Murine orofaryngeal aspirasjon modell av vifte-assosiert og sykehus-ervervet bakteriell lungebetennelse

Summary

Smittsomme lungebetennelse er blant de vanligste infeksjonene i menneskelig. En passende i vivo modell er avgjørende for forstå sykdom patogenesen og teste effekten av romanen therapeutics. Med denne murine orofaryngeal aspirasjon lungebetennelse modellen, kan en undersøke patogenesen og nye behandlinger mot disse dødelige infeksjoner.

Abstract

Murine infeksjon modeller er avgjørende for å forstå sykdom patogenesen og teste effekten av romanen therapeutics designet for å bekjempe forårsaker patogener. Smittsomme lungebetennelse er blant de vanligste infeksjonene presenteres av pasienter i klinikken og garanterer dermed en passende i vivo -modell. Typisk lungebetennelse modeller bruker intranasal vaksinasjon, som innskudd overdreven organismer utenfor lungene, forårsaker off-målet komplikasjoner og symptomer som sinusitis, gastritt, enteritt, fysiske traumer eller microparticle misting for å etterligne aerosol spre mer typisk for viral, tuberculous eller fungal lungebetennelse. Disse modellene gjenspeiler ikke nøyaktig patogenesen av typiske samfunnet eller helse-ervervet bakteriell lungebetennelse. I kontrast etterligner denne murine modellen av orofaryngeal aspirasjon lungebetennelse slippverktøy ruten i healthcare ervervet lungebetennelse. Suspensjon i oropharynx bedøvet mus vaksinere 50 µL av bakterier som forårsaker refleksiv aspirasjon, som resulterer i lungebetennelse. Med denne modellen, kan en undersøke patogenesen av lungebetennelse-forårsaker patogener og nye behandlinger for å bekjempe disse sykdommene.

Introduction

Lavere luftveisinfeksjon er verdens dødeligste smittsomme sykdommer og den vanligste årsaken til dødsfall i utviklingsland¹. Globalt, utgjør disse infeksjonene mer enn 3,2 millioner dødsfall¹. I tillegg nosocomial lungebetennelse er blant de vanligste og dødelige formene for helsetjenester ervervet infeksjoner, og er forårsaket av den mest antibiotika-resistente patogener^2,3. Oppkjøpet av bakteriell lungebetennelse både markedsstøtte ervervet og nosocomial lungebetennelse typisk ruten blir orofaryngeal innhold i alveoler. Murine modeller brukes til å studere disse sykdommene ofte bruke intranasal inoculation⁴, innskudd mye av bakterier utenfor lungene, forårsaker off-målet komplikasjoner og symptomer som bihulebetennelse og fysiske traumer, som er incongruent med sykdommen fremdrift i mennesket som modellene var designet for å etterligne. Andre modeller kan bruke innånding kamre og micromisting enheter, som mer nøyaktig etterligne viral, tuberculous og fungal lungebetennelser, men ikke nøyaktig er recapitulate den vanlige ruten for kjøp for vanlig bakteriell lungebetennelser.

Murine orofaryngeal aspirasjon lungebetennelse modellen kan brukes til å simulere naturlig ruten og patogenesen ved bakteriell lungebetennelse. Av vaksinere 50 µL av bakteriell suspensjon i oropharynx bedøvet mus med en pipette, følger refleksiv aspirasjon, som resulterer i smittsomme lungebetennelse. Bruker denne modellen, kan en undersøke patogenesen av lungebetennelse-forårsaker patogener og nye behandlinger for å bekjempe disse sykdommene med en høyere fidelity modell, mer slik som aspirasjon lungebetennelse infeksjoner i mennesker. I tillegg, i motsetning til lignende modeller som infisere gjennom munnhulen^5,6, sikrer denne modellen at hele inoculum når lungene i stedet for tarmen, kan forårsake off-site betennelser og infeksjoner, som gastritt og enteritt. Til slutt, i motsetning til en annen publiserte modell som krever en laryngoskop og inoculates gjennom spor⁷, denne modellen hindrer ikke luftveiene med en gavage nål og krever ikke injeksjon for inoculum levering. I stedet er inoculation avhengig av den naturlige aspirasjon refleks museklikk.

Protocol

Alle prosedyrer som involverer dyr må godkjennes av forskerens institusjonelle Animal Care og bruk Committee (IACUC). 1. utarbeidelse av bakteriell Inoculum Isolere bakteriell koloniene. Strek en bakteriell belastning (f.eks A. baumannii “HUMC1”) på aktuelle sterilt agar medium (f.eksTryptic soya agar), være forsiktig å generere isolert kolonier. Ruge på riktig forhold (f.eksovernatting på 37 ° C). V…

Representative Results

Ved å nøye følge protokollen, oppnås reproduserbare og robust enkelt. Det er kritisk til en tilpasset inoculum forberedelse protokoll for eksperimenter sammenlignes med en hverandre. Det er også viktig å håndtere mus under infeksjon prosedyren. Husk å plassere mus i en bedøvelse kammer uten isoflurane. Mus vil få panikk hvis de plasseres i et kammer som er pre fylt med isoflurane og erfarer overskytende stress, som kan muligens kompromittere eksperimentelle resultater. Etter å …

Discussion

Å være sikker, er mus ikke miniatyr mennesker. Resultatene fra musen modeller må vurderes i sammenheng og deretter tolkes for anvendelighet til mennesker, basert på forskjeller og likheter mellom de to arter⁶. Det er også viktig å velge riktig musen belastningen som enkelte er mer utsatt for noen infeksjoner enn andre. det samme gjelder patogen belastningen valg¹⁶.

Det er viktig å utføre infeksjoner i en krevende og svært reproduserbar m…

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