연구 조직 이식에 세균성 부착을 병렬 플레이트 관류 시스템의 생체 외에서 모델
Summary
우리는 사내 디자인 된 생체 외에서 흐름 챔버 모델, 조직 이식에 세균성 부착의 조사 수 있는 설명 합니다.
Abstract
다양 한 valved 도관 및 텐트 장착 밸브 오른쪽 심 실 유출 지역 (RVOT) 밸브 교체 선 천 성 심장 질환 환자에 사용 됩니다. 그러나 인공 재료를 사용 하 여, 이러한 이식 세균성 감염 및 다양 한 호스트 응답을 따르게 됩니다.
미생물의 혈관 내 수술 준수에서 중요 한 역할을 하는 박테리아 및 호스트 요인의 식별은 중요성 더 나은 infective 심장 내 막 염 (IE) 같은 감염의 발병의 병 태 생리학을 이해 하 고 예방을 개발 하 전략입니다. 따라서, 생리 전단 조건 하에서 세균성 접착을 조사 하기 위해 유능한 모델의 개발은 필요. 여기, 우리는 새롭게 설계 된 생체 외에서 관류 챔버 병렬 플레이트에 따라 조직 이식의 다른 구성 요소에 세균성 부착의 연구와 같은 기질, 내 피 세포와 불활성 영역 노출 수를 사용 하 여 설명 . 이 방법은 결합 된 식민지를 형성 단위 (CFU) 세 흐름에서 세균성 접착으로 이식 재료의 성향 평가 하다. 더욱, 흐름 챔버 시스템 전단 조건 하에서 세균성 접착 구성 요소 혈액의 역할을 조사 하기 위해 사용할 수 있습니다. 우리는 조직, 그들의 표면 형태 및 세균성 종 특이성의 소스는 우리의 사내 디자인 된 생체 외에서 관류 모델을 사용 하 여 조직 이식에 세균성 부착에 주요 결정 요인 설명 했다.
Introduction
황색 포도상구균 (S. 구 균) 독성 패 혈 증 같은 심한 혈관 내 감염에 이르게 인간의 순환에 이식 하는 생물 학적 또는 생물 학적 비 표면 정착 호스트 면역 방어 시스템을 회피 전략의 다양 한 고용 및 IE1,2,3,,45. IE 남아 있다 중요 한 치료 관련 개별 요인 IEare의 발병에 기여 하지 아직 완전히 이해6,7동안 인공 심장 밸브의 이식 후 환자에서 합병증. 흐름 조건 하에서 박테리아 발생 하는 전단 세력, 그들은 배 벽8을 준수 하기 위해 극복 하기 위해 필요. 모델, 박테리아와 인공 밸브 조직 또는 흐름에서 endothelium 사이 상호 작용을 공부 하 고 수 있도록, 그들은 더 많은 비보에 상황을 반영 관심 있습니다.
몇 가지 특정 메커니즘 내 피 세포 (ECs) 노출된 subendothelial 매트릭스 (ECM) 조직 식민 및 vegetations, IE9에 필수적인 초기 단계 고의 성숙 하 고 세균 부착을 촉진 한다. 다양 한 포도 표면 단백질 또는 MSCRAMMs (미생물 표면 구성 요소 접착제 매트릭스 분자 인식) 설명 되었습니다 접착 호스트 세포와 ECM 단백질의 중재자로 fibronectin, 같은 분자와 상호 작용 하 여 fibrinogen, 콜라겐과 폰 Willebrand 요인 (VWF)8,,1011. 그러나, 일부 독성 요인, 정적 조건에서 공부 하는 대부분의 분자 내 폴딩에 비추어 이러한 상호 작용의 많은 다른 혈관 내 수술 감염 혈액 순환에 관련이 있을 수 있습니다.
