Summary

Avaliando virulência e patogênese da infecção por Aeromonas em um modelo de Caenorhabditis elegans

Published: December 20, 2018
doi:

Summary

Aqui, apresentamos três experimentos diferentes para estudar Aeromonas infecção em c. elegans. Usando estes métodos convenientes, é fácil avaliar a toxicidade entre e dentro de espécies de Aeromonas .

Abstract

O patógeno humano Aeromonas tem demonstrado clinicamente para causar gastroenterite, infecções de ferida, septicemia e infecções do trato urinário. Doenças humanas mais foram relatadas para ser associado com quatro espécies de bactérias: Aeromonas dhakensis, Aeromonas hydrophila, Aeromonas veroniie Aeromonas caviae. O organismo modelo Caenorhabditis elegans é um bacterivore que fornece um modelo de infecção excelente por que estudar a patogênese bacteriana de Aeromonas. Aqui, apresentamos três experimentos diferentes para estudar Aeromonas infecção usando um modelo de c. elegans , incluindo ensaios de necrose muscular, toxicidade líquida e sobrevivência. Os resultados dos três métodos de determinar a virulência de Aeromonas foram consistentes. A. dhakensis foi mostrado para ser o mais tóxico entre as 4 espécies de Aeromonas principais causando infecções clínicas. Esses métodos são mostrados para ser uma maneira conveniente para avaliar a toxicidade entre e dentro de espécies de Aeromonas e contribuir para a nossa compreensão da patogênese da infecção por Aeromonas .

Introduction

O patógeno humano, Aeromonas, tem demonstrado clinicamente causar gastroenterite, infecções de ferida, septicemia e infecções de aparelho urinário1,2. Doenças humanas mais associadas foram relatadas para ser associado com quatro espécies bacterianas: Aeromonas dhakensis, Aeromonas hydrophila, Aeromonas veroniie Aeromonas caviae 2,3 , 4 , 5. entre as doenças infecciosas Aeromonas , infecções de tecidos moles podem causar grave morbidade e mortalidade em seres humanos. De nota, necrose muscular é a forma mais grave da infecção de tecidos moles6. Observação da sobrevivência e necrose muscular de Caenorhabditis elegans após a infecção são um método conveniente especular a toxicidade de Aeromonas.

Cientistas já desenvolveram numerosos organismos modelo para estudar a infecções bacterianas. Em estudos anteriores, nematoides, zebrafishes e ratos foram usados como modelos animais para estudar a patogênese e a virulência de Aeromonas6,7,8. Cada modelo animal tem suas ‘ vantagens e aplicações. O organismo modelo, Caenorhabditis elegans, é um nematódeo bacterivorous bactérias que aportes como foodnaturally. C. elegansdesenvolveu um complexo sistema imune inato contra infecção bacteriana ao longo de sua evolução. Sob o estresse da infecção bacteriana, c. elegans tem provado para ser um modelo de infecção excelente para estudar a patogênese bacteriana de Aeromonas6,7,9 e outros patógenos como o fungo10 e enterohemorrágicas Escherichia coli O157: H711. No entanto, não há ainda nenhuma publicação que enfoca a metodologia em usando o c. elegans como modelo para o estudo da virulência de Aeromonas.

Aqui, apresentamos três experimentos diferentes para estudar Aeromonas infecção usando c. elegans como modelo animal: ensaios para a sobrevivência, toxicidade líquida e necrose muscular. Esses métodos são uma maneira conveniente para avaliar a toxicidade entre e dentro de espécies de Aeromonas e melhorar a compreensão da patogênese de Aeromonas.

Protocol

1. preparação do meio de cultura Nota: Consulte a tabela 1 para preparação da solução. Para preparar o M9 médio12, dissolva 1,5 g de KH2PO4, 5,66 g de Na2HPO4e 2,5 g de NaCl em 500 mL de água desionizada. Autoclave a 121 ° C por 20 min. espere até a temperatura de refrigeração e em seguida, adicionar 0,5 mL de 1 M MgSO4 antes da primeira utilização. Para preparar o nematódeo cresci…

Representative Results

Seguindo os protocolos descritos acima, é fácil diferenciar entre as toxicidades das quatro cepas de Aeromonas . O ensaio de sobrevivência de c. elegans é mostrado na Figura 1. Foram as taxas de sobrevivência de c. elegans infectados com espécies de Aeromonas , mostrados na ordem de cima para baixo: a. caviae, a. veronii, a. hydrophila e a. dhakensis. Embora haja diversidade em termos de toxicidade e…

Discussion

C. elegans é um nematódeo bacterivorous que naturalmente bactérias aportes como alimento e desenvolveu uma complicado imunidade inata às bactérias durante o seu processo evolutivo. Dois dos principais órgãos manter e apoiar a imunidade são a epiderme e o intestino9,13. A epiderme e bandas do músculo de c. elegans assemelham-se as estruturas de tecidos moles em mamíferos e humanos6. Por causa destas característi…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos o apoio da instalação de núcleo de c. elegans em Taiwan e para o diagnóstico de Microbiologia e antimicrobiana resistência laboratório de Nacional Cheng Kung University Hospital para fornecer a Aeromonas Isola. Reconhecemos também o centro de genética de Caenorhabditis (CGC) e o WormBase. Agradecemos também a Savana Moore para editar o manuscrito.

