Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Model

Summary

We have developed a mouse lung injury model by intra-tracheal injection of bacteria Pseudomonas aeruginosa. This model mimics lung injury during pneumonia and is clinically relevant.

Abstract

Om de menselijke acute longontsteking bestuderen, is het belangrijk om diermodellen te ontwikkelen om verschillende pathologische kenmerken van de ziekte na te bootsen. Hier hebben we een muis longbeschadiging model door intratracheale injectie van bacteriën Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa of PA) ontwikkeld. Met behulp van dit model, waren we in staat om longontsteking te laten zien in de vroege fase van de blessure. Bovendien werd alveolaire epitheliale barrière lekkages waargenomen door analyse bronchoalveolaire lavage (BAL); en alveolaire celdood werd geobserveerd door Tunel assay met weefsel bereid uit gewond longen. In een latere fase na verwonding, observeerden we celproliferatie vereist voor het reparatieproces. De schade werd opgelost 7 dagen na de inleiding van P. aeruginosa injectie. Dit model bootst de sequentiële loop van long-ontsteking, letsel en reparatie tijdens longontsteking. Dit klinisch relevant diermodel is geschikt voor het bestuderen van de pathologie, het mechanisme van de reparatie, fadat acute longbeschadiging, en kan ook worden gebruikt om mogelijke therapeutische middelen te testen voor deze ziekte.

Introduction

Longen worden blootgesteld aan ziekteverwekkers uit de omgeving en zijn gevoelig voor ontstekingen en schade ^1-3. Tijdens pathologische aandoeningen zoals longontsteking of Adult Respiratory Distress Syndrome (ARDS), pathogenen en ontstekingsfactoren vrijgegeven door leukocyten te induceren schade en dood van alveolaire cellen ^1-3. Het is belangrijk om diermodellen van acute longbeschadiging te ontwikkelen voor de studie van pathologie schade en mechanisme van herstel bevorderen.

Momenteel hebben de meeste mensen gebruiken hyperoxia en bleomycine geïnduceerde muis longbeschadiging modellen ^4. De mechanismen van hyperoxie veroorzaakte schade niet hetzelfde als meest voorkomende longaandoeningen die tijdens longontsteking of ARDS ^5. Bleomycine geïnduceerde acute blessure is zeldzaam in een klinische context ^4. Hier doen we verslag van een muis longbeschadiging model met behulp van intra-tracheale injectie van P. aeruginosa ^6,7. Dit model is klinisch relevant, en bootst de processes die gebeuren na longontsteking ^8.

Als een opportunistische, nosocomiale pathogeen van immuungecompromitteerde personen, P. aeruginosa infecteert meestal de longen, urinewegen, brandwonden, wonden, en veroorzaakt ook andere bloed infecties ^6. De bacteriën produceren virulentie factor exotoxine A, te vermenigvuldigen en te activeren immuunsysteem ⁶ reacties. Intra-trachael toediening van P. aeruginosa zijn de gegevens betreffende blootstelling aan de bacteriën die pneumonie veroorzaken en de pathologie waarschijnlijk verschilt van de recent gerapporteerde influenza H1N1 geïnduceerde longbeschadiging model ⁹ zijn. Aangezien P. aeruginosa is een opportunistisch pathogeen, is relatief veilig te hanteren in vergelijking met sommige van de meer virulente pathogenen. Hier gebruikten we intratracheale injectie om de bacteriën te dienen omdat we geconstateerd dat deze methode meer bacteriën ingebracht in het distale gebied alveoli van de longen tegenandere procedures zoals het gebruik van een katheter via de mond.

Vergeleken met andere acute longbeschadiging modellen, de P. aeruginosa model beschreven is geschikt voor het bestuderen longbeschadiging geïnduceerd door bacteriën en overmatige ontsteking. In tegenstelling tot andere diermodellen die gebruikt P. aeruginosa sepsis ^10,11 induceren hier gebruiken we intratracheale injectie van deze bacteriën gelokaliseerde acute longbeschadiging veroorzaken.

Protocol

De dierproeven werden goedgekeurd door de Animal Care Committee en Institutionele bioveiligheid Comités van de Universiteit van Illinois in Chicago. OPMERKING: Alle procedures waarbij pseudomonas moeten worden uitgevoerd met Biosafety Level 2 (BSL2) praktijken, die omvatten, maar zijn niet beperkt tot: masker, oogbescherming, jurk of jumpsuit, en dubbele handschoenen. Werken in gecertificeerde bioveiligheid kabinet. Behandel instrumenten in contact met bacteriën met bleekwater of chloor di…

Representative Results

Vanaf 24-72 uur na P. aeruginosa injectie werd verhoogd cellulariteit waargenomen in longsecties (Figuur 1A-D). De longen begonnen te herstellen van 96 uur na verwonding (figuur 1E). Op 7 dagen na P. aeruginosa, normale alveoli morfologie werd grotendeels hersteld (Figuur 1F). Tunnel kleuring met behulp longcoupes voorbereid op 24 uur na P. aeruginosa toonden celdood in alveoli cellen (Figuur 1G-I). Om het herstelproces in dit…

Discussion

De Pseudomonas muis longbeschadiging model dat we hier beschrijven bootst het hele proces van ontsteking, longschade, reparatie, en de resolutie die optreden na acute lung injury of longontsteking. Het heeft unieke voordelen vergeleken met verscheidene andere schade modellen doordat het klinisch relevant en relatief veilig en gemakkelijk te hanteren.

De kritische stap in de procedure is dat de injectie van bacteriën oplossing moet zeer traag. Als de injectie te snel is, de muizen zijn kans …

Materials

Name	Company	Catalog number	Comments
Anesthetic: Ketamin, xylazine, lidocaine, buprenorphine			pharmaceutical grade
27g needle	Fisher	1482648
syringe	Fisher	14823434	1 ml
scissors	Fine Science tools
forceps	Fine Science tools
suture	Fisher	NC0147607
Eye gauge, glove, gown
Biosafety Cabinet
chlorine dioxide based sterilant			Clidox
sheep blood agar plates	Medex supply	HL-1160