Un modelo de ratón para Patógenos inducida inflamación crónica en los sitios locales y sistémicos
Summary
Los modelos animales han demostrado ser herramientas muy valiosas en la definición de mecanismos de acogida y de patógenos específicos que contribuyen al desarrollo de la inflamación crónica. Aquí se describe un modelo de ratón de infección oral con el patógeno humano Porphyromonas gingivalis y metodologías detalle para evaluar la progresión de la inflamación en sitios locales y sistémicos.
Abstract
La inflamación crónica es un importante motor de daño tisular patológica y una característica unificadora de muchas enfermedades crónicas en los seres humanos incluyendo neoplásicas, autoinmunes y enfermedades inflamatorias crónicas. Nuevas pruebas implica la inflamación crónica inducida por patógenos en el desarrollo y la progresión de enfermedades crónicas con una amplia variedad de manifestaciones clínicas. Debido a la etiología compleja y multifactorial de la enfermedad crónica, el diseño de experimentos para la prueba de la causalidad y el establecimiento de vínculos mecanicistas es casi imposible en los seres humanos. Una ventaja de la utilización de modelos animales es que tanto los factores genéticos y ambientales que pueden influir en el curso de una enfermedad en particular pueden ser controlados. Por lo tanto, el diseño de modelos animales relevantes de la infección representa un paso clave en la identificación de patógenos de acogida y mecanismos específicos que contribuyen a la inflamación crónica.
Aquí se describe un modelo de ratón de infla crónica inducida por patógenosmmation en sitios locales y sistémicas después de la infección con el patógeno Porphyromonas gingivalis vía oral, una bacteria estrechamente asociada con la enfermedad periodontal humano. La infección oral de ratones libres de patógenos específicos induce una respuesta inflamatoria local que resulta en la destrucción de hueso alveolar de soporte del diente, un sello distintivo de la enfermedad periodontal. En un modelo de ratón establecido de la aterosclerosis, la infección con P. gingivalis acelera deposición de la placa inflamatoria dentro del seno y innominada arteria aorta, acompañada por la activación del endotelio vascular, un aumento del infiltrado de células inmunes, y elevada expresión de mediadores de la inflamación dentro de las lesiones. Nos metodologías de detalle para la evaluación de la inflamación en los sitios locales y sistémicos. El uso de ratones transgénicos y mutantes bacterianas definidas hace que este modelo particularmente adecuados para identificar tanto huésped y factores microbianos implicados en la iniciación, progresión, y el resultado de la enfermedad. AdditionallY, el modelo puede ser utilizado para la detección de nuevas estrategias terapéuticas, incluyendo la vacunación y la intervención farmacológica.
Introduction
La inflamación crónica es un importante motor de daño tisular patológica y una característica unificadora de muchas enfermedades crónicas en los seres humanos. Estas enfermedades incluyen neoplásicas, autoinmunes, y enfermedades inflamatorias crónicas 1. La etiología de muchas enfermedades crónicas no está clara, pero se entiende que es complejo y multifactorial, que involucra tanto la predisposición genética y la introducción de factores ambientales. Mientras que los perpetradores de la inflamación siendo difícil de alcanzar, los perfiles celulares y moleculares de la activación inmune se solapan considerablemente con los patrones observados en las respuestas del huésped a patógenos 2.
La evidencia creciente implica la infección con patógenos microbianos en el desarrollo y progresión de la inflamación crónica y la diversidad de sus manifestaciones clínicas 2,3. Los patógenos pueden inducir y mantener la inflamación crónica directamente por subvertir el sistema inmune del huésped y el establecimiento de infecciones persistentes <sup> 4. En la ausencia de persistencia microbiana, la infección puede precipitar inflamación crónica de las reacciones autoinmunes provocadas por mimetismo molecular a auto-antígenos, cambios en la auto-antígenos que las hacen inmunogénica, o el daño que libera antígenos del huésped previamente enmascarados. Rara vez, sin embargo tienen patógenos específicos sido identificados como la causa universal de una enfermedad crónica particular. Más bien, la mayoría de los datos disponibles sugieren que los patógenos usan distintos mecanismos para provocar la inflamación crónica con un amplio espectro de manifestaciones clínicas y de las enfermedades de la genéticamente susceptibles host 3. Por lo tanto, una comprensión detallada de los mecanismos por los que los agentes patógenos específicos inducen la inflamación crónica puede tener importantes implicaciones para la salud pública, así como el tratamiento y la prevención de muchas enfermedades crónicas.
Aunque los mecanismos específicos de acogida y de patógenos que contribuyen a la inducción y mantenimiento de la inflamación crónica sonpoco conocidos, los avances en la modelización de la inflamación crónica inducida por patógenos han comenzado a avanzar en nuestra comprensión de estos procesos. El P. gingivalis modelo de infección oral es un modelo de ratón único, bien caracterizado de la inflamación crónica inducida por patógenos que permite el análisis de patógenos de acogida y mecanismos específicos que contribuyen a la inflamación crónica en el (la pérdida de hueso bucal) locales y sitios sistémicos (aterosclerosis) 5,6.
