기술을 사용하여 수욕 접종로부터 동일한 유리 마이크로 인젝션 주사기 리필.
    2. 한천은 삽관 장치에 두껍게되기 시작하면, 튜브를 통해 남아있는 모든 한천을 세척하십시오. (폴리에틸렌 튜브에 장착 된 바늘을 떠나) 주사기에서 바늘을 제거합니다. 설명 된 절차를 따르십시오4.4 절에 완전히 분명 어떤 막힘에 필요한 반복 삽관 장치를 통해 따뜻한, 멸균 생리 식염수를 플러시합니다. 4.5 절에 설명 된대로 주사기에서 빈 모든 식염수와 다시 한천 접종을 준비합니다.
    3. 식염수 현탁액에서 결정된 CFU를 사용하여 동물 당 최종 세균 접종을 계산, 한천에 식염수 현탁액 (예를 들어 10 배)의 최종 희석 계수 및 예를 들어, 100 μL에 대한 (동물에 주입하여 볼륨 (2.3 절 참조) 쥐 또는 쥐 20 μL).

5. 잠재적 잘못 접종 또는 기타 이상 반응에 대한 동물 평가

  1. 조심스럽게 가능성이 잘못 접종에 대한 평가 마취에서 삽관시 한천의 점안 및 복구를 모든 동물을 관찰합니다. 즉시 출혈 어떤 동물 (현지 IACUC 지침에 따라) 안락사 (예 : 호흡 곤란 또는 헐떡 등) 비정상적인 호흡을 전시, 이동하지 않습니다일반적으로 케이지에 대해, 또는 마취에서 회복시 - 밝은 눈 건강 나타나지 않습니다.
  2. 호흡의 자발적 중단이 (접종이 깊은 충분히 배치 및 블록기도하지 않습니다 보통 때) 발생하는 경우, 관찰에 의해 죽음을 확인하고 (예 : 자궁 경부 전위 또는 개흉술로) 안락사의 보조 방법을 수행합니다.
  3. 마취만으로 절차를 수행 할 수 분간 필요하므로, 시간에 동물의 길이는 이소 플루 란에 노출 최소화. 주 사용 마취제를 사용하는 경우, 동물은 완전히 깨어까지 관측하에 확인. 주 사용 마취제를 사용하는 경우 복구를 위해 예열 환경, 동물, 특히 쥐를 놓습니다.
  4. 발음 호흡, 경직 감소 활동 감소 체온 : 호흡기 질환의 다음 증상의 연구 기간 동안 적어도 하루에 두 번 동물을 관찰한다. 즉시 experie가 죽어가는 어떤 동물 (현지 IACUC 지침에 따라) 안락사NCES 호흡 또는 호흡 곤란을 고심한 흔적, 처리시에 띄게 감소 체온을 가지고 이동할 수 없습니다 또는 내키지, 또는 음식과 물에 도달 할 수 없습니다.

6. 관리] 테스트 트리트먼트

  1. 준비 및 계획 연구 설계에 따라 시험 치료를 관리 할 수 ​​있습니다. 1 또는 2 시간 후 감염 치료에서의 투여를 시작 (또는 더 높은 초기 세균 부담이 필요한 경우 추가의 처리를 지연). 제조 및 테스트 처리의 관리를위한 구체적인 내용은이 연구의 목적뿐만 아니라 개별 처리의 특성에 의존으로 제공 할 수 없다. (예를 들어 그림 3을 참조하십시오.)
  2. 감염, 치료 동물의 설정 옆으로 한 그룹은 기본 컨트롤을 제공합니다. 제 7 항에 설명 된 절차에 따라, 다른 그룹에 대해 개시 될 때 처리 이들 동물의 폐에서 박테리아 부담 열거.
  3. PK / PD 분석을 위해, 평가혈액 및 / 또는 감염된 동물의 조직에 투여 치료 (들)의 약동학 프로파일. 약물 동력학 연구를위한 구체적인 절차는이 문서의 범위를 벗어난다.

