माइक्रोबियल समुदायों का अध्ययन<em> Vivo</em>: बीच होस्ट की मध्यस्थता बातचीत का एक मॉडल<em> Candida Albicans</em> और<em> Pseudomonas aeruginosa</em> एयरवेज में
Summary
While in vitro study of host-pathogen interactions allow the characterization of specific immune responses, in vivo models are required to observe the effects of complex responses. Using Candida albicans exposure followed by Pseudomonas aeruginosa-mediated lung infection, we established a murine model of microbial interactions involved in ventilator-associated pneumonia pathogenicity.
Abstract
मेजबान रोगज़नक़ बातचीत के अध्ययन के सूक्ष्म जीवाणु संक्रमण के दौरान pathogenicity की अंतर्निहित तंत्र को समझने के लिए हमें सक्षम बनाता है। मेजबान के रोग का निदान रोगज़नक़ 1 के खिलाफ एक अनुकूलित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया की भागीदारी पर निर्भर करता है। प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया रोगज़नक़ों और कई प्रतिरक्षा या गैर प्रतिरक्षा सेलुलर प्रकार 2 की बातचीत से जटिल और परिणाम है। इन विट्रो अध्ययन में इन मुलाकातों विशेषताएँ और सेल रोगज़नक़ बातचीत पर ध्यान केंद्रित नहीं कर सकते हैं। इसके अलावा, विशेष रूप से पकने वाला पुरानी फेफड़ों की बीमारी के साथ या यंत्रवत् हवादार रोगियों में रोगियों में एयरवे 3, में, polymicrobial समुदायों मौजूद हैं और मेजबान रोगज़नक़ बातचीत को मुश्किल। Pseudomonas aeruginosa और कैंडिडा सफेद दोनों समस्या अक्सर tracheobronchial नमूने से अलग, 4 रोगजनक हैं, और विशेष रूप से गहन चिकित्सा इकाई में 5, गंभीर संक्रमण से जुड़े हुए। माइक्रोबियल बातचीत की हैइन विट्रो में इन रोगज़नक़ों के बीच सूचना दी लेकिन इन मुलाकातों के नैदानिक प्रभाव 6 अस्पष्ट बनी किया। सी। सफेद और पी के बीच बातचीत का अध्ययन करने के लिए aeruginosa, सी का एक murine मॉडल एक पी के द्वारा पीछा सफेद एयरवेज उपनिवेशन, aeruginosa- मध्यस्थता तीव्र फेफड़े में संक्रमण प्रदर्शन किया गया था।
Introduction
पशु मॉडल, विशेष रूप से चूहों, बड़े पैमाने पर रोगजनकों के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया है। सहज और अधिग्रहण उन्मुक्ति rodents और मनुष्य के बीच 7 अलग है, प्रजनन में आसानी और कई जीनों के लिए नॉकआउट के विकास, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया 8 अध्ययन करने के लिए चूहों एक शानदार मॉडल बनाते हैं। प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया जटिल है और एक रोगज़नक़ की बातचीत से परिणाम, निवासी सूक्ष्म वनस्पति और कई प्रतिरक्षा (लिम्फोसाइटों, न्यूट्रोफिल, मैक्रोफेज) और गैर-प्रतिरक्षा (उपकला कोशिकाओं, endothelial कोशिकाओं) सेलुलर प्रकार 2। इन विट्रो अध्ययन के अवलोकन की अनुमति नहीं है इन जटिल बातचीत और मुख्य रूप से अद्वितीय सेल रोगज़नक़ बातचीत पर ध्यान केंद्रित। पशु मॉडल सावधानी के साथ प्रयोग किया है और बहुत ही विशिष्ट और प्रासंगिक सवाल तक सीमित किया जाना चाहिए, वहीं माउस मॉडल विवो में स्तनपायी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में एक अच्छी अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं और महत्वपूर्ण नैदानिक सवाल 7 के कुछ हिस्सों को संबोधित कर सकते हैं।