P. gingivalis es un patógeno anaerobio oral de Gram-negativos implicados en la enfermedad periodontal humano, una enfermedad inflamatoria crónica infección impulsada caracterizado por la destrucción de los tejidos de soporte del diente 7. Además de la patología en el sitio inicial de la infección, acumulación de pruebas implica P. gingivalis inducida por la inflamación crónica en el desarrollo y progresión de enfermedades sistémicas, incluyendo la aterosclerosis 5, una enfermedad caracterizada por inflammatio crónican de la pared del vaso arterial. La infección oral de patógenos específicos ratones libres con P. gingivalis induce una respuesta inflamatoria local que resulta en la destrucción de hueso alveolar de soporte del diente 8. P. gingivalis puede recuperarse de las bocas de los ratones infectados hasta 42 días después de la infección 8 y ratones desarrollar altos niveles de títulos de anticuerpos séricos específicos de patógenos 9. En un modelo de ratón de la aterosclerosis establecida usando la apolipoproteína-E – / – ratones (ApoE – / -), la infección oral con P. gingivalis induce inflamación crónica que conduce a la deposición de placas inflamatoria dentro del seno aórtico 10 y la arteria innominada 11. Inflamación progresiva dentro de la arteria innominada de P. gingivalis infectados ratones pueden ser controlados en animales vivos que utilizan pt la RM vivo. Histológicamente, las lesiones arteriales de P. gingivalis infectados ratones muestran una mayor acumulación de lípidos acomacompañada de la activación del endotelio vascular, un aumento del infiltrado de células inmunes, y elevada expresión de mediadores inflamatorios 12. El uso de este modelo en ratones knockout ha dilucidado el papel de los componentes de señalización de acogida y mediadores de la inflamación, así como la célula interacciones específicas que impulsan P. gingivalis inducida inmunopatología 12 – 14. Además, los experimentos que utilizan mutantes bacterianas definidas han identificado P. crítico gingivalis factores de virulencia que contribuyen a la inflamación crónica en los sitios locales y sistémicos 15.
Este artículo detalla metodologías para la evaluación de P. gingivalis inducida por la inflamación crónica en los sitios locales y sistémicos. Proporcionamos un protocolo detallado para el análisis de la pérdida de hueso alveolar por microCT utilizando el software Amira. Además, se define la utilidad de la serie vivo MRI animal vivo pt la evaluación de progresivo eninflamación dentro de la arteria innominada. Incluimos metodologías para la visualización y cuantificación de placa inflamatoria en las lesiones arteriales, y describimos su caracterización histológica. El uso de ratones transgénicos y mutantes bacterianas definidas hace que este modelo particularmente adecuados para identificar tanto huésped y factores microbianos implicados en la iniciación, progresión, y el resultado de la enfermedad. Además, el modelo se puede utilizar para la detección de nuevas estrategias terapéuticas, incluyendo la vacunación y la intervención farmacológica.
Protocol
Representative Results
Discussion
El P. gingivalis modelo infección oral proporciona una valiosa herramienta para el estudio de la inflamación crónica inducida por patógenos en los sitios locales y sistémicos. Este modelo único permite la caracterización de ambos mecanismos específicos de acogida y patógenos que contribuyen a la inflamación crónica y la inmunopatología. Además, el modelo puede ser utilizado para la detección de nuevas estrategias terapéuticas, incluyendo la inmunización y la intervención farmacológica. Los pas…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta labor fue apoyada por los Institutos Nacionales de Alergias y Enfermedades Infecciosas Grant P01 A1078894 a CAG
Materials
| Name of the Material/Eqiupment | Company | Catalogue Number | Comments |
| Amira analysis software | Visualization Sciences Group | ||
| Anaerobic chamber DW Scientific Model MG500 | Microbiology International | ||
| BHI | Becton-Dickinson | 211059 | |
| Hemin | Sigma-Aldrich | 51280-5G | |
| Menadione (Vitamin K) | Sigma-Aldrich | M5625-25G | |
| Yeast Extract | Becton-Dickinson | 212750 | |
| Carboxymethyl cellulose (medium viscocity) | Sigma-Aldrich | C-4888 | |
| Sulfamethoxazole and Trimethoprim Oral Suspension 200 mg/40 mg per 5ml | Hi-Tech Pharmacal | NDC 50383-823-16 | |
| μCT 40 | Scanco | ||
| HistoChoice Tissue Fixative | Sigma-Aldrich | H2904 | |
| Sudan IV | Sigma-Aldrich | S4261-25G | |
| vertical-bore 11.7T Avance spectrometer | Bruker | ||
| Paravision | Paravision | ||
| ImageJ | NIH | ||
| rat anti-mouse F4/80 | Serotec | MCA497R | |
| rat anti-mouse TLR2 | eBioscience | 13-9021-80 | |
| Leica S4 Dissecting Scope | Leica | ||
| Microm HM 550 Cryostat | Microm |
Referências
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