7. 폐에서 실행 가능한 박테리아를 열거

  1. 치료 흡입 노출에 의해 연구 기간 (일반적으로 24, 48 또는 96 시간 후 감염)의 끝에서 다른 그룹 (기준선) 및 나머지 모든 동물 개시시 미처리 동물의 하나의 그룹을 안락사 점차 탄소 수준을 상승 할 지역 IACUC 가이드 라인에서 권장하는 밀폐 된 챔버 또는 다른 방법 내에서 이산화. 관찰에 의해 죽음을 확인하고 (예 : 자궁 경부 전위 또는 개흉술로) 안락사의 보조 방법을 수행합니다.
  2. 깨끗한 일회용 매트에 부정사 위치에 동물을 배치하고 철저하게 알코올로 가슴 위에 모피 젖은.
  3. 멸균 가위를 사용하여, 근육층 및 흉곽 밑에 피부의 실수흉강을 엽니 다 흉골에 평행. 부드럽게 필요한 경우 기관에서 그들을 분리하는 가위를 사용하여 멸균 집게로 폐를 잡고 당겨서 제거합니다. 여분의 혈액을 흡수하는 멸균 거즈에 폐를 놓습니다. 마음도 제거 된 경우, 그것을 멀리 해부 버린다.
  4. 인테리어 부분을 노출과 폐 (플러스 실수로 꺼 냈다 된 모든 개) 실험실 믹서 가방의 바닥에 배치하는 멸균 집게를 사용하는 멸균 가위로 폐에 작은 자르는합니다. 간단히 조직을 반하게 할 수있는 가방의 외부 이상 (예 : 펜이나 마커로) 두꺼운 둥근 물체를 굴립니다. 가방에 멸균 생리 식염수 피펫 1 mL를, 실험실 믹서기에 가방을 놓고 2 분 동안 고속 실험실 믹서를 실행합니다.
  5. 피펫을 사용하여 튜브 또는 플레이트에 혼합 가방에서 homogenated 샘플을 전송합니다. 900 μL의 살랑로 9 부품 식염수로 1 부분 균질를 aliquotting하여 균질 10 배 희석 (예 : 100 μL 균질이자형). 하여 얻어진 현탁액을 희석하여 유사한 방식으로 다시 열을 배. 최소 6 연속 희석 원래 균질에서 준비 될 때까지 다른 10 배 요인에 의해 각각의 새로운 결과 현탁액을 희석 계속합니다.
  6. 양의 혈액이 보충 된 트립 토스 대두 한천 플레이트 상에 모든 희석에서 20 μL 각 (S. pneumoniae에, K. pneumoniae에, 녹농균 또는 A. baumannii가) 또는 초콜릿 한천 플레이트 (H. 인플루엔자) 상에 피펫 세중 씩. 또는 CO 2없이 37 ℃에서 밤새 품어. (결과적인 판의 예를 들어 그림 1E를 참조하십시오.)
  7. 는 "가산"번호 (예 : 너무 많이하지 식민지 합리적으로 계산하기)가 포함 된 첫 번째 희석에 세 개의 복제의 각 식민지를 계산합니다. 세 개의 복제의 평균 값을 계산합니다. 총 1 ml를 20 μL 도금을 고려하여 50 (하여 평균값을 곱하여 폐 당 CFU를 결정식민지가 계산 된에 원래의 균질에서 최종 희석 배수에서 균질)과 인수 분해.

Representative Results

도구는 필요한 동물의 방향 및 삽관의 깊이는도 1에 도시되어있다. 또한 직렬 희석 및 폐 균질 시료의 세중 도금 후 agar 접시에 성장 식민지의 대표적인 예이다 도시. 기본 컨트롤 위의 여러 로그 (10) CFU의 세균 부담의 증가는 일반적으로도 96 시간 게시물 감염에서 대부분의 박테리아 균주에 대한 감염된 폐에서 관찰하고, 동물 사이의 변동성이 낮은 (그림 2)입니다. 일부 H. 인플루엔자의 경우, 약간의 성장이있을 수있다; 그러나, 감염이 48 또는 96 시간의 기간 (그림 2B) 내에서 자체 해결로 시작해서는 안된다. 두 가지 시리즈 (16), (17)의 대표적인 화합물에 대해도 3에 도시 된 바와 같이,이 폐 감염 모델은 SAR을 지원하기 위해 납 화학 일련의 최적화시에 사용될 수있다. 그것은 일관된는 재현이 충족 제공HOD S. 뉴 모니 애에 대한 억제제 면역 적격 동물 PK / PD 평가 및 신규 폴리펩티드 밀라 (PDF)의 효과와 상관 관계가 최소 억제 농도 (fAUC / MIC) 이상의 농도 - 시간 곡선 하 그 유리 약물 영역을 결정하는 데 사용되었다위한 및 H. 인플루엔자 (그림 4). 또한, 스타 시스에 대한 fAUC / MIC 목표와 기준 컨트롤 (11) S. pneumoniae에 5 H. 인플루엔자 균주 (표 1) (18)를 통해 결정되었다에서 CFU 10 감소 1-로그인합니다. 쥐에서 인간의 약동학 적 프로파일을 다시 할 수있는 약물 전달 시스템이 감염 모델을 결합하는 임상 연구 이전에 인간의 투여 요법을 평가하기위한 강력한 도구를 만듭니다. 이러한 예는 아목시실린 클라 불란 산의 연장 방출 형 제형 eleva 유기체 기존 투여 요법보다 더 효과적임을 증명하는, 표 2에 요약테드 MIC (19) 값.

