التصور<em> العقدية الرئوية</em> داخل القلب Microlesions وإعادة عرض القلب لاحقا
Summary
Streptococcus pneumoniae forms discrete non-purulent microscopic lesions in the heart. Outlined is the protocol for a murine model of cardiac microlesion formation. Instruction is provided on microlesion visualization using microscopy, discrimination between early and late microlesions, and methods to detect cardiac remodeling in hearts of convalescent animals.
Abstract
خلال تجرثم الدم العقدية الرئوية يمكن نقل من عبر البطانة الوعائية في عضلة القلب وتشكيل البكتيريا مليئة منفصلة آفات مجهرية (microlesions) التي هي ملحوظا نظرا لعدم وجود تسلل الخلايا المناعية. بسبب إطلاق سراحهم من المنتجات للقلب، S. ويعتقد الرئوية ضمن microlesions للمساهمة في فشل القلب الذي كثيرا ما لوحظ خلال إنفجر داء المكورات الرئوية الغازية في البالغين. وهنا يتجلى بروتوكول للعدوى الماوس التجريبي الذي يؤدي إلى استنساخه تشكيل آفة دقيقة قلبية في غضون 30 ساعة. وتقدم تعليمات حول تحديد آفة دقيقة في الهيماتوكسيلين ويوزين أقسام القلب الملون والفروق الشكلية بين microlesions المبكرة والمتأخرة وتسليط الضوء عليها. يتم توفير التعليمات على بروتوكول للتحقق من S. الرئوية ضمن microlesions باستخدام الأجسام المضادة ضد المكورات الرئوية السكاريد المحفظة والمجهري مناعي. وأخيرا، يتم توفير بروتوكول للتدخل المضادات الحيوية التي تنقذ الفئران المصابة وللكشف وتقييم تشكيل ندبة في قلوب الفئران نقاهة. معا، وهذه البروتوكولات تسهيل التحقيق في الآليات الجزيئية الكامنة وراء الغزو القلب الرئوية، والموت cardiomyocyte، وإعادة عرض القلب نتيجة التعرض لS. الرئوية، والاستجابة المناعية للالمكورات الرئوية في القلب.
Introduction
الاستشفاء من الكبار لالمكتسبة من المجتمع الالتهاب الرئوي (CAP) يحمل مخاطر موثقة للأحداث القلب السلبية التي تساهم في وفيات 1-4. . تم العثور على المضاعفات القلبية في دراسة حديثة أجرتها كوراليس-المدينة المنورة آخرون أن يرتبط و / أو مسؤولة عن 27٪ من الوفيات المرتبطة بالتهاب رئوي 3. العقدية الرئوية (المكورة الرئوية)، والسبب الأكثر شيوعا لCAP والإنتان 5، ارتبط مباشرة مع الأحداث السلبية في القلب ما يصل إلى 19٪ من المرضى البالغين اعترف 6. الأحداث القلب السلبية المرتبطة بالتهاب رئوي تشمل فشل جديد أو ساءت القلب الاحتقاني، عدم انتظام ضربات القلب، واحتشاء عضلة القلب في المرتبة الثانية من حيث التردد 6.
في مقال بلوس مسببات الأمراض الأخيرة من جانب براون وآخرون، تم العثور S. الرئوية لتكون قادرة على النبات من خلال البطانة الوعائية القلبية، دخول myocardiuم، وتشكيل آفات مجهرية غير صديدي منفصلة (microlesions) مليئة البكتيريا في البطينين خلال داء المكورات الرئوية الغازية (IPD) 7. وقد لوحظ دليل على تشكيل آفة دقيقة في القلب في القلب عينات من الرئيسيات غير البشرية والأفراد الذين قد استسلمت للعدوى المكورات الرئوية. وبالمثل، الفئران المصابة تجريبيا وضعت بتكاثر microlesions القلب. في الفئران، فقد ارتبط حجم آفة دقيقة وعدد بإيجابية مع مدة وشدة تجرثم الدم، ومستويات التروبونين القلبي في الأمصال، والكهربية القلب الشاذة. تم العثور على النبات البكتيرية في قلب أن يحدث من خلال نفس الآليات المسؤولة عن النبات من المكورات الرئوية عبر حاجز الدم في الدماغ وتطوير التهاب السحايا بالمكورات الرئوية، أي بروتين ملزمة الكولين وغزو بوساطة خلايا بطانة الأوعية الدموية في مستقبلات Laminin وصفائح الدم -activating مستقبلات عامل بطريقة تعتمد 8. Microlesيتطلب تشكيل أيون أيضا إلى تشكيل المسام المكورات الرئوية السم pneumolysin أنه تم العثور على قتل العضلية (7).
