Murine Oropharyngeal आकांक्षा मॉडल वेंटीलेटर-एसोसिएटेड और अस्पताल के अधिग्रहण बैक्टीरियल निमोनिया
Summary
संक्रामक निमोनिया मानव में सबसे आम संक्रमण के बीच है । vivo मॉडल में एक उपयुक्त रोग रोगजनन को समझने और उपंयास चिकित्सकीय की प्रभावकारिता के परीक्षण के लिए महत्वपूर्ण है । इस murine oropharyngeal आकांक्षा निमोनिया मॉडल के साथ, एक इन घातक संक्रमण के खिलाफ रोगजनन और नए उपचार की जांच कर सकते हैं ।
Abstract
Murine संक्रमण मॉडल रोग रोगजनन को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं और करणीय रोगजनकों का मुकाबला करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपंयास चिकित्सकीय की प्रभावकारिता का परीक्षण । संक्रामक निमोनिया सबसे आम क्लिनिक में रोगियों द्वारा प्रस्तुत संक्रमण के बीच है और इस तरह vivo मॉडल में एक उपयुक्त वारंट । ठेठ निमोनिया मॉडल intranasal टीका, जो फेफड़ों के बाहर अत्यधिक जीवों जमा का उपयोग करें, बंद लक्ष्य जटिलताओं और लक्षण, जैसे साइनसाइटिस, gastritis, आंत्रशोथ, शारीरिक आघात, या एयरोसोल की नकल करने के लिए microparticle धुंध के कारण वायरल, तपेदिक, या कवक निमोनिया की अधिक विशिष्ट फैला । इन मॉडलों को सही ढंग से विशिष्ट समुदाय के रोगजनन-या स्वास्थ्य देखभाल प्राप्त बैक्टीरियल निमोनिया को प्रतिबिंबित नहीं है । इसके विपरीत, oropharyngeal आकांक्षा निमोनिया के इस murine मॉडल हेल्थकेयर-उपार्जित निमोनिया में छोटी बूंद मार्ग की नकल । anesthetized चूहों के oropharynx में बैक्टीरिया सस्पेंशन के Inoculating ५० µ एल की सजगता आकांक्षा का कारण बनता है, जो निमोनिया में परिणाम है । इस मॉडल के साथ, एक निमोनिया के रोगजनन की जांच कर सकते हैं-रोगजनकों और नए उपचार के कारण इन रोगों का मुकाबला करने के लिए ।
Introduction
लोअर श्वसन संक्रमण दुनिया के घातक संचारी रोग और विकासशील देशों में मौत का सबसे आम कारण है1. विश्व स्तर पर, इन संक्रमणों से अधिक ३,२००,००० मौतें1के लिए खाते । इसके अलावा, nosocomial निमोनिया स्वास्थ्य देखभाल के अधिग्रहण के सबसे आम और घातक रूपों में से एक है, और सबसे एंटीबायोटिक प्रतिरोधी रोगजनकों2,3के कारण होता है । दोनों समुदाय-अधिग्रहीत और nosocomial निमोनिया के लिए बैक्टीरियल निमोनिया के अधिग्रहण का विशिष्ट मार्ग alveoli में oropharyngeal सामग्री की आकांक्षा है । इन रोगों का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया Murine मॉडल अक्सर intranasal टीका4का उपयोग करें, फेफड़ों के बाहर बैक्टीरिया के बहुत जमा, बंद लक्ष्य जटिलताओं और साइनसाइटिस और शारीरिक आघात है, जो रोग के साथ incongruent रहे हैं जैसे लक्षण के कारण मानव में प्रगति है कि मॉडल का अनुकरण करने के लिए डिजाइन किए गए थे । अंय मॉडलों सांस लेना कक्षों और micromisting उपकरणों, जो और अधिक सही वायरल, तपेदिक, और कवक निमोनिया नकल का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन ठेठ बैक्टीरियल निमोनिया के लिए अधिग्रहण के सामांय मार्ग दोहराऊंगा सही नहीं है ।
murine oropharyngeal आकांक्षा निमोनिया मॉडल प्राकृतिक मार्ग और बैक्टीरियल निमोनिया के रोगजनन अनुकरण करने के लिए उपयोग किया जा सकता है । द्वारा inoculating ५० µ एल बैक्टीरियल सस्पेंशन के oropharynx में anesthetized चूहों का उपयोग कर एक पिपेट, सजगता आकांक्षा मग्न, जो संक्रामक निमोनिया में परिणाम. इस मॉडल का उपयोग कर, एक निमोनिया के रोगजनन की जांच कर सकते हैं-रोगजनकों और नए उपचार एक उच्च निष्ठा मॉडल के साथ इन रोगों का मुकाबला करने के लिए, अधिक आकांक्षा निमोनिया संक्रमण के अनुरूप मानव में मनाया. इसके अतिरिक्त, मौखिक गुहा5,6के माध्यम से संक्रमित समान मॉडल है कि इस मॉडल के विपरीत, यह सुनिश्चित करता है कि पूर्ण इनोक्युलम फेफड़ों के बजाय आंत तक पहुंचता है, जहां यह बंद का कारण हो सकता है