그림 1
그림 1 : 비수술 기관 내 삽관. 공구 래트 (A) 및 마우스 (B)를 삽관 위해 도시된다. 기술을 수행하는 개인이 오른 손잡이의 경우 왼쪽 오른쪽 꼬리에 머리를, C와 같이 일단 마취, 동물이 위치해야합니다. 올바른 정맥의 위치 확인을위한 기관 반지를 만져 도움이 목에 부드럽게 왼쪽 집게 손가락을 놓습니다. 래트 폐 (D)의 복부 도면에 나타낸 바와 같이 접종 깊은 왼쪽 폐에 배치되어야한다. 샘플 용액을 희석 및 도금 후 한천에 성장 식민지는 E에 도시 된 것과 유사하게 나타납니다. 그림 1D, 저작권 © 길 스미스 [실험 동물, 볼륨 25 (1991), G. 스미스49] 14 - 쥐에서 호흡기 감염, 페이지 (46)의 설립을위한 지내 점안의 간단한 비수술 적 방법. 허가 재판. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
그림 2 : 감염된 동물의 폐에 세균 성장의 대표적인 예. N = 5 동물 / 그룹에서 표준 편차 CFU 데이터 ± 평균은 S. pneumoniae에 (A), H. 인플루엔자 (B), 녹농균 (C), K. pneumoniae에 (D)와 A. baumannii가 다양한 균주에 대해 표시됩니다 (E). 각 쌍 (밝은 회색)의 첫 번째 줄은 기본 bacte입니다1 ~ 2 시간 후 감염에 리알 부담, 두 번째 줄에 48 시간 게시물 감염 (어두운 회색) 또는 96 시간 후 감염 (검은 색)의 끝 연구 성장 제어가있다. 데이터의 중도 절단 방법을 적용하지 않았다; 따라서, 이러한 결과는 그룹 당 모두 5 동물에서 데이터를 포함한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
그림 3 : 리드 최적화 동안 다양한 화학 시리즈의 효능을 평가. 설명 된 기술을 이용하여 폐 감염 모델 abacterial IIA 형 토포 이소 머라 프로그램의 일부로서 구조 활성 관계를 조사하는데 이용 하였다. 유망 화합물 7 (1)에 대해 평가 하였다 취약 퀴놀론-(A) 16 퀴놀론 내성(B)는 각각 S. pneumoniae에 17 균주. 각 심볼은 CFU 그룹을 나타내는 선은 평균과 표준 편차 한 쥐의 폐에서 결정 나타낸다. 정량 (LLQ)의 하한은 1.7 로그 10 CFU / 폐이었다. 화합물은 멸균 수 9 ml에 용해시키고, (순수한 자유 모 분자의 56 또는 112 mg)을 칭량하고, 3 ㎖의 물에 3 mL로 희석하여 (1 : 1)과 회 1 ㎖ / 125g 쥐의 경구 위관 영양법으로 투여 ( 6-7 시간 간격) 2 일간, 1 시간 게시물 감염에서 시작. Nontreated 컨트롤 (NTC)는 기본 1 시간 후 감염에서 샘플링 또는 성장 컨트롤에 대한 연구 (48 시간)의 끝 부분에 생리 식염수로 처리하고 샘플링 하였다. . 세균 유형 IIA 토포 이소 머라 제를 대상으로 강력한 항균제로 생물 유기 및 의약 화학 편지, 볼륨 21, TJ 마일 등, 소설 헥실 아미드에서 재판도 3a, 페이지 7483-7488, 엘스 비어의 허가와 저작권 (2011) 16.. 생물 유기 및 의약 화학 편지, 볼륨 26, TJ 마일 등, 소설 삼판 (예 GSK945237) 박테리아 유형 IIA 토포 이소 머라 제의 등의 강력한 억제제, 페이지 2464에서 재 인쇄 그림 3B - 2469, 엘스 비어의 허가와 저작권 (2016) 17. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4
그림 4 : PK / 소설 PDF 저해제의 PD 특성. EMAX 모델은 새로운 PDF 저해제 (18)에 대한 PK / PD 대상을 결정하기 위해 S. pneumoniae에 (A) 또는 H. 인플루엔자 (B)의 분리와 폐에 감염 면역 생쥐의 효능 데이터에 이르기까지 투여 량 사용하여 만들어졌습니다. 원화합물의 다양한 용량으로 치료 4-5 마우스 / 그룹에서 평균 세균 부담을 나타냅니다. 분석은 자유 약 24 시간의 AUC (오픈 원) 또는 AUC / MIC (채워진 원)와 효능 상관 관계를 수행 하였다. 허가 재판, 미생물학, [항균제와 화학 요법, 볼륨 60, 2016, 페이지 180-189]에 대한 저작권 © 미국 사회 18. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

혈행 정지 (10) 감소 1 기록
유기체 MIC
(μg의 / ㎖)
R 2
라인 Fi를
t (%)
fAUC fAUC / MIC fAUC fAUC / MIC 최대 살해
(10 감소를 기록)
S. pneumoniae에
10127 0.25 99.9 2.0 8.1 3.6 14.4 2.8
1316009S 0.25 96.1 6.5 26.0 15.1 60.3 1.8
ATCC10813 0.5 (100) 8.4 16.9 22.2 44.5 1.2
1307007S 1 95.8 16.1 16.1 20.1 20.1 2.7
ATCC6303 1 99.8 19.8 19.8 24.8 24.8 2.8
1,629 (100) 15.8 7.9 21.2 10.6 2.4
298443 99.9 26.5 13.2 31.0 15.5 2.3
336808 (86) 8.2 4.2 19.0 9.5 2.6
338860 99.5 2.9 1.5 6.7 3.4 2.8
& #(160); 340449 94.6 8.0 4.0 14.9 7.4 2.1
L11259 (100) 7.1 3.5 9.0 4.5 2.0
± SD 평균 NA a를 NA 11.0 ± 7.5 11.0 ± 7.9 17.0 ± 8.2 19.5 ± 17.8 2.3 ± 0.5
중앙값 NA NA 8.2 8.1 19.0 14.4 2.4
H. 인플루엔자
1998-100-126H 1 99.7 7.3 7.3 13.4 13.4 2.9
503-008H 1 99.8 7.1 7.1 13.9 13.9 2.7
08003H 99.9 14.5 7.2 16.7 8.3 2.7
H128 96.6 15.3 7.6 26.0 13.0 2.7
19001H 4 91.9 14.8 3.7 37.3 9.3 3.0
± SD 평균 NA NA 11.8 ± 4.2 6.6 ± 1.6 이1.5 ± 10.2 11.6 ± 2.6 2.8 ± 0.1
중앙값 NA NA 14.5 7.2 16.7 13.0 2.7
NA가 적용되지 않습니다.