따라서, 우리는 사내 디자인 된 생체 외에서 병렬 플레이트 흐름 챔버 모델, RVOT 위치에 이식 조직 이식의 맥락에서 ECM와 ECs의 서로 다른 구성 요소에 세균성 부착의 평가 수 있는 선물. 이 작품에서 설명 하는 방법의 전반적인 목적은 박테리아와 밀접 하 게 관련 혈 류 병원 체의 환경 vivo에서 와 같은 흐름 조건에서 기본 혈관 내 수술 조직 간의 상호 작용의 메커니즘을 연구 하는 S. 구 균. 이 새로운 접근 방식을 이식 조직 표면 세균 준수 IE의 개발에 대 한 잠재적인 위험 요소를 식별 하는 민감성에 초점을 맞추고.
Protocol
Representative Results
Discussion
최근 임상 관측 게 IE의 특별 한의 식을 사용 하 여 RVOT6,13의 밸브 교체 받은 것 환자에서 합병증으로. IE에서 이식된 밸브의 부전 광범위 한 염증 및 procoagulant 반응1,14로 이어지는 혈관 내 수술 이식와 세균 상호 작용의 결과 이다. 모델 제시 소설 체 외에서 를 사용 하 여 조직 구조와 세균 요소에 차이 <e…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 rh 주어진 연구 기금 구 루벤 (OT/14/097)의 교부 금에 의해 후 원했다. 수속은 FWO 연구 재단-플랑드르 (벨기에; 박사 후 연구원 번호-12K0916N 부여) RH UZ 루벤의 임상 연구 기금에 의해 지원 됩니다.
Materials
| Bovine Pericardium (BP) patch, Supple Peri-Guard Pericardium | Synovis Surgical Innovations, USA | PC-0404SN | |
| Bovine Jugular Vein conduits (BJV) | Contegra conduit; Medtronic Inc, USA | M333105D001 | |
| CH cryopreserved homograft | European Homograft Bank (EHB) | – | |
| Acu-Punch | Acuderm Inc, USA | P850 (8 mm); P1050 (10 mm) | |
| human Albumin | Flexbumin; Baxter, Belgium | BE171464 LOT:16G12C |
|
| Tryptic soy broth (TSB) | Fluka, Steinheim, Germany | 22092-500G | |
| Heart infusion broth (BHI) | Fluka | 53286-500G | |
| Phosphate buffered saline (PBS). | Gibco | 14190-094 | |
| 5(6)-Carboxyfluorescein N-hydroxysuccinimide ester (CF) | Sigma-Aldrich, Germany | 21878-100MG-F | |
| Peristaltic pump (MODEL ISM444B) | Ismatec BVP-Z Standard; Cole Parmer, Wertheim, Germany | 631942-2 | |
| Sonication bath | VWR Ultrasonic Cleaner; VWR, Radnor, Pa | 142-6044 | 230V/50 -60Hz 60VA; HF45kHz, 30W |
| ProLong Gold Antifade Mountant | Invitrogen by ThermoFisher | P36930 | |
| InCell Analyzer 2000 (fluorescence scanner) | GE Healthcare Life Sciences, Pittsburgh, Pa | 29027886 | |
| Arium Pro VF – ultrapure water – H2O MilliQ | Millipore | 87206462 | |
| Microscopic slides – Tissue Culture Chambers (1-well) | Sarstedt | 94.6140.102 | |
| 1-well on Lumox detachable | Sarstedt | 94.6150.101 | |
| Stainless Steel – surgical Blades | Swann-Morton | 311 | |
| Tygon Silicone Tubing, 1/8"ID x 1/4"OD | Cole-Parmer | EW-95702-06 | Temperature range: –80 to 200°C Sterilize: With ethylene oxide, gamma irradiation, or autoclave for 30 min, 15 psi of pressure |
| PharMed BPT Tubing | Saint-Gobain | AY242012 | Autoclavable 30 min at 121°C |
| Tygon LMT-55 Tubing | Saint Gobain Performance Plastics™ | 15312022 | |
| Thermostat | BMG BIOMEDIZINTECHNIK | 300-0042 | 230V, 90VA, 50Hz |
Referências
- Que, Y. A., Moreillon, P. Infective endocarditis. Nature Reviews Cardiology. 8 (6), 322-336 (2011).
