Flere metoder er blitt beskrevet i litteraturen for modellering av bakteriell lungebetennelse hos mus. Heri beskriver vi en ikke-invasiv, billig, rask fremgangsmåte for indusering av pneumoni via aspirasjon (dvs. inhalering) av et bakterielt inokulum pipettert over i oropharynx. Nedstrøms metoder for vurdering av lunge medfødte immunrespons er også detaljert.
Selv om smittsom lungebetennelse er fortsatt et stort folkehelseproblem, har murine modeller av bakteriell lungebetennelse nylig tilrettelagt betydelige prekliniske fremskritt i vår forståelse av de underliggende cellulære og molekylære patogenesen. In vivo musemodeller fange integrert fysiologi og robusthet i vertens forsvar respons i en måte som ikke er avslørt av alternative, forenklede ex vivo tilnærminger. Flere metoder er blitt beskrevet i litteraturen for intrapulmonal inokulering av bakterier i mus, inkludert aerosolisering, intranasal levering, peroral endotrakeal kanylering under "blind" og visualisert forhold, og transkutan endotrakeal kanylering. Alle metoder har relative fordeler og begrensninger. Heri beskriver vi i detalj en ikke-invasiv, teknisk sett ikke-intensive, billig og hurtig metode for intratrakeal levering av bakterier som involverer aspirasjon (dvs. inhalering) av musenav en infeksiøs inokulum pipettert over i oropharynx mens under generell anestesi. Denne metoden kan benyttes for pulmonal avlevering av et vidt spekter av ikke-kaustiske biologiske og kjemiske midler, og er forholdsvis lett å lære, selv for laboratorier med minimal tidligere erfaring med pulmonal prosedyrer. I tillegg til å beskrive aspirasjonspneumoni metode, tilbyr vi også trinnvise prosedyrer for analysering av påfølgende in vivo lunge medfødte immunrespons av musen, spesielt metoder for å kvantifisere bakteriell klaring og den cellulære immunrespons av den infiserte luftveier. Denne integrerte og enkel tilnærming til lungebetennelse vurderings gir mulighet for hurtig og robust evaluering av effekten av genetiske og miljømessige manipulasjoner på lunge medfødt immunitet.
Smittsom lungebetennelse er fortsatt den ledende dødsårsaken fra infeksjon i USA, med litt generell endring i dødelighet i løpet av de siste 40 årene til tross for forbedringer i vaksinering og antibiotika strategier 1,2. Til tross for mangelen på merkbar framgang på folkehelsenivå, i de senere årene dramatiske fremskritt har blitt gjort i vår forståelse av molekylære og cellulære patogenesen av lungebetennelse, med mange av disse trinnene frem gjort mulig ved bruk av musemodeller av lungebetennelse. Den genetiske tractability av musen, har likheten av murine og humane immunforsvar, og det store utvalget av murine målrettede immunologiske reagenser som har blitt kommersielt tilgjengelig sammen tilrettelagt rask fremgang av feltet.
Musemodeller av bakteriell lungebetennelse beskrevet i litteraturen har generelt grunnlag en av fire tekniske ruter for patogen vaksinasjon: i) forstøvning; ii) intranasal levering; iii) peroral levering; og iv) kirurgisk intratrakeal injeksjon (dvs. trakeotomi) 3. Alle rutene på infeksjon har fordeler og ulemper 3. Spesielt relative eksponering av øvre luftveier, potensialet for innblanding av oronasal flora, krav til generell anestesi, variasjon av podestoff levert til distale lunge, lobar fordelingen av de leverte patogener, tekniske krav til kompetanse, og prosessuelle sykelighet varierer mye på tvers av disse tilnærminger.
Vanligvis brukes perorale infeksjon teknikker inkluderer endotrakeal (translaryngeal) kanylering via enten en "blind" (non-visualisert) tilnærming, eller under direkte strupe visualisering 3-5. Begge metodene, mens robust, krever betydelig trening og også innebære risiko for skade på øvre luftveier. I den foreliggende rapport beskriver vi en teknisk sett ikke-intensive, ikke-invasiv, billig og hurtig metode for peroral smitte, wherved bakterier (Klebsiella pneumoniae i eksempelet som er vist) pipettert over i oropharynx av en bedøvet mus leveres til lungene via aspirasjon (dvs. inhalering). Vi og andre har brukt aspirasjonslungebetennelse teknikken med hell 6-9. Denne allsidige og lett lært lunge-leveringsmetode kan utvides til levering av mange flere ikke-kaustiske midler til lungene, inkludert cytokiner og andre proteiner, patogen-forbundet molekyler (f.eks lipopolysakkarid), celler (dvs. adoptiv overføring), og giftstoffer (for eksempel bleomycin). I tillegg til å diskutere viktige tekniske hensyn, vi beskriver også en integrert, kvantitativ tilnærming for å vurdere den påfølgende vertsrespons til lungebetennelse, inkludert nedstrøms måling av bakteriell clearance (dvs. kolonidannende enhet [CFU] kvantifisering i lunge og perifere organer) og leukocytter akkumulering i luftrommet.
Murine modeller av bakteriell lungebetennelse, inngått samarbeid med genet targeting og in vivo biologiske og farmakologiske intervensjoner, har gitt kritisk innsikt i lunge vertens forsvar respons. Store fremskritt er gjort spesielt i vår forståelse av kjemokiner og adhesjonsmolekyler som styrer rekruttering av nøytrofile til den infiserte luftrom 10,11. In vivo modeller av lungebetennelse, i motsetning til cellebaserte eller alternative tilnærminger, har også gitt viktige innsikt i e…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported in part by the Intramural Research Program of the National Institutes of Health, National Institute of Environmental Health Sciences (Z01 ES102005).
Klebsiella pneumoniae, serotype 2 | ATCC | 43816 | |
Tryptic soy broth | Becton Dickenson | 211825 | |
Excel Safelet IV Catheters, 18G x 1 1/4" | Claflin Medical Equipment | MEDC-031122 | |
Hema 3 Solution 1 | Fisher | 23-122-937 | |
Hema 3 Solution 2 | Fisher | 23-122-952 | |
Hema 3 Fixative | Fisher | 23-122-929 | |
27½ gauge tuberculin syringes | Fisher | 14-826-87 | |
Lithium heparin plasma collectors | Fisher | 2675187 | |
L-shaped disposable spreaders | Lab Scientific | DSC | |
1x PBS, pH 7.4 | prepared in-house | n/a | Distilled water (5 L), NaCl (40 g), KCl (1 g), Na2HPO4 (5.75 g), KH2PO4 (1 g) |
ACK lysis buffer | prepared in-house | n/a | NH4Cl (4.145 g), KHCO3 (0.5 g), EDTA (18.6 mg), bring up to 500 ml with distilled water and pH to 7.4 |