표 1 : S. 폐렴 H. 인플루엔자 분리 된 균주에 대한 소설 PDF 억제제에 대한 PK가 / PD 대상. 무료 약물의 AUC 및 정체에 대한 AUC / MIC 목표와 1 로그인 폐에 감염 화합물 (18)로 처리 면역 생쥐에서 11 S. pneumoniae에 5 H. 인플루엔자에 대한 결정되었다베이스 라인에서 CFU 10 감소. 날엔임상 개발을위한 인간 용량 선택을 돕기 위해 사용되었다. 이 표는 적응 허가 재판되어, 미생물학, [항균제와 화학 요법, 볼륨 60, 2016, 페이지 180-189]에 대한 저작권 © 미국 사회 18.

<TD> 125분의 875 mg을 TID (비율 7 : 1)
치료 A B 균주 (AMX / CA의 MIC)를위한 SD ± 10 S. 폐렴 (CFU / 폐)를 기록 의미 :
05010S
(2 μg의 / ㎖)
16001S의 C
(4 μg의 / ㎖)
16001S
(4 μg의 / ㎖)
30005S
(4 μg의 / ㎖)
20009S
(4 μg의 / ㎖)
05003S
(8 μg의 / ㎖)
404053
(8 μg의 / ㎖)
47003S
(8 μg의 / ㎖)
제어 7.3 ± 0.4 7.0 ± 0.8 5.7 ± 1.2 7.1 ± 0.7 7.1 ± 0.4 6.4 ± 0.6 6.8 ± 0.4 6.0 ± 0.3
AMX / CA
2,000 / 125 mg의 입찰 (비율 16 : 1) ≤ 1.7 ** 2.8 ± 1.2 ** 2.2 ± 0.8 ** 2.3 ± 0.9 ** 2.5 ± 0.9 ** 2.0 ± 0.9 ** 3.8 ± 1.4 ** 1.8 ± 0.2 **
1,000 / 125 mg을 TID (비율 8 : 1) NT NT 2.8 ± 0.5 ** 2.7 ± 1.3 ** 3.3 ± 0.9 ** 4.9 ± 0.5 ** 6.6 ± 1.3 4.7 ± 0.7 **
NT NT 3.0 ± 1.3 * 2.1 ± 0.7 ** 3.2 ± 0.4 ** 5.2 ± 0.9 * 6.4 ± 0.6 4.9 ± 0.4 **
125분의 875 mg의 입찰 (비율 7 : 1) NT NT 4.5 ± 1.2 * 5.6 ± 1.3 * 5.2 ± 0.7 ** 6.3 ± 0.7 6.4 ± 0.7 5.5 ± 0.4
125분의 500 mg의 TID (비율 4 : 1) 3.1 ± 1.3 ** 4.5 ± 0.9 ** NT NT NT NT NT NT
아지 스로 마이신, 1000 / 500 mg의 외경 NT NT NT 5.8 ± 2.0 7.1 ± 0.9 3.1 ± 1.0 ** 6.6 ± 0.4 6.07; 0.6
레보플록사신 500 mg의 외경 NT NT 4.2 ± 0.8 * 5.7 ± 0.8 * 4.9 ± 0.8 ** 3.0 ± 1.3 ** 3.5 ± 0.2 ** 3.9 ± 0.8 **
치료 그룹 D 변형에 대한 SD ± 10 H. 인플루엔자 (CFU / 폐)를 기록 평균 :
H128
(β-lactamase를 긍정적)
침대 겸용 소파
(β-lactamase를 부정, 암피실린 내성)
제어 6.4 ± 0.6 6.7 ± 0.6
AMX / CA
2,000 / 125 mg의 입찰 (비율 16 : 1) 2.0 ± 0.7 ** 3.1 ± 0.9 **
1,000 / 125 mg을 TID (비율 8 : 1) 2.1 ± 1.0 ** 3.6 ± 1.1 **
125분의 875 mg의 TID (비율 7 : 1) 2.8 ± 1.3 ** 3.8 ± 1.3 **
125분의 875 mg의 입찰 (비율 7 : 1) 2.0 ± 0.8 ** 5.1 ± 1.1 **
아지 스로 마이신, 1000 / 500 mg의 외경 3.2 ± 1.7 * 5.8 ± 1.1
레보플록사신 500 mg의 외경 ≤ 1.7 ** ≤ 1.7 **
AMX / CA, 아목시실린 - 클라 불란 산; 하루에 두 번 입찰; TID., 하루에 세 번; OD, 하루에 한 번.
(B)의 검출 한계는 <1.7; * 제어 유의 한 차이 (0.05 ≤ P); **, 제어 유의 한 차이 (0.01 ≤ P); NT, 테스트하지.
C 스트레인 16001S는 두 개의 별도의 실험에서 테스트되었습니다.
D의 아목시실린 - 클라 불란 125분의 500 밀리그램 (4 : 1) 하루는 H. 인플루엔자 균주에 대해 테스트되지 않은 세 번.