microlesions القلب الرئوية تختلف من قيحية لينة الأنسجة وخراجات القلب التي تنتج عن غيرها من بكتيريا إيجابية الغرام بما في ذلك المكورات العنقودية الذهبية. وتتميز هذه البؤر من قبل واحد من البكتيريا وتحيط بها العدلات وترسب الفيبرين 9،10. Microlesions التي شكلتها S. الرئوية هي أصغر في الحجم، موزعة في جميع أنحاء قلب المتضررين، وتفتقر تتسرب الخلايا المناعية. خلال المراحل المبكرة من العدوى، microlesions الناجمة عن S. الرئوية تبدو وكأنها مناطق التالفة أو الملتهبة الأنسجة تذكر من علامات المرضية من اعتلال عضلة القلب. يمكن ملاحظة بعض وحيدات خلال هذا الوقت، ولكن وجودهم هو لم يدم طويلا والآفات تصبح بسرعة الناخر في المظهر ومليئة البكتيريا في الوقت الذي تواصل في الوقت نفسه إلى GRآه في الحجم حتى موت الحيوان أو تدخل مضادات الميكروبات. الأهم من ذلك، خلال 3 أيام من تدخل المضادات الحيوية، لوحظ وافر تسلل الخلايا المناعية في موقع الآفة السابق وهذا يترافق ترسب الكولاجين القوي. تم الإبلاغ عن إعادة القلب مماثل أن يحدث بعد احتشاء جنبا إلى جنب مع عواقب دائمة على وظيفة القلب 11-15. وهكذا، microlesions هي تفسيرا محتملا للأحداث القلب السلبية التي تحدث أثناء IPD وربما زيادة في معدل الوفيات المرتبطة القلب في الأفراد النقاهة الذين نجوا الحلقة المرض.
هنا، يتم توفير تعليم على نموذج الفأر تجريبية من IPD وتشكيل الآفة القلبية وتصور microlesions القلب في المراحل المبكرة والمتأخرة من العدوى. ويتجلى بروتوكول للكشف عن ترسب الكولاجين في الحيوانات التي تم حفظها من قبل تدخل مضادات الميكروبات. والهدف من هذه المقالة هو وacilitate البحث من المحققين الآخرين على هذا علم الأمراض الرئوية المهم ورواية.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذا التقرير، وهي طريقة تكرار للغاية للحث S. بوساطة الرئوية microlesions القلب في الفئران خلال IPD وأظهرت تقنيات التصور بهم. مصابون الفئران بجرعة من البكتيريا التي تفوق عتبة الجهاز المناعي للتخليص، مما أدى إلى تجرثم الدم عالية الجودة، مماثلة لتلك التي تحدث أثناء…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by grant 13IRG14560023 from the American Heart Association and NIH grants AI078972 and HL108054 to CJO. Support for AOB was from the NIH National Center for Advancing Translational Sciences NIH ULTR001120, and F31 A110417701.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Todd-Hewitt broth | Neogen | 7161A | |
| O.C.T Compound | Tissue-Tek (Sakura Finetek) | 4583 | |
| Triton X-100 | Fisher Scientific (Acros) | 9002-93-1 | |
| Normal Goat Serum | Abcam | ab7481 | |
| anti-serotype 4 pneumococcus antiserum | Statens Serum Institut | 16747 | |
| goat anti-rabbit FITC conjugated antibody | Jackson ImmunoResearch | 111-096-144 | |
| DAPI | Invitrogen | D1306 | |
| Fluorsave | Millipore | 345789 | |
| Permount | Fisher Scientific | S70104 | |
| Ampicillin | Sigma | A9393 | |
| phosphomolybdic acid 0.2% | Electron Microscopy Sciences | 26357-01 | |
| 0.1% Sirius Red in picric acid | Electron Microscopy Sciences | 26357-02 | |
| 0.01 N hydrochloric acid | Electron Microscopy Sciences | 26357-03 | |
| Tissue Tack Microscope Slides | Polysciences, Inc | 24216 | |
| Paralube Vet Ointment | Dechra | 12920060 | |
| Hematoxylin and Eosin Staining Kit | unspeciified | Standard |
References
- Corrales-Medina, V. F., et al. Cardiac complications in patients with community-acquired pneumonia: incidence, timing, risk factors, and association with short-term mortality. Circulation. 125, 773-781 (2012).
