Summary

ग्रुप 'बी' के एक murine मॉडल<em> स्ट्रेप्टोकोकस</em> योनि औपनिवेशीकरण

Published: November 16, 2016
doi:

Summary

इस प्रोटोकॉल के उद्देश्य से एक murine मॉडल में मानव समूह बी स्ट्रेप्टोकोकस (जीबीएस) योनि उपनिवेशवाद की नकल करने के लिए है। इस विधि मेजबान प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और जीबीएस योनि हठ के लिए योगदान दे बैक्टीरियल कारकों की जांच करने के लिए, साथ ही चिकित्सीय रणनीतियों का परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

Abstract

वयस्कों के 30% – स्ट्रेप्टोकोकस agalactiae (ग्रुप बी स्ट्रेप्टोकोकस, जीबीएस), एक ग्राम पॉजिटिव, मानव जठरांत्र संबंधी मार्ग और 10 के योनि मार्ग की स्पर्शोन्मुख उपनिवेशवादी है। प्रतिरक्षा-समझौता व्यक्तियों, नवजात शिशुओं सहित, गर्भवती महिलाओं, और बुजुर्गों में, जीबीएस के कारण पूति, गठिया, निमोनिया, और दिमागी बुखार एक आक्रामक रोगज़नक़ के लिए स्विच कर सकते हैं। क्योंकि जीबीएस नवजात शिशुओं के एक अग्रणी जीवाणु रोगज़नक़ है, वर्तमान प्रोफिलैक्सिस जीबीएस योनि उपनिवेशवाद और जीबीएस पॉजिटिव माताओं के बाद peripartum एंटीबायोटिक उपचार के लिए देर से गर्भ स्क्रीनिंग के शामिल है। भारी जीबीएस योनि बोझ दोनों नवजात रोग और उपनिवेशवाद के लिए एक जोखिम कारक है। दुर्भाग्य से, थोड़ा मेजबान और बैक्टीरियल कारक है कि को बढ़ावा देने या जीबीएस योनि उपनिवेश की स्थापना की अनुमति के बारे में जाना जाता है। इस प्रोटोकॉल एक भी β-एस्ट्राडियोल पूर्व उपचार और दैनिक नमूने का उपयोग बैक्टीरियल लोआ निर्धारित करने के लिए लगातार जीबीएस योनि उपनिवेशवाद की स्थापना के लिए एक तकनीक का वर्णनघ। यह अधिक जानकारी के तरीकों अतिरिक्त उपचारों या ब्याज की अभिकर्मकों प्रशासन के लिए और योनि पानी से धोना तरल पदार्थ और प्रजनन पथ ऊतकों एकत्र करने के लिए। इस माउस मॉडल योनि वातावरण में जीबीएस मेजबान बातचीत, जो गर्भावस्था के दौरान मातृ योनि उपनिवेशवाद को नियंत्रित करने और कमजोर नवजात शिशु को संचरण को रोकने के लिए संभावित चिकित्सीय लक्ष्यों को बढ़ावा मिलेगा की समझ को आगे होगा। यह भी महिला योनि मार्ग में सामान्य जीवाणु मेजबान बातचीत के बारे में हमारी समझ को बढ़ाने के लिए ब्याज की हो जाएगा।