साइट सूजन और संक्रमण, gastritis के रूप में और आंत्रशोथ । अंत में, एक और प्रकाशित मॉडल है कि श्वासनली7के माध्यम से एक laryngoscope और inoculates की आवश्यकता के विपरीत, इस मॉडल एक airway सुई के साथ gavage बाधा नहीं है और इनोक्युलम प्रसव के लिए इंजेक्शन की आवश्यकता नहीं है । इसके बजाय, टीका माउस के प्राकृतिक आकांक्षा पलटा पर निर्भर करता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह सुनिश्चित करने के लिए, चूहे लघु मनुष्य नहीं हैं । माउस मॉडल से प्राप्त परिणामों के संदर्भ में विचार किया जाना चाहिए और बाद में मनुष्यों के लिए लागू करने के लिए व्याख्या की, मतभेदों पर आधारित है और दोन?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान में एलर्जी और संक्रामक रोगों के इंस्टीट्यूट द्वारा समर्थित किया गया [अनुदान संख्या R01 AI117211, R01 AI130060, R21 AI127954, और R42 AI106375 को बी एस] और अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन [संविदा HHSF223201710199C को BML] ।
Materials
| Agar | BD | 214530 | Combine with TSB to make TSA |
| Beads, Borosilicate Glass | Kimble | 135003 | Sterilize by baking or autoclaving before each use |
| Beaker, 250 mL | Pyrex | 1003 | Used during precise aliquoting of concentrated bacterial inocula |
| Centrifuge | Sorvall | ST 40R | Capable of 4,000×g at 4°C |
| Chamber for Anesthesia | Kent Scientific Corporation | VetFlo-0720 | Accommodates up to 5 mice |
| Cryomold, Intermediate Size | Sakura Tissue-Tek | 4566 | Disposable vinyl specimen molds, 15×15×5 mm |
| Dental Floss | Oral-B | 37000469537 | Tie to stable post approx. 6" above table height |
| Forceps | VWR | 82027-440 | Used to gently pull tongue out of mouse's mouth |
| Homogenizer for Lung Tissue | Omni International | TM125-115 | Autoclave before first use; rinse between samples |
| Isoflurane for Anesthesia | Abbott | 10015516 | Alternative drug can be used; modify procedure accordingly |
| iSTAT Cartridge | Abbott | 03P79-25 | Various cartridges are available to suit your needs |
| Ketamine, 100 mg/mL | Western Medical Supply | 4165 | Dilute 1:10 in PBS to 1 mg/mL and combine with Xylazine at 1 mg/mL |
| Ointment for Eyes | Akorn | Tears Renewed | Avoid touching eye with tip of dispenser |
| Optimal Cutting Temperature (O.C.T.) Compound | Fisher Scientific | 23-730-571 | Used to freeze lung samples at -80 °C to prepare for pathology sectioning |
| Petri Dish | VWR | 25384-302 | Polystyrene, disposable, sterilized, 100×15 mm |
| Phosphate-Buffered Saline (PBS) | Corning | 21-031-CM | Dulbecco's PBS without calcium and magnesium |
| Pipette Tips, 200-μL | VWR | 10017-044 | Autoclave before use |
| Pipetter, 200-μL | Gilson | Pipetman P200 | Autoclave and calibrate before use |
| Spreader, Bacterial Cell | Bel-Art | F377360006 | Sterilize by baking or autoclaving before each use |
| Stir Bar, Magnetic, 7.9 mm Diameter × 38.1 mm Length | VWR | 58948-150 | Used for stiring concentrated bacterial inocula during aliquoting |
| Stir Plate, Magnetic | Corning | PC-620D | Used for stiring concentrated bacterial inocula during aliquoting |
| Tryptic Soy Broth (TSB) | BD | 211822 | Combine with Agar to make TSA |
| Vial, Conical, Sterile, 50 mL | Corning | 431720 | Used for preparing bacterial inocula |
| Vial, Conical, Sterile, 500 mL | Corning | 431123 | Used to concentrate inocula for preparing frozen inocula |