<p class="Jove_content"> वायुमार्ग में, माइक्रोबियल समुदाय अलग सूक्ष्मजीवों 6 की एक बड़ी संख्या जोड़ जटिल है। क्या एक "सामान्य" एयरवे Microbiome गठन निर्धारित किया जाना बना रहता है, वहीं निवासी समुदायों अक्सर polymicrobial हैं, और विविध पारिस्थितिक स्रोतों से उत्पन्न। पकने वाला पुरानी फेफड़ों के रोग (सिस्टिक फाइब्रोसिस, bronchectasis) के साथ रोगियों या यंत्रवत् हवादार रोगियों पर्यावरण की दृष्टि से हासिल कर लिया सूक्ष्मजीवों 9 से कारण एयरवेज के उपनिवेशवाद के लिए एक विशेष वनस्पति दिखा रहे हैं। Pseudomonas aeruginosa और कैंडिडा सफेद दोनों समस्या अक्सर tracheobronchial नमूनों से एक साथ अलग-थलग, 5 रोगजनक हैं , और विशेष रूप से गहन चिकित्सा कक्ष (आईसीयू) 4 में, इन रोगियों में गंभीर अवसरवादी संक्रमण का जिम्मेदार।पी के खिलाफ एंटी-माइक्रोबियल उपचार में आईसीयू परिणामों में तीव्र निमोनिया के दौरान इन सूक्ष्मजीवों का अलगाव aeruginosa खकेन्द्र शासित प्रदेशों के खमीर आमतौर पर इस साइट 5 पर रोगजनक नहीं माना जाता है। पी के बीच इन विट्रो बातचीत aeruginosa और सी सफेद व्यापक रूप से बताया और इन सूक्ष्मजीवों के विकास और एक दूसरे के अस्तित्व को प्रभावित कर सकते हैं, लेकिन अध्ययन के निष्कर्ष नहीं कर सकता है कि दिखाया गया है कि अगर सी की उपस्थिति सफेद मेजबान 10 के लिए हानिकारक या फायदेमंद है। माउस मॉडल पी के इस प्रासंगिकता को संबोधित करने के लिए विकसित किए गए aeruginosa और सी विवो में सफेद, लेकिन सूक्ष्मजीवों के बीच बातचीत के प्रमुख मुद्दा नहीं था। दरअसल, मॉडल सी की भागीदारी का मूल्यांकन करने के लिए स्थापित किया गया था मेजबान प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया है, और परिणाम में सफेद।
रॉक्स एट अल द्वारा स्थापित पिछले मॉडल पहले से ही सी के साथ एक प्रारंभिक उपनिवेशन इस्तेमाल किया सफेद पी से प्रेरित एक गंभीर फेफड़ों के संक्रमण से पीछा aeruginosa। उनकी मॉडल का उपयोग करना, लेखकों पी के एक हानिकारक भूमिका पायाrior सी सफेद 11 बसाना। हालांकि रॉक्स एट अल सी के एक उच्च लोड का इस्तेमाल किया लगातार 3 दिनों के दौरान 2 एक्स 10 6 CFU / माउस के साथ अपने मॉडल में सफेद। हम सी के एक 4 दिन मॉडल की स्थापना सफेद एयरवे उपनिवेशन, या इस मॉडल सी में फेफड़ों की चोट के बिना कम से कम हठ, पर सफेद माउस (चित्रा 2 बी) 12,13 प्रति 10 5 CFU की एक भी टपकाना के बाद 4 दिनों के लिए लिया गया था। 4 दिनों के बाद, भड़काऊ सेल भर्ती, भड़काऊ साइटोकाइन उत्पादन और न ही उपकला क्षति के कोई सबूत नहीं मनाया गया। सी के शिखर उपस्थिति में 48 घंटा, – 24 पर सफेद, एक सेलुलर और साइटोकाइन सहज प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया मनाया गया, भले ही फेफड़ों की चोट के कोई सबूत नहीं था। हैरानी की बात है, चूहों इस प्रकार सी के साथ उपनिवेश पी के टपकाना Intranasal को सफेद 48 घंटा से पहले aeruginosa पी के साथ चूहों की तुलना में संक्रमण तनु था अकेले aeruginosa संक्रमण। मैंndeed, चूहों कम फेफड़ों की चोट का प्रदर्शन किया और बैक्टीरियल बोझ 12,13 कमी आई है।
कई परिकल्पनाएं सी के साथ पूर्व उपनिवेश की स्थापना के इस लाभकारी प्रभाव की व्याख्या कर सकता पी पर सफेद aeruginosa तीव्र फेफड़े में संक्रमण मध्यस्थता। सबसे पहले, प्रत्येक सूक्ष्मजीवों कोरम संवेदन प्रणाली, homoserinelactone आधारित पी से जुड़े एक interspecies पार बात aeruginosa प्रणाली और farnesol आधारित सी सफेद प्रणाली, का मूल्यांकन किया गया। दूसरा, सी फेफड़ों के उपकला कोशिकाओं से रोगज़नक़ मनोविनोद पी aeruginosa के लिए एक "प्रलोभन" लक्ष्य के रूप में अभिनय सफेद अध्ययन किया गया था। दोनों परिकल्पनाओं (अप्रकाशित डेटा) अवैध थे। तीसरे परिकल्पना सी द्वारा सहज प्रतिरक्षा प्रणाली के एक "भड़काना" की थी कि पी के खिलाफ एक बढ़ाया बाद में सहज प्रतिक्रिया के लिए जिम्मेदार सफेद aeruginosa। यह पिछले परिकल्पना की पुष्टि की थी। दरअसल सी सफेद उपनिवेशन सहज उन्मुक्ति के एक भड़काना throu करने के लिए नेतृत्वजीएच आईएल 22, मुख्य रूप से वृद्धि हुई बैक्टीरियल निकासी में जिसके परिणामस्वरूप, जन्मजात लसीकावत् कोशिकाओं द्वारा स्रावित और फेफड़ों की चोट से 12 कम कर दिया।