Introduction

स्ट्रेप्टोकोकस agalactiae, समूह बी स्ट्रेप्टोकोकस (जीबीएस), एक समझाया, ग्राम पॉजिटिव जीवाणु जो अक्सर पेट और स्वस्थ वयस्कों की genitourinary पथ से अलग है। 1970 के दशक में जीबीएस संक्रामक नवजात मृत्यु दर का प्रमुख एजेंट के रूप में उभरा है, प्रतिवर्ष नवजात रोग के 7,000 से अधिक मामलों के साथ 1। पहले ही शुरू होने जीबीएस रोग (ईओडी) के पहले घंटे या जीवन के दिनों में होता है, निमोनिया या श्वसन संकट के रूप में उठता है, और अक्सर, पूति में विकसित करता है, जबकि देर शुरुआत रोग (लोद) कई महीनों के बाद ensues और bacteremia, जो अक्सर के साथ प्रस्तुत करता है 2 मैनिंजाइटिस के लिए अग्रिम। 2002 के रूप में, रोग नियंत्रण और रोकथाम के लिए केंद्र जीबीएस पॉजिटिव माताओं 1 करने के लिए देर से गर्भ और intrapartum एंटीबायोटिक प्रोफिलैक्सिस (आईएपी) में जीबीएस योनि उपनिवेश की स्थापना के लिए सार्वभौमिक स्क्रीनिंग की सिफारिश की। संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 1000 मामलों में पहले ही शुरू होने रोग की कमी के सालाना आईएपी के कारण के बावजूद,जीबीएस पहले ही शुरू होने नवजात पूति का प्रमुख कारण बनी हुई है, और देर शुरुआत घटना अप्रभावित 1 रहता है। गर्भाशय में चाहे, प्रसव के दौरान, या यहां तक ​​कि देर शुरुआत मामलों में, जीबीएस के लिए नवजात जोखिम दिमागी बुखार, विनियमित अत्यधिक रक्त की क्रासिंग के मामले में मेजबान वातावरण और बाधाओं, प्रतिरक्षा चोरी के एक नंबर के माध्यम से अस्तित्व, आड़ा आवश्यकता है, और, मस्तिष्क बाधा 2। नवजात शिशु के भीतर इन विषमय बातचीत के ऊपर मातृ योनि पथ का प्रारंभिक बसाना है। मातृ जीबीएस योनि बसाना दरों 12.7% 3,4 की अनुमानित औसत दर के साथ, विकसित और विकासशील देशों में 8-18% से लेकर। गर्भावस्था के दौरान योनि मार्ग की जीबीएस उपनिवेशन, लगातार रुक-रुक कर, या अलग-अलग महिलाओं 5 के बीच में प्रकृति में क्षणिक हो सकता है। दिलचस्प है, एक मातृ उम्र> 36 साल से लगातार बसाना 6 के साथ जुड़ा हुआ है। जीबीएस योनि उपनिवेश की स्थापना के लिए कई जैविक और सामाजिक-आर्थिक जोखिम कारकोंपहचान की गई है। जैविक कारकों जठरांत्र जीबीएस उपनिवेशवाद और पेट के भीतर लैक्टोबैसिलस के अभाव में शामिल हैं। हालांकि, जातीयता, मोटापा, स्वच्छता, और यौन गतिविधि भी जीबीएस योनि गाड़ी 7 के साथ संबद्ध किया गया है।

हालांकि संक्रमण के कारण नवजात के लिए कुख्यात, जीबीएस भी मातृ संक्रमण के दोनों peripartum और प्रसवोत्तर की एक किस्म का कारण बनता है। जीबीएस गाड़ी योनिशोथ 8 के साथ पेश महिलाओं में बढ़ जाती है और कुछ मामलों में, यहां तक कि रोग इकाई 9 हो सकता है। इसके अतिरिक्त, गर्भावस्था के दौरान प्रजनन पथ की जीबीएस उदगम इंट्रा-एमनियोटिक संक्रमण या chorioamnionitis 10 में परिणाम हो सकता है। इसके अलावा, गर्भधारण के 3.5% तक में, जीबीएस मूत्राशय के लिए प्रसार एक मूत्र पथ के संक्रमण या स्पर्शोन्मुख बेक्टेरियूरिया 11 पैदा करने के लिए। गर्भावस्था के दौरान जीबीएस बेक्टेरियूरिया intrapartum बुखार, chorioamnionitis, अपरिपक्व प्रसव, और prematur का एक बढ़ा जोखिम के साथ जुड़ेझिल्ली 12 की ई टूटना। साथ में ले ली, योनि पथ के भीतर जीबीएस की उपस्थिति कई मेजबान ऊतकों के संक्रमण से जुड़ा हुआ है, और क्षमता इस जगह से जीबीएस समाप्त करने के लिए दोनों मातृ एवं नवजात के स्वास्थ्य के लिए आवश्यक है।