표 2 : 다른 아목시실린 / 클라 투약 요법에 대한 다시 인간의 플라즈마 노출 정보의 효능. 이 모델을 사용하여 S. 폐렴 또는 H. 인플루엔자의 균주와 폐에 감염 면역 쥐에서 생성 된 데이터를 보여 그 아목시실린 - 클라 불란 산의 향상된 제형 (2두 번 매일 000 / 125 mg)을 시험 관내 감수성 (19)의 상승과 분리에 대한 표준 투여 요법보다 더 효과적이었다. 이 표는 적응 허가 재판되어, 미생물학, [항균제와 화학 요법, 볼륨 49, 2005, 페이지 908-915]에 대한 저작권 © 미국 사회 19.

Discussion

이 감염 모델의 재생에 최적의 성공을 위해, 다음과 같은 추가 제안 사항이 고려되어야한다. 연구에서 이전에 사용에 대한 생체 내에서 3 회 - 새로운 균주의 독성은 2 계대에 의해 강화 될 수있다. 냉동 세균성 주식은 항상 원본과 가능한 한 적은 수의 통로로 유도 된 소스 생체 내에서 기본부터 제조하고, 재 냉각 또는 고정 해제 주식의 재사용을 권장하지 않습니다해야합니다. 로그 상 성장 배양 폐렴 환자로부터 회수 된 최근 임상 분리를 사용하여, 및 / 또는 제조하면 감염의 확립을 개선하는데 도움이 될 수있다. 한천 (예 : 2 mL의 생리 식염수 현탁액을 8 mL의 한천을 첨가)으로 5 배 희석 대신 사용될 수있다 (박테리아 접종원을 높이기 위해 10 배 및 접종 볼륨 조절이 동물의 크기에 기초 할 수있다 예를 들어 200 μL는 / 동물은 일반적으로) 250g 쥐에 접종한다. 에 식염수 세균 현탁액을 추가하기 전에한천 (즉, 단계 230에서), 균체 밀도 예측 또는 육안 검사, MacFarland 표준 또는 광학 밀도를 측정함으로써 추정 될 수있다. 각각의 생체 실험 실시 이전에 분리의 체외 성장 특성을 숙지하는 것이 도움이된다. 성장과 처리의 일관성은 주어진 분리에 대 한 세균 밀도가 가장 정확한 추정을 가능하게한다. 이러한 매체 및 조직 균질 대안으로, 기재된 것과 다를 표준 미생물 학적 방법, 접종원 제조 감염된 조직에서 박테리아를 열거하기 위해 적절하게 사용될 수있다.

매우 준비하거나 실험 전날 한천을 녹여 50 ° C로 설정 별도의 수조에서 하룻밤 보관하는 것이 좋습니다. 이것은 프로세스를 단순화 및 한천 감염시 과열되는 대해 보호를 도울 것이다. (41)의 온도 - 42 ° C는 maintai 사이의 균형을 달성닝 단기 박테리아 생존을위한 과열되지 않고 액체 상태의 한천. 영양 배지에 가능한 대안으로서, 귀금속 한천 성공적 일부 실험에 사용되었다. 한천 접종 중 하나 튜브는 전체 실험에 충분합니다 (권장한다), 그러나 다수의 튜브는 동물의 많은 수의 감염에 대한 제조 할 수있다 (예 : 60) 또는 감염 과정은 더 이상 30 이상 걸리는 경우 - 45 분이면 다중 접종 튜브가 필요로 한천 각 튜브에 식염수 세균 현탁액을 추가해야한다. 이 박테리아 생존 및 / 또는 적합성을 접종하기 전에 고온에 장시간 노출에 의해 영향을받을 위험을 줄일 수 있습니다. 이 접종하여 다중 튜브 추가적인 동물 무작위 화 절차가 필요할 수 있다는 것을 주목해야한다. 가능하면, 동일한 접종 준비의 모든 동물을 감염. 테와 능력의 현재 수준 실험의 크기를 조정하는 것이 좋습니다chnique.