Este estudo foi parcialmente suportado por concessões do Ministério da ciência e tecnologia de Taiwan (mais 105-2628-B-006-017-MY3) e o Hospital da Universidade Nacional Cheng Kung (NCKUH-10705001) a paixao Chen.

Materials

Shaker incubator YIH DER LM-570R Bacteria incubation
K2HPO4 J.T.Baker MP021519455 Culture medium preparation 
KH2PO4 J.T.Baker 3246-05 Culture medium preparation 
Na2HPO4 J.T.Baker MP021914405 Culture medium preparation 
NaCl SIGMA 31434 Culture medium preparation 
MgSO4 SIGMA M7506 Culture medium preparation 
agar Difco 214530 Culture medium preparation 
CaCl2 SIGMA C1016 Culture medium preparation 
cholesterol SIGMA C8503 Culture medium preparation 
ethanol SIGMA 32205 Culture medium preparation 
KOH SIGMA P5958 Culture medium preparation 
6 cm petri plate ALPHA PLUS 46 agar plate preparation
96-well plate FALCON 353072 liquid assay
bacterial peptone Affymetrix/USB AAJ20048P2 Culture medium preparation 
yeast extract SIGMA 92144 Culture medium preparation 
citric acid•H2O SIGMA C1909 Culture medium preparation 
tri-potassium citrate•H2O SIGMA 104956 Culture medium preparation 
FudR  SIGMA 1271008 Culture medium preparation 
disodium EDTA SIGMA E1644 Culture medium preparation 
FeSO4•7 H2O SIGMA 215422 Culture medium preparation 
MnCl2•4 H2O SIGMA 221279 Culture medium preparation 
ZnSO4•7 H2O SIGMA 204986 Culture medium preparation 
CuSO4•5 H2O SIGMA C8027 Culture medium preparation 
tryptone SIGMA 16922 Culture medium preparation 
Microscope system Nikon  Eclipase Ti inverted  microscope imaging
Scientific CCD Camera QImaging  Retiga-2000R Fast 1394  microscope imaging

Referências

  1. Parker, J. L., Shaw, J. G. Aeromonas spp. clinical microbiology and disease. Journal of Infection. 62 (2), 109-118 (2011).
  2. Chao, C. M., Lai, C. C., Tang, H. J., Ko, W. C., Hsueh, P. R. Skin and soft-tissue infections caused by Aeromonas species. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 32 (4), 543-547 (2013).
  3. Chao, C. M., Lai, C. C., Tang, H. J., Ko, W. C., Hsueh, P. R. Biliary tract infections caused by Aeromonas species. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 32 (2), 245-251 (2013).
  4. Chuang, H. C., et al. Different clinical characteristics among Aeromonas hydrophila, Aeromonas veronii biovar sobria and Aeromonas caviae monomicrobial bacteremia. Journal of Korean Medical Science. 26 (11), 1415-1420 (2011).
  5. Chao, C. M., Lai, C. C., Gau, S. J., Hsueh, P. R. Skin and soft tissue infection caused by Aeromonas species in cancer patients. Journal of Microbiology, Immunology and Infection. 46 (2), 144-146 (2013).
  6. Chen, P. L., et al. A Disease Model of Muscle necrosis caused by Aeromonas dhakensis infection in Caenorhabditis elegans. Frontiers in Microbiology. 7, 2058 (2016).
  7. Chen, P. L., et al. Virulence diversity among bacteremic Aeromonas isolates: ex vivo, animal, and clinical evidences. PLoS One. 9 (11), 111213 (2014).
  8. Saraceni, P. R., Romero, A., Figueras, A., Novoa, B. Establishment of infection models in zebrafish larvae (Danio rerio) to study the pathogenesis of Aeromonas hydrophila. Frontiers in Microbiology. 7, 1219 (2016).
  9. Chen, Y. W., Ko, W. C., Chen, C. S., Chen, P. L. RIOK-1 Is a Suppressor of the p38 MAPK Innate Immune Pathway in Caenorhabditis elegans. Frontiers in Immunology. 9, 774 (2018).
  10. Powell, J. R., Ausubel, F. M. Models of Caenorhabditis elegans infection by bacterial and fungal pathogens. Methods in Molecular Biology. 415, 403-427 (2008).
  11. Chou, T. C., et al. Enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7 Shiga-like toxin 1 is required for full pathogenicity and activation of the p38 mitogen-activated protein kinase pathway in Caenorhabditis elegans. Cellular Microbiology. 15 (1), 82-97 (2013).
  12. Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans. WormBook. , 1-11 (2006).
  13. Engelmann, I., Pujol, N. Innate immunity in C. elegans. Advances in Experimental Medicine and Biology. 708, 105-121 (2010).
  14. Feinbaum, R. L., et al. Genome-wide identification of Pseudomonas aeruginosa virulence-related genes using a Caenorhabditis elegans infection model. PLoS Pathogens. 8 (7), 1002813 (2012).
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Citar este artigo
Chen, Y., Ko, W., Chen, C., Chen, P. Evaluating Virulence and Pathogenesis of Aeromonas Infection in a Caenorhabditis elegans Model. J. Vis. Exp. (142), e58768, doi:10.3791/58768 (2018).

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