अभी हाल तक, काम cervicovaginal पथ के साथ जीबीएस बातचीत की जांच के बहुमत में इन विट्रो सेल मॉडल 13-15 तक ही सीमित था। ये इन विट्रो प्रयोगों बैक्टीरियल कारक है कि पालन के लिए महत्वपूर्ण हैं, सतह प्रोटीन सहित पता चला है इस तरह के एक पिली और सेरीन अमीर दोहराता 17,18, साथ ही दो घटक नियामक प्रणाली 15,19 और योनि उपकला के वैश्विक ट्रांसक्रिप्शनल प्रतिक्रिया जीबीएस 19। हालांकि, पूरी तरह से योनि पथ के भीतर मेजबान सूक्ष्म जीव बातचीत स्पष्ट करने के लिए एक मजबूत पशु मॉडल आवश्यक है। प्रारंभिक कार्य प्रदर्शन किया है कि जीबीएस टीका चूहों 20,21 और चूहों के योनि मार्ग से बरामद किया जा सकता है <sup> दोनों गर्भवती और गैर गर्भवती की स्थिति में 22। 2005 में, अल्पकालिक जीबीएस योनि बसाना चूहों में मॉडलिंग की थी एक फेज अपघट्य एंजाइम की प्रभावकारिता की जांच के लिए एक 24 घंटा अवधि 23 से अधिक योनि जीबीएस के इलाज के लिए। कई साल बाद, एक लंबी अवधि जीबीएस योनि बसाना माउस मॉडल जीबीएस हठ गवर्निंग मेजबान और बैक्टीरियल कारकों का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था। यह मॉडल उपनिवेशन के लिए योगदान कई कारकों जीबीएस, सतह उपांग 17,18 और जीबीएस दो घटक प्रणालियों 19,24 सहित पहचान की है। यह मॉडल मेजबान प्रतिक्रिया तंत्र 19,25 की पहचान के लिए योगदान दिया है और इम्यूनोमॉड्यूलेटरी पेप्टाइड्स 26 और 27 प्रोबायोटिक्स सहित कई चिकित्सीय रणनीतियों, परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। इस प्रोटोकॉल आवश्यक मार्गदर्शन माउस योनि मार्ग में जीबीएस टीका लगाना और बाद में उपनिवेशवाद पर नज़र रखने और आगे के विश्लेषण के लिए नमूने एकत्र करने के लिए देता है।

Protocol

सभी जानवर काम सैन डिएगो स्टेट यूनिवर्सिटी में लैब पशु की देखभाल के कार्यालय ने मंजूरी दे दी है और स्वीकार किए जाते हैं पशु चिकित्सा मानकों के तहत आयोजित किया गया। मादा चूहों, उम्र 8 – 16 सप्ताह, इस पद्धति के विकास ?…

Representative Results

इस मॉडल के विकास के दौरान, कई टिप्पणियों कारक है कि जीबीएस योनि उपनिवेशवाद की अवधि को प्रभावित के बारे में किए गए थे। टीका प्रभावों जीबीएस बैक्टीरियल हठ पर कैसे estrous चरण का निर्धारण करने के ल…

Discussion

दोनों मेजबान के संदर्भ में मेजबान और अन्य रोगाणुओं के साथ जीबीएस बातचीत की समझ की उन्नति आगे बढ़ाने के लिए एक पशु मॉडल की आवश्यकता है। इस काम के चूहों में जीबीएस योनि उपनिवेशवाद की स्थापना के तकनीकी पह…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We would like to thank the vivarium manager and staff at San Diego State University for support with animal husbandry. During this work, K.A.P. was supported by an ARCS scholarship and a fellowship from the Inamori Foundation. K.S.D. is supported by an R01 grant, NS051247, from the National Institutes of Health.

