Pseudomonas aeruginosa inducida por la lesión pulmonar Modelo

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

Con el fin de estudiar la lesión pulmonar aguda humana y la neumonía, es importante desarrollar modelos animales para imitar varias características patológicas de esta enfermedad. Aquí hemos desarrollado un modelo de lesión de pulmón de ratón mediante inyección intra-traqueal de bacterias Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa o PA). Utilizando este modelo, hemos sido capaces de mostrar la inflamación pulmonar en la fase temprana de la lesión. Además, la barrera epitelial alveolar leakiness se observó mediante el análisis de lavado broncoalveolar (BAL); y la muerte celular alveolar se observó mediante el ensayo Tunel utilizando tejido preparado a partir de pulmones lesionados. En una fase posterior después de una lesión, se observó la proliferación de células requerido para el proceso de reparación. La lesión se resolvió 7 días desde el inicio de P. inyección aeruginosa. Este modelo imita el curso secuencial de la inflamación pulmonar, daño y reparación durante la neumonía. Este modelo animal clínicamente relevante es adecuado para el estudio de la patología, el mecanismo de reparación, fespués de la lesión pulmonar aguda, y también puede ser utilizado para probar agentes terapéuticos potenciales para esta enfermedad.

Introduction

Los pulmones están expuestos a los patógenos ambientales y son susceptibles a la inflamación y lesión de ^1-3. Durante condiciones patológicas tales como la neumonía o síndrome de distrés respiratorio del adulto (SDRA), patógenos, así como los factores inflamatorios liberados por los leucocitos inducen lesiones y la muerte de las células alveolares ^1-3. Es importante desarrollar modelos animales de lesión pulmonar aguda para facilitar el estudio de la patología de la lesión, así como mecanismo de reparación.

En la actualidad, la mayoría de las personas utilizan modelos de lesión pulmonar hyperoxia y bleomicina ratón inducida ^4. Sin embargo, los mecanismos de hiperoxia causaron daño no son los mismos que la mayoría de las lesiones pulmonares comunes que se producen durante la neumonía o el SDRA ^5. La bleomicina lesión aguda inducida es raro en un contexto clínico ^4. Aquí mostramos un modelo de lesión pulmonar de ratón utilizando la inyección intra-traqueal de P. aeruginosa ^6,7. Este modelo es clínicamente relevante, e imita el procesos que suceden después de la neumonía ^8.

Como un patógeno oportunista, nosocomial de individuos inmunocomprometidos, P. aeruginosa típicamente infecta el tracto pulmonar, tracto urinario, quemaduras, heridas, y también causa otras infecciones de sangre ^6. Las bacterias liberan factor de virulencia exotoxina A, se multiplican y desencadenan respuestas inmunes ^6. Administración intra-de la tráquea de P. aeruginosa refleja la situación en la exposición humana a las bacterias que causan la neumonía y la patología es probable que sea diferente del modelo de lesión informado recientemente de virus de la gripe H1N1 pulmonar inducida ^9. Desde P. aeruginosa es un patógeno oportunista, es relativamente seguro de manejar en comparación con algunos de los patógenos más virulentas. Aquí hemos utilizado la inyección intra-traqueal para administrar las bacterias porque se observó que este método introduce más bacterias en la región distal alvéolos del pulmón en comparación conalgunos otros procedimientos, tales como el uso de un catéter a través de la boca.

En comparación con otros modelos de lesión pulmonar aguda, la P. aeruginosa modelo aquí descrito es adecuado para el estudio de la lesión pulmonar inducida por bacterias y por la inflamación excesiva. A diferencia de otros modelos animales que utilizan P. aeruginosa para inducir la sepsis ^10,11, aquí utilizamos la inyección intra-traqueal de estas bacterias para inducir la lesión pulmonar aguda localizada.

Protocol

Los experimentos con animales fueron aprobados por el Comité de Protección de los Animales y de los Comités Institucionales de Bioseguridad de la Universidad de Illinois en Chicago. NOTA: Todos los procedimientos que involucran pseudomonas deben realizarse con nivel de bioseguridad 2 (BSL2) prácticas, que incluyen pero no se limitan a: la máscara, protección para los ojos, bata o mono, y guantes dobles. Trabajar en la certificación de Bioseguridad gabinete. Tratar a los instrumentos e…

Representative Results

A partir de 24 a 72 h después de P. inyección aeruginosa, aumento de la celularidad se observó en secciones de pulmón (Figura 1A-D). El pulmón comenzó a recuperarse a partir de 96 horas después de la lesión (Figura 1E). A los 7 días después de la P. aeruginosa, la morfología normal de los alvéolos fue restaurada en gran medida (Figura 1F). Tinción Túnel secciones usando pulmonares prepararon a 24 h después de P. aeruginosa</…