- Werdan, K., et al. Mechanisms of infective endocarditis: pathogen-host interaction and risk states. Nature Reviews Cardiology. 11 (1), 35-50 (2014).
- Moreillon, P., Que, Y. A. Infective endocarditis. The Lancet. 363 (9403), 139-149 (2004).
- Jalal, Z., et al. Selective propensity of bovine jugular vein material to bacterial adhesions: An in vitro study. International Journal of Cardiology. 198, 201-205 (2015).
- Sharma, A., Cote, A. T., Hosking, M. C. K., Harris, K. C. A Systematic Review of Infective Endocarditis in Patients With Bovine Jugular Vein Valves Compared With Other Valve Types. JACC Cardiovascular Interventions. 10 (14), 1449-1458 (2017).
- Malekzadeh-Milani, S., et al. Incidence and predictors of Melody(R) valve endocarditis: a prospective study. Archives of Cardiovascular Diseases. 108 (2), 97-106 (2015).
- Hill, E. E., et al. Management of prosthetic valve infective endocarditis. American Journal of Cardiology. 101 (8), 1174-1178 (2008).
- Claes, J., et al. Clumping factor A, von Willebrand factor-binding protein and von Willebrand factor anchor Staphylococcus aureus to the vessel wall. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 15 (5), 1009-1019 (2017).
- Fowler, T., et al. Cellular invasion by Staphylococcus aureus involves a fibronectin bridge between the bacterial fibronectin-binding MSCRAMMs and host cell beta1 integrins. European Journal of Cell Biology. 79 (10), 672-679 (2000).
- Patti, J. M., Hook, M. Microbial adhesins recognizing extracellular matrix macromolecules. Current Opinion in Cell Biology. 6 (5), 752-758 (1994).
- Massey, R. C., et al. Fibronectin-binding protein A of Staphylococcus aureus has multiple, substituting, binding regions that mediate adherence to fibronectin and invasion of endothelial cells. Cellular Microbiology. 3 (12), 839-851 (2001).
- Jashari, R., et al. Belgian and European experience with the European Homograft Bank (EHB) cryopreserved allograft valves–assessment of a 20 year activity. Acta Chirurgica Belgica. 110 (3), 280-290 (2010).
- Cheatham, J. P., et al. Clinical and hemodynamic outcomes up to 7 years after transcatheter pulmonary valve replacement in the US melody valve investigational device exemption trial. Circulation. 131 (22), 1960-1970 (2015).
- Que, Y. A., et al. Fibrinogen and fibronectin binding cooperate for valve infection and invasion in Staphylococcus aureus experimental endocarditis. The Journal of Experimental Medicine. 201 (10), 1627-1635 (2005).
- Veloso, T. R., et al. Bacterial adherence to graft tissues in static and flow conditions. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 155 (1), 325-332 (2018).
- Liesenborghs, L., Verhamme, P., Vanassche, T. Staphylococcus aureus, master manipulator of the human hemostatic system. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 16 (3), 441-454 (2018).
- Chiu, J. J., et al. Shear stress increases ICAM-1 and decreases VCAM-1 and E-selectin expressions induced by tumor necrosis factor-[alpha] in endothelial cells. Artheriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 24 (1), 73-79 (2004).
- Jockenhoevel, S., Zund, G., Hoerstrup, S. P., Schnell, A., Turina, M. Cardiovascular tissue engineering: a new laminar flow chamber for in vitro improvement of mechanical tissue properties. ASAIO Journal. 48 (1), 8-11 (2002).
- Veltrop, M. H. A. M., et al. Bacterial Species- and Strain-Dependent Induction of Tissue Factor in Human Vascular Endothelial Cells. Infection and Immunity. 67 (11), 6130-6138 (1999).