Materials

Sesame oil  Sigma Aldrich S3547-250ML
β-Estradiol  Sigma Aldrich E8875-1G CAUTION: Wear appropriate PPE. β-estradiol can be absorbed through the skin and mucosal surfaces. 
200 μL gel loading pipette tips  USA Scientific 1252-0610
Urethro-genital, sterile, calcium alginate swabs Puritan 25-801 A 50
CHROMagar StrepB DRG International SB282
Todd Hewitt Broth Hardy Diagnostics 7161C
18 G, 1.5 inch needles BD 305199
26 G, 0.5 inch needles BD 305111
10 mL syringes BD 309604
1 mL syringes BD 309659
0.45 μm PVDF syringe filters Whatman 6900-2504
Dulbecco's Phosphate-Buffered Salt Solution 1X Corning 21-031-CV

References

  1. Verani, J. R., McGee, L., Schrag, S. J. Prevention of perinatal group B streptococcal disease–revised guidelines from CDC. MMWR. Recomm. Rep. 59 (RR-10), 1-36 (2010).
  2. Maisey, H. C., Doran, K. S., Nizet, V. Recent advances in understanding the molecular basis of group B Streptococcus virulence. Expert Rev. Mol. Med. 10, e27 (2008).
  3. Regan, J. A., Klebanoff, M. A., Nugent, R. P. The epidemiology of group B streptococcal colonization in pregnancy. Vaginal Infections and Prematurity Study Group. Obstet. Gynecol. 77 (4), 604-610 (1991).
  4. Stoll, B. J., Schuchat, A. Maternal carriage of group B streptococci in developing countries. Pediatr. Infect. Dis. J. 17 (6), 499-503 (1998).
  5. Brzychczy-Wloch, M., et al. Dynamics of colonization with group B streptococci in relation to normal flora in women during subsequent trimesters of pregnancy. New Microbiol. 37 (3), 307-319 (2014).
  6. Manning, S. D., Lewis, M. A., Springman, A. C., Lehotzky, E., Whittam, T. S., Davies, H. D. Genotypic diversity and serotype distribution of group B streptococcus isolated from women before and after delivery. Clin. Infect. Dis. 46 (12), 1829-1837 (2008).
  7. Le Doare, K., Heath, P. T. An overview of global GBS epidemiology. Vaccine. 31 (Suppl 4), D7-D12 (2013).
  8. Jensen, N. E., Andersen, B. L. The prevalence of group B streptococci in human urogenital secretions. Scand. J. Infect. Dis. 11 (3), 199-202 (1979).
  9. Honig, E., Mouton, J. W., van der Meijden, W. I. Can group B streptococci cause symptomatic vaginitis?. Infect. Dis. Obstet. Gynecol. 7 (4), 206-209 (1999).
  10. Muller, A. E., Oostvogel, P. M., Steegers, E. A., Dorr, P. J. Morbidity related to maternal group B streptococcal infections. Acta Obstet. Gynecol. Scand. 85 (9), 1027-1037 (2006).
  11. Ulett, K. B., et al. Diversity of group B streptococcus serotypes causing urinary tract infection in adults. J. Clin. Microbiol. 47 (7), 2055-2060 (2009).
  12. Kessous, R., et al. Bacteruria with group-B streptococcus: is it a risk factor for adverse pregnancy outcomes?. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med. 25 (10), 1983-1986 (2012).
  13. Jelìnková, J., Grabovskaya, K. B., Rýc, M., Bulgakova, T. N., Totolian, A. A. Adherence of vaginal and pharyngeal strains of group B streptococci to human vaginal and pharyngeal epithelial cells. Zentralbl. Bakteriol. Mikrobiol. Hyg. A. 262 (4), 492-499 (1986).
  14. Zarate, G., Nader-Macias, M. E. Influence of probiotic vaginal lactobacilli on in vitro adhesion of urogenital pathogens to vaginal epithelial cells. Lett. Appl. Microbiol. 43 (2), 174-180 (2006).