숙련 된 과학자 삽관 미만 30 초에 동물을 접종하고 5까지 접종 할 수 있습니다 - (한천 접종 가득 한 주사기 예) 배치 당 6 동물. 기술을 배우는 사람들을 위해, 속도가 응고되기 시작합니다 한천 중요하다; 그러나 접종의 정확한 배치가 더욱 중요하다. 배치 당 1 개 또는 2 동물로 시작하고, 기술에 익숙해 질수록 증가한다. 동물들은 삽관 동안 호흡을 계속; 3 분 - 따라서, 접종에 대한 시간 창은 동물이 약 2해야 이소 플루 란에서 회복하는 속도에 따라 달라집니다. 과정 각성 동물은 다시 마취와 두 번째 시도 있지만 그렇게 반복하지 않는 것이 좋습니다 수 있습니다. 능력이 달성되면 첫 번째 시도에서 성공 접종은 동물의 거의 100 %가 예상된다. 먼저 쥐를 사용하여 기술을 쉽게 배울 수 있습니다; 생쥐보다 섬세하고 너무 작아LS 빠르게 조작하지 않을 경우 응고 한천으로 차단하는 것이 더 쉽다. 사전 온난화 주사기, 튜브 및 염분뿐만 아니라 낮은 설정에 가열 패드와 같이 따뜻한 (뜨겁지 않은) 표면에 삽관 장치를 유지하는 등, 한천의 응고를 방지 할 수 있습니다. 기술을 학습하면, 어두운 색의 염료 (예 농축 메틸렌 블루 등) 대신에 한천의 세균 현탁액을 이용하여 접종의 적절한 배치를 연습하는 것도 유용하다. 즉시 염료 접종하기 (동물이 마취 안락사 사이에 복구 할 수 없음) 동물 바와 같은 절차를 수행하지만, 안락사. 염료가 배치 된 위치를 확인하고 그에 따라 기술을 조정 해부.

이 모델의 주요 엔드 포인트는 감염된 폐에서 CFU입니다. 생존 세균 부담 좋은 지표 아니며 추천 끝점 아니다. 이 predicte 같이 그룹당 6 동물 - 효능 연구를 위해 제안 된 N이 5 인D는 적어도 90 %의 전력으로 ≥1 로그를 군간 10 CFU 차이를 검출한다. 동물 케이지 동료가 함께 남아, 또는 진정한 무작위 과정을 준수 할 수 있도록 그룹에 감염 될 수있다. 기가 케이지에 의해 할당 된 경우 그룹을 마지막으로 감염된 끝 연구 성장 컨트롤 임의 순서로 감염되어야합니다 (즉 박테리아의 생존을 확인 / 니스가 상승 된 온도에 노출 된 시간의 길이에 의해 영향을받지 않았다 물 목욕). 데이터의 검열 방법이 필요 없을 것, 그리고 아무도 잘못 접종 연구의 시작 부분에 (이전에 모든 치료의 시작에) 분명히했습니다 어떤 동물의 즉각적인 제거를 제외하고 권장되지 않습니다. 연구 종료 전에 안락사되는 동물 샘플링되어야하고 결과를 제외 할 타당한 이유가 전향 적으로 확인되지 않는 한 데이터 세트에 (감염 또는 치료 관련이없는 즉, 이벤트)을 포함. 약 이월 할 수있다 AFF요법 몇 가지 샘플 모든 생체 내 감염 모델에서 중요한 고려 사항이다. 화합물이 안락사시에 자주 근접 주어진 또는 긴 반감기를 갖고 있으면 (박테리아 열거 프로세스 중에 박테리아 생체 죽이고 희석 도금 계속 충분히 높은 농도로 조직 파쇄에 존재할 수있다 하룻밤 배양하는 동안 한천 플레이트에 샘플 또는). 이 활성탄 및 / 또는 균질화하기 전에 샘플에 첨가 될 수있는 박테리아 세포를 해치지 않고 활성 분자를 분해 첨가제를 방지 할 수있다. 다른 방법 (상청액에 남아 있어야) 활성 화합물의 대부분을 제거하기 위해 샘플을 원심 분리하고 서로 다른 희석을 이용하여 충분히 비 억제 농도의 활성 화합물을 희석시키는 방식 도금 포함한다.

난,도 2에 도시 된 실시 예에서,이 모델을 성공적으로 입증다른 모형 (예를 들면 H. 인플루엔자)에서 성장하지 않는 것들을 포함 유기체의 광범위한 설치류에서 폐 감염을 nduces. 이러한 감염은 실험이 주어진 분리와 모델 오류 및 / 또는 성능 저하로 인해 반복해야하는 가능성을 감소, 일관되고 재현 할 수 있습니다. 동물 면역 있지만, 그들은 모든 경우 신속하게 감염을 해결 할 수 없습니다. 이것은 많은 균주가 반복 주사 호중구를 유지할 필요없이 적어도 96 시간을 통해 가능한 감염을 유지 같은 연구 길이 향상된 유연성을 허용한다. 면역 적격 동물에서의 항균 효과를 연구의 잠재적 이점은 이전에 21 20 주목 받고 있으며, 일부 화합물 (예를 들면 옥사 졸리 디논)을 위해 비 호중구 설치류 데이터 더 정확하게 그 렌더링 호중구 비하여 인체 노출 타겟을 예측할 수 있다는 증거가있다 5. t의 범용 유틸리티비교를 위해, 리드 최적화 작업 (16) (17)을 지원하기 위해 모델에 의해 생성 된 문서 및 미공개 많은 데이터 수집, 22-24 부분 그 모델이도 3 및도 4표 12 이들 연구에서 입증되어있다 상술 한 바와 같이 제안 된 인간의 투여 확인 19, 25 ~ 29과 PK의 /의 PD 특성 (18)가, 30 ~ 32 .WHILE이 모델이 처음 비강 흡입 방법과 비교하여 수행하는 것이 더 복잡식이 요법, 많은 혜택이 있습니다. 연습과 일상적인 사용으로, 기술을 수행 할 수 간단하게한다.