| Vial, Cryogenic, 2.0 mL | Corning | 430659 | Used for cryogenic storage of concentrated bacterial inocula |
| Xylazine, 20 mg/mL | Akorn | AnaSed Injection | Dilute 1:20 in PBS to 1 mg/mL and combine with Ketamine at 1 mg/mL |
Riferimenti
- Spellberg, B., Talbot, G. H. Recommended Design Features of Future Clinical Trials of Antibacterial Agents for Hospital-Acquired Bacterial Pneumonia and Ventilator-Associated Bacterial Pneumonia. Clinical Infectious Diseases. 51 (S1), S150-S170 (2010).
- Kalil, A. C., et al. Management of Adults With Hospital-acquired and Ventilator-associated Pneumonia: 2016 Clinical Practice Guidelines by the Infectious Diseases Society of America and the American Thoracic Society. Clinical Infectious Diseases. 63 (5), e61-e111 (2016).
- Medina, E. Murine model of pneumococcal pneumonia. Methods in Molecular Biology. , 405-410 (2010).
- Azoulay-Dupuis, E., et al. In vivo efficacy of a new fluoroquinolone, sparfloxacin, against penicillin-susceptible and -resistant and multiresistant strains of Streptococcus pneumoniae in a mouse model of pneumonia. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 36 (12), 2698-2703 (1992).
- Mizgerd, J. P., Skerrett, S. J. Animal models of human pneumonia. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 294 (3), L387-L398 (2008).
- Rayamajhi, M., et al. Non-surgical intratracheal instillation of mice with analysis of lungs and lung draining lymph nodes by flow cytometry. Journal of Visualized Experiments. (51), (2011).
- Nielsen, T. B., Bruhn, K. W., Pantapalangkoor, P., Junus, J. L., Spellberg, B. Cryopreservation of virulent Acinetobacter baumannii to reduce variability of in vivo studies. BMC Microbiology. 15, 252 (2015).
- Trammell, R. A., Toth, L. A. Markers for predicting death as an outcome for mice used in infectious disease research. Comparative Medicine. 61 (6), 492-498 (2011).
- Bast, D. J., et al. Novel murine model of pneumococcal pneumonia: use of temperature as a measure of disease severity to compare the efficacies of moxifloxacin and levofloxacin. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 48 (9), 3343-3348 (2004).
- Hankenson, F. C., et al. Weight loss and reduced body temperature determine humane endpoints in a mouse model of ocular herpesvirus infection. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 52 (3), 277-285 (2013).
- Adamson, T. W., Diaz-Arevalo, D., Gonzalez, T. M., Liu, X., Kalkum, M. Hypothermic endpoint for an intranasal invasive pulmonary aspergillosis mouse model. Comparative Medicine. 63 (6), 477-481 (2013).
- Nielsen, T. B., et al. Diabetes Exacerbates Infection via Hyperinflammation by Signaling through TLR4 and RAGE. mBio. 8 (4), (2017).
- Nielsen, T. B., et al. Monoclonal Antibody Protects Against Acinetobacter baumannii Infection by Enhancing Bacterial Clearance and Evading Sepsis. Journal of Infectious Diseases. 216 (4), 489-501 (2017).
- Cheng, B. L., et al. Evaluation of serotypes 5 and 8 capsular polysaccharides in protection against Staphylococcus aureus in murine models of infection. Human Vaccine Immunotherapy. 13 (7), 1609-1614 (2017).
- Wong, D., et al. Clinical and Pathophysiological Overview of Acinetobacter Infections: a Century of Challenges. Clinical Microbiology Reviews. 30 (1), 409-447 (2017).