  15. Johri, A. K., et al. Transcriptional and proteomic profiles of group B Streptococcus type V reveal potential adherence proteins associated with high-level invasion. Infect. Immun. 75 (3), 1473-1483 (2007).
  16. Park, S. E., Jiang, S., Wessels, M. R. CsrRS and environmental pH regulate group B streptococcus adherence to human epithelial cells and extracellular matrix. Infect. Immun. 80 (11), 3975-3984 (2012).
  17. Sheen, T. R., Jimenez, A., Wang, N. Y., Banerjee, A., van Sorge, N. M., Doran, K. S. Serine-rich repeat proteins and pili promote Streptococcus agalactiae colonization of the vaginal tract. J. Bacteriol. 193 (24), 6834-6842 (2011).
  18. Wang, N. Y., et al. Group B streptococcal serine-rich repeat proteins promote interaction with fibrinogen and vaginal colonization. J. Infect. Dis. 210 (6), 982-991 (2014).
  19. Patras, K. A., et al. Group B Streptococcus CovR regulation modulates host immune signalling pathways to promote vaginal colonization. Cell. Microbiol. 15 (7), 1154-1167 (2013).
  20. Furtado, D. Experimental group B streptococcal infections in mice: hematogenous virulence and mucosal colonization. Infect. Immun. 13 (5), 1315-1320 (1976).
  21. Cox, F. Prevention of group B streptococcal colonization with topically applied lipoteichoic acid in a maternal-newborn mouse model. Pediatr. Res. 16 (10), 816-819 (1982).
  22. Ancona, R. J., Ferrieri, P. Experimental vaginal colonization and mother-infant transmission of group B streptococci in rats. Infect. Immun. 26 (2), 599-603 (1979).
  23. Cheng, Q., Nelson, D., Zhu, S., Fischetti, V. A. Removal of group B streptococci colonizing the vagina and oropharynx of mice with a bacteriophage lytic enzyme. Antimicrob. Agents Chemother. 49 (1), 111-117 (2005).
  24. Faralla, C., et al. Analysis of two-component systems in group B Streptococcus shows that RgfAC and the novel FspSR modulate virulence and bacterial fitness. mBio. 5 (3), e00870-e00814 (2014).
  25. Patras, K. A., Rösler, B., Thoman, M. L., Doran, K. S. Characterization of host immunity during persistent vaginal colonization by. Group B Streptococcus. Mucosal Immunol. 8 (6), 1339-1348 (2015).
  26. Cavaco, C. K., et al. A novel C5a-derived immunobiotic peptide reduces Streptococcus agalactiae colonization through targeted bacterial killing. Antimicrob. Agents Chemother. 57 (11), 5492-5499 (2013).
  27. Patras, K. A., Wescombe, P. A., Rösler, B., Hale, J. D., Tagg, J. R., Doran, K. S. Streptococcus salivarius K12 limits group B Streptococcus vaginal colonization. Infect. Immun. 83 (9), 3438-3444 (2015).
  28. Shimizu, S. Routes of administration. The Laboratory Mouse. Chapter. 32, 534-535 (2004).
  29. Caligioni, C. S. Assessing reproductive status/stages in mice. Curr. Protoc. Neurosci. 48, A.4I.1-A.4I.8 (2009).
  30. Furr, P. M., Hetherington, C. M., Taylor-Robinson, D. The susceptibility of germ-free, oestradiol-treated, mice to Mycoplasma hominis. J. Med. Microbiol. 30 (3), 233-236 (1989).
  31. Mosci, P., et al. Mouse strain-dependent differences in estrogen sensitivity during vaginal candidiasis. Mycopathologia. 175 (1-2), 1-11 (2013).
  32. Poisson, D. M., Chandemerle, M., Guinard, J., Evrard, M. L., Naydenova, D., Mesnard, L. Evaluation of CHROMagar StrepB: a new chromogenic agar medium for aerobic detection of Group B Streptococci in perinatal samples. J. Microbiol. Methods. 82 (3), 238-242 (2010).