그것은 기준의 세균 부담이 일반적으로 다른 폐 감염 모델에서 대상보다 낮았다 일부 연구에서 언급 할 수있다. 특히 마우스의 한천에 필요한 희석 및 작은 도전 볼륨에 상당 부분 기인한다. 그러나, 그것은 또한 주목해야그 세균 성장 ​​초기 부하가 비교적 낮은에도 모든 경우에 나타났다. 대상 기준 박테리아 부하는 6 중증 폐렴 (33)와 인간의 환자에서 추정 밀도에 해당하는 10 CFU / 폐 (6.8 로그 평균 폐 가중치에 따라 마우스에서 조직의 10 CFU / g 7.3) 로그 6.5. 높은 기준선 부담 상기 세균 접종 물을 농축시켜 추가 또는 세균의 성장을 허용하는 화합물 투여의 시작을 지연시킴으로써 달성 될 수있다; 그러나, 너무 많은 도전 부하의 증가에 관계없이 감수성의 모든 항균 치료에 불응하다 비정상적으로 심한 급성 질환 (이하 24 시간에 죽음)으로 이어질 수 있습니다. 접종이 초기 동물의 왼쪽 폐에 우선적으로 배치되어 있지만, 감염은 일반적으로 양쪽 폐에 걸쳐 퍼진다. 진보적 인 폐 질환, 다른 기관에 박테리아의 보급, 그리고 궁극적으로 이환율은 종종 observ입니다S. 폐렴, K. pneumoniae에와 녹농균과 에디션. 관심, H. 인플루엔자와 A. baumannii가와 감염은 일반적으로 더 포함 된 거의 소정의 세균 접종에 사망에이를 수 없습니다.

이 모델에서 얻은 효능 결과는 시험 관내 감수성 프로필뿐만 아니라 정의 PK / PD의 목표와 잘 상관 관계가있다. 세균 부담의 감소는 정기적으로, 테스트중인 에이전트에 민감 간주 분리 관찰되어 그 생각에 강한 전시 기준 16, 17, 19, 24 ~ 29 위의 변화없이 또는 박테리아 성장하면서. 두 퀴놀론이 모델 (32)를 사용하여 마크로 라이드를 평가 쥐 연구에 필요한 PK / PD의 대상이와 함께, 호중구 감소증 마우스에서 결정된 타겟과, 더 중요한 상관 관계를베이스 라인과 비교하여 S. 폐렴 10 감소 1 로그 것으로 나타났습니다 지역 사회 획득 세균성 pneum 임상 대상onia 6, 7, 34, 35. Gepotidacin, 새로운기구 항생제, 여러 S. pneumoniae에 대해 테스트 및 호중구 허벅지 모델 1 로그 (10)의 감소에 필요한 것과이 폐 감염 모델 (31)에 1 로그 (10) 감소 비슷한 PK의 /의 PD 대상이 필요했다 36 폐 침투가 고려되었다 (파일 데이터). 폐 침투 37을 고려했을 때 유사하게, 녹농균에 대한 GSK2251052에 대한 마우스에서 결정된 PK / PD 대상은 38 정체, 1이 폐 모델 (30)와 호중구 허벅지 감염 모델 사이 CFU 10 감소 (2) - 로그에 대한 일치했다 . 가난 비강 접종을 사용하여 호중구 폐 감염 모델과 상관 관계; 그러나, GSK2251052는 연구 (38)의 정적 응답보다 더 생산하지 않았다. 이 6 로그에 비해 8 로그 10 CFU / 마우스를이었다 더 높은 세균 접종에 기인 할 수있다 (37)와 기관 내 삽관 (30) 모델 마우스입니다. 그것은 번역 예측 능력을 평가하기 위해 기존 모델과 임상 데이터와의 상관 관계와 직접 비교를 허용하는 이와 같은 데이터의 수집, 벤치마킹을 위해 중요하다. 기관 내 삽관 폐 감염 모델의 더 광범위한 사용은 분석의이 유형에 대한 추가 데이터를 제공 할 것입니다.