- Corrales-Medina, V. F., et al. Acute bacterial pneumonia is associated with the occurrence of acute coronary syndromes. Medicine (Baltimore). 88, 154-159 (2009).
- Corrales-Medina, V. F., et al. Cardiac complications in patients with community-acquired pneumonia: a systematic review and meta-analysis of observational studies. PLoS Med. 8, e1001048 (2011).
- Corrales-Medina, V. F., et al. Risk stratification for cardiac complications in patients hospitalized for community-acquired pneumonia. Mayo Clin. Proc. 89, 60-68 (2014).
- Kumar, S., et al. Detection of 11 common viral and bacterial pathogens causing community-acquired pneumonia or sepsis in asymptomatic patients by using a multiplex reverse transcription-PCR assay with manual (enzyme hybridization) or automated (electronic microarray) detection. Journal Of Clinical Microbiology. 46, 3063-3072 (2008).
- Musher, D. M., Rueda, A. M., Kaka, A. S., Mapara, S. M. The association between pneumococcal pneumonia and acute cardiac events. Clin Infect Dis. 45, 158-165 (2007).
- Brown, A. O., et al. Streptococcus pneumoniae translocates into the myocardium and forms unique microlesions that disrupt cardiac function. PLoS Pathogens. In press, (2014).
- Orihuela, C. J., et al. Laminin receptor initiates bacterial contact with the blood brain barrier in experimental meningitis models. The Journal of Clinical Investigation. 119, 1638-1646 (2009).
- Flick, M. J., et al. Genetic elimination of the binding motif on fibrinogen for the S. aureus virulence factor ClfA improves host survival in septicemia. Blood. 121, 1783-1794 (2013).
- Cheng, A. G., DeDent, A. C., Schneewind, O., Missiakas, D. A play in four acts: Staphylococcus aureus abscess formation. Trends Microbiol. 19, 225-232 (2011).
- Arenal, A., et al. Do the spatial characteristics of myocardial scar tissue determine the risk of ventricular arrhythmias. Cardiovasc Res. 94, 324-332 (2012).
- Deneke, T., et al. Human histopathology of electroanatomic mapping after cooled-tip radiofrequency ablation to treat ventricular tachycardia in remote myocardial infarction. J Cardiovasc Electrophysiol. 16, 1246-1251 (2005).
- Bakker, J. M., et al. Reentry as a cause of ventricular tachycardia in patients with chronic ischemic heart disease: electrophysiologic and anatomic correlation. Circulation. 77, 589-606 (1988).
- Verma, A., et al. Relationship between successful ablation sites and the scar border zone defined by substrate mapping for ventricular tachycardia post-myocardial infarction. J Cardiovasc Electrophysiol. 16, 465-471 (2005).
- Wu, K. C. Assessing risk for ventricular tachyarrhythmias and sudden cardiac death: is there a role for cardiac MRI. Circ Cardiovasc Imaging. 5, 2-5 (2012).
- Tettelin, H., et al. Complete genome sequence of a virulent isolate of Streptococcus pneumoniae. Science. 293, 498-506 (2001).
- Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. Hematoxylin and eosin staining of tissue and cell sections. CSH Protoc. 2008, (2008).