  33. Carey, A. J., et al. Infection and cellular defense dynamics in a novel 17beta-estradiol murine model of chronic human group B streptococcus genital tract colonization reveal a role for hemolysin in persistence and neutrophil accumulation. J. Immunol. 192 (4), 1718-1731 (2014).
  34. Randis, T. M., et al. Group B Streptococcus beta-hemolysin/cytolysin breaches maternal-fetal barriers to cause preterm birth and intrauterine fetal demise in vivo. J. Infect. Dis. 210 (2), 265-273 (2014).
  35. Gendrin, C., et al. Mast cell degranulation by a hemolytic lipid toxin decreases GBS colonization and infection. Sci Adv. 1 (6), e1400225 (2015).
  36. Santillan, D. A., Rai, K. K., Santillan, M. K., Krishnamachari, Y., Salem, A. K., Hunter, S. K. Efficacy of polymeric encapsulated C5a peptidase-based group B streptococcus vaccines in a murine model. Am. J. Obstet. Gynecol. 205 (3), e1-e8 (2011).
  37. De Gregorio, P. R., Juárez Tomás, M. S., Nader-Macìas, M. E. Immunomodulation of Lactobacillus reuteri CRL1324 on Group B Streptococcus Vaginal Colonization in a Murine Experimental Model. Am. J. Reprod. Immunol. 75 (1), 23-35 (2016).
  38. Whidbey, C., et al. A streptococcal lipid toxin induces membrane permeabilization and pyroptosis leading to fetal injury. EMBO Mol. Med. 7 (4), 488-505 (2015).
  39. Santillan, D. A., Andracki, M. E., Hunter, S. K. Protective immunization in mice against group B streptococci using encapsulated C5a peptidase. Am. J. Obstet. Gynecol. 198 (1), e1-e6 (2008).
  40. Cheng, Q., Fischetti, V. A. Mutagenesis of a bacteriophage lytic enzyme PlyGBS significantly increases its antibacterial activity against group B streptococci. Appl. Microbiol. Biotechnol. 74 (6), 1284-1291 (2007).
  41. De Gregorio, P. R., Juárez Tomás, M. S., Leccese Terraf, M. C., Nader-Macìas, M. E. In vitro and in vivo effects of beneficial vaginal lactobacilli on pathogens responsible for urogenital tract infections. J. Med. Microbiol. 63 (Pt 5), 685-696 (2014).
  42. De Gregorio, P. R., Juárez Tomás, M. S., Leccese Terraf, M. C., Nader-Macìas, M. E. Preventive effect of Lactobacillus reuteri CRL1324 on Group B Streptococcus vaginal colonization in an experimental mouse model. J. Appl. Microbiol. 118 (4), 1034-1047 (2015).
  43. Carey, A. J., et al. Interleukin-17A Contributes to the Control of Streptococcus pyogenes Colonization and Inflammation of the Female Genital Tract. Sci. Rep. 31 (6), 26836 (2016).
  44. Hickey, D. K., Patel, M. V., Fahey, J. V., Wira, C. R. Innate and adaptive immunity at mucosal surfaces of the female reproductive tract: stratification and integration of immune protection against the transmission of sexually transmitted infections. J. Reprod. Immunol. 88 (2), 185-194 (2011).
  45. Boskey, E. R., Telsch, K. M., Whaley, K. J., Moench, T. R., Cone, R. A. Acid production by vaginal flora in vitro is consistent with the rate and extent of vaginal acidification. Infect. Immun. 67 (10), 5170-5175 (1999).
  46. Meysick, K. C., Garber, G. E. Interactions between Trichomonas vaginalis and vaginal flora in a mouse model. J. Parasitol. 78 (1), 157-160 (1992).
check_url/kr/54708?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Patras, K. A., Doran, K. S. A Murine Model of Group B Streptococcus Vaginal Colonization. J. Vis. Exp. (117), e54708, doi:10.3791/54708 (2016).

View Video