이 면역 폐렴 모델의 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 첫째, 그것은 높은 세균 접종은 일반적으로 너무 심한 감염의 이러한 연구 결과를 필요하기 때문에 자연 저항의 출현을 평가하기에 매우 적합하지 않습니다. 시도에 이어 (파일 데이터) 기존의 독소를 제거하기 위해 접종의 철저한 세척에도 불구하고 (이하 24 시간에서 죽어가는이되고, 즉 동물) 박테리아 7 또는 8 로그, 빠른 사망률이 관찰되었다베이스 라인에서 10 CFU의 부담을 달성했다. 이것큰 설치류를 이용하여이 문제를 해결하는 것이 가능할 수있다. 쥐, 특히 무거운 쥐 (> 250g), 더 나은 마우스에 비해 높은 접종을 허용 할 것으로 보인다 및 연구의 이러한 유형에 적합 할 수있다. 병원체의 상호 작용 : 두 번째 제한은 감염 인핸서 한천의 사용은 특정 호스트의 평가 용 모델을 사용하는 것을 배제 할 수 있다는 것이다. 이는 감염이 완전히 폐 내에서 확립 될 때까지 한천 보호 초점을 제공하는 것으로 여겨진다. 오히려이 문제를 극복하기 위해 한천보다 식염수에 접종을 제공 할 수있다; 그러나, 이것은 일부 균주 감염을 생산할 것을 주목해야한다. 셋째, 기술에 능숙하게 할 필요 가파른 학습 곡선이있다. 절차는 특히 마우스의 섬세한 될 수 있습니다. 실수 식도로 금속 정맥을 배치 쉽고, 과도한 힘이 식도 또는 기관 중 하나의 구멍으로 이어질 수 있습니다. 접종주의 깊게 배치는도필요한 동물 중 하나를 적절하게 감염 복구하거나하지 않을 수 있습니다. 원활하고 정확하게, 그러나 인내와 인내로, 하나는 매우 능숙하게 할 수 있고 신속하게 기술을 수행합니다.

호중구에 대한 요구를 제거 안정성 및 재현성을 향상 연구자 개 병원체 균주를 연구 할 수 있도록 실험 설계의 유연성을 개선하고 폐렴의 약물 동력학을 특성화 도전 감염을 제공함으로써, 이러한 면역 폐 감염 모델은 항생제 발견 상당한 가치를 추가 커뮤니티. 추가 연구자에 의해이 모델의 사용 증가는 더 광범위한 수용을 확보하고 적절한 해석을위한 지원 정보를 계속 제공하기 위해 필요한 벤치마킹을 제공하는 데 도움이됩니다.

Disclosures

저자는 모든 회사 내에서 주식의 글락소 스미스 클라인 제약의 직원과 자신의 주식을 지급됩니다.

Acknowledgments

JH 인정하고 먼저 우리에게이 모델을 가르치는 스승, 친구와 전 매니저 발레리 베리 감사하고자; 우리에게의 기초를 가르치고 항균 PK의 / (PD)의 필드에 우리의 노력을 영감 게리 Woodnutt. 모든 저자는 우리의 과학에 대한지지 및 감사에 대한 데이비드 페인을 감사드립니다. 우리는 이러한 방법, 특히 피트 DeMarsh, 롭 스트라우브, 로니 페이지와 그러 겠지 시몬를 사용하여 생성 된 데이터의 몸에 기여 생체 내 미생물 동료에서 우리의 이전을 인정하고 싶습니다. 마지막으로, 우리의 감사는 특히 우리가 요청하는 모든 마이크를 (린 맥 클로 스키, 조쉬 웨스트와 샤론 분)을 제공하기 위해, 그들의 도움을 우리의 체외 미생물학 동료로 이동; 및 전문가의 조언 및 지원 (린다 밀러, 니콜 Scangarella - 오만, 데보라 버틀러)를 제공하는 임상 미생물학 팀.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
TSA II Trypticase Soy Agar with 5% Sheep Blood Becton Dickinson and Company 4321261
Chocolate II Agar Becton Dickinson and Company 4321267
BBL Brain Heart Infusion Broth Modified Becton Dickinson and Company 299070
BBL Trypticase Soy Broth with 20% Glycerol Becton Dickinson and Company 297808 storage media for frozen stock
Inoculating loop Nunc 251586
0.9% Sodium Chloride, USP Baxter Healthcare Corporation NDC 0338-0048-04
Difco Nutrient Agar Becton Dickinson and Company 213000
30 mL free standing centrifuge tube with cap EverGreen Scientific 222-3530-G80
50 mL Polypropylene Conical Tube 30 x 115 mm Falcon, a Corning Brand 352070
14 mL Polypropylene Round-Bottom Tube 17 x 100 mm Falcon, a Corning Brand 352059
Guide Tool Intek Services Ltd GT01 custom-made metal cannula for rats
90' Portex tubing SAI POR-080-100 plastic cannula for rats
1 mL TB syringe slip tip Becton Dickinson and Company 309659
PrecisionGlide Needle 25 G x 5/8 Becton Dickinson and Company 305122
Animal feeding needle - straight 20 x 3" 2-1/4 Popper and Sons, Inc 7903 used to create metal cannula for mice
Intramedic polyethylene tubing Clay Adams brand - Becton Dickinson and Company 427401 plastic cannula for mouse 
75 TN 5.0 µL syringe 26s/2"/2 Hamilton 87930 HPLC glass injection syringe
Pyrex tube, culture 25x150 screwcap with rubber liner Corning 9825-25 to autoclave/store metal cannulae
70% isopropyl alcohol Vi-Jon (Swan) NDC 0869-0810-43
Isoflurane, USP Piramal Healthcare NDC 66794-013-10
Stomacher  Seward Stomacher80
Stomacher 80 classic bags Seward BA6040
Assay plate, 96 well, round bottom Costar, Corning Inc 3795 optional, for serial diluting
Blood Omni Plates Hardy #A127 optional, rectangular blood plates

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References

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