अंत में, मेजबान सहज प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया नियमन और विभिन्न भड़काऊ प्रकार की कोशिकाओं को शामिल सूक्ष्मजीवों के बीच बातचीत में एक केंद्रीय अभिनेता है। इन जटिल प्रतिरक्षा बातचीत विट्रो में विच्छेदित किया जा सकता है, जबकि प्रारंभिक परिकल्पनाओं केवल विवो मॉडल में उचित द्वारा प्रदान किया जा सकता है। निम्नलिखित प्रोटोकॉल दूसरों सूक्ष्मजीवों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है कि मेजबान की मध्यस्थता रोगज़नक़ बातचीत के vivo अध्ययन का एक उदाहरण है।
Protocol
Representative Results
Discussion
पशु मॉडल, विशेष रूप से स्तनधारियों, प्रतिरक्षा के क्षेत्र में मेजबान रोगज़नक़ बातचीत के जटिल तंत्र को स्पष्ट करने के लिए उपयोगी होते हैं। बेशक, केवल आवश्यक होना चाहिए पशु मॉडल से प्राप्य जानकारी के लि?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge the University of Lille and the Pasteur Institute of Lille, especially Thierry Chassat and Jean-Pierre Decavel, responsible for animal housing breeding safety and husbandry. This work was supported by the “Société de Pathologies Infectieuses de Langue Française” (SPILF).
Materials
| Sevorane, Sevoflurane | Abott | 05458-02 | 250 mL plastic bottle |
| Fluorescence Reader Mithras LB940 | Berthold Technologies | reference in first column | no comment |
| Bromo-cresol purple agar | Biomerieux | 43021 | x20 per unit |
| Pentobarbital sodique 5,47% | CEVA | 6742145 | 100 mL plastic bottle |
| 2-headed valve | Distrimed | 92831 | no comment |
| Sterile inoculation loop 10 µL | Dutscher | 10175 | x1000 conditioning |
| Insuline syringes 1 mL | Dutscher | 30003 | per 100 conditioning |
| 2 positions Culture tube 8 mL | Dutscher | 64300 | no comment |
| Ultrospec 10 | General Electric life sciences | 80-2116-30 | no comment |
| Hemolysis tubes 13 x 75 mm | Gosselin | W1773X | per 100 |
| PBS – Phosphate-Buffered Saline | Life technologies | 10010023 | packaged in 500 mL |
| amikacin 1g | Mylan | 62516778 | per 10 |
| Heparin 10 000 UI in 2 mL | Pan pharma | 9128701 | x 10 per unit |
| RAL 555 coloration kit | RAL Diagnostics | 361550 | 3 flacons of 100 mL |
| 1,5 mL microcentrifuge tube | Sarstedt | 55.526.006 | x 1000 |
| Transparent 300 µL 96-well plate | Sarstedt | 82 1581500 | no comment |
| Yest-peptone-Dextrose Broth | Sigma | 95763 | in powder |
| FITC-albumin | Sigma | A9771 | in powder |
| Luria Bertani Broth | Sigma | L3022 | in powder |
| 25-gauge needle | Terumo or unisharp | A231 | x100 conditioning |
| Cytocentrifuge | Thermo Scientific | A78300003 | no comment |
References
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