Pseudomonas aeruginosa lésion pulmonaire induite par modèle

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

Afin d'étudier les lésions pulmonaires aiguës humaine et la pneumonie, il est important de développer des modèles animaux pour imiter différentes caractéristiques pathologiques de cette maladie. Ici, nous avons développé un modèle de lésion pulmonaire de la souris par injection intra-trachéale de bactéries Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa ou PA). En utilisant ce modèle, nous avons pu montrer une inflammation des poumons à la phase précoce de la lésion. En outre, alvéolaire perméabilité de la barrière epitheliale a été observée par analyse de lavage broncho-alvéolaire (BAL); et la mort cellulaire alvéolaire a été observé par essai TUNEL en utilisant un tissu préparé à partir de poumons blessés. Lors d'une étape ultérieure après la lésion, on a observé une prolifération cellulaire requis pour le processus de réparation. La blessure a été résolue 7 jours à compter de l'ouverture de P. injection aeruginosa. Ce modèle imite le parcours séquentiel de l'inflammation pulmonaire, une lésion et de réparation pendant une pneumonie. Ce modèle animal cliniquement pertinente est adapté pour l'étude de la pathologie, le mécanisme de réparation, fuite une lésion pulmonaire aiguë, et peut également être utilisé pour tester des agents thérapeutiques potentiels pour cette maladie.

Introduction

Poumons sont exposés à des agents pathogènes environnementaux et sont sensibles à l'inflammation et les lésions ^1-3. Dans des conditions pathologiques telles que la pneumonie ou syndrome de détresse respiratoire adulte (SDRA), les agents pathogènes ainsi que les facteurs inflammatoires libérés par les leucocytes provoquent des blessures et la mort des cellules alvéolaires ^1-3. Il est important de développer des modèles animaux de lésion pulmonaire aiguë de faciliter l'étude de la pathologie de la blessure ainsi que le mécanisme de réparation.

Actuellement, la plupart des gens utilisent des modèles de lésions pulmonaires hyperoxie et la bléomycine souris induit ^4. Cependant, les mécanismes d'hyperoxie blessures causées ne sont pas les mêmes que la plupart des lésions pulmonaires courantes qui se produisent au cours de la pneumonie ou de l'ARDS ^5. La bléomycine blessure aiguë induite est rare dans un contexte clinique ^4. Nous rapportons ici un modèle de lésion pulmonaire de la souris par injection intra-trachéale de P. aeruginosa ^6,7. Ce modèle est cliniquement pertinente, et imite la processus qui se produisent suite à une pneumonie ^8.

Comme, un pathogène nosocomial opportuniste des individus immunodéprimés, P. aeruginosa infecte habituellement les voies pulmonaires, des voies urinaires, des brûlures, des plaies, et provoque également d'autres infections du sang ^6. La bactérie produit virulence facteur exotoxine A, se multiplient et déclenchent des réactions immunitaires ^6. L'administration intra-trachael de P. aeruginosa correspond à la situation dans l'exposition des humains à des bactéries qui provoquent la pneumonie et à la pathologie est susceptible d'être différente de la grippe H1N1 du virus de la grippe pulmonaire induite modèle de lésion récemment rapporté ^9. Depuis P. aeruginosa est un agent pathogène opportuniste, il est relativement sûr à manipuler par rapport à certains des agents pathogènes les plus virulentes. Ici, nous avons utilisé l'injection intra-trachéale à administrer les bactéries, car nous avons constaté que cette méthode introduit plus de bactéries dans la région distale alvéoles du poumon par rapport àd'autres procédures telles que l'utilisation d'un cathéter par la bouche.

Comparé à d'autres modèles de lésion pulmonaire aiguë, le P. aeruginosa modèle décrit ici est adapté à l'étude des lésions pulmonaires induites par les bactéries et par une inflammation excessive. Contrairement à d'autres modèles animaux qui utilisent P. aeruginosa pour induire une septicémie ^10,11, ici nous utilisons injection intra-trachéale de ces bactéries à induire des lésions pulmonaires aiguës localisées.

Protocol

Les expériences sur les animaux ont été approuvés par le Comité de protection des animaux et des comités institutionnels sur la biosécurité de l'Université de l'Illinois à Chicago. NOTE: Toutes les procédures impliquant des pseudomonas doivent être effectuées avec le niveau de biosécurité 2 (BSL2) pratiques, qui comprennent, mais ne sont pas limités à: masque, protection oculaire, blouse ou combinaison, gants et doubles. Travailler dans le cabinet de biosécurité ce…

Representative Results

A partir de 24 à 72 heures après P. injection aeruginosa, cellularité accrue a été observée dans les coupes pulmonaires (figure 1A-D). Le poumon a commencé à récupérer à partir de 96 h après la lésion (figure 1E). 7 jours après P. aeruginosa, morphologie alvéoles normale a été en grande partie restaurée (figure 1F). Sections à l'aide du poumon tunnel de coloration préparés à 24 heures après P. aeruginosa a m…

Discussion

Le poumon de la souris modèle de lésion Pseudomonas que nous décrivons ici imite l'ensemble du processus de l'inflammation, des lésions pulmonaires, la réparation, et la résolution qui se produisent suite à une lésion pulmonaire aiguë ou la pneumonie. Il a des avantages uniques comparaison avec plusieurs autres modèles de lésion en ce qu'il est cliniquement pertinent et relativement sûr et facile à manipuler.

L'étape critique dans la procédure est que l'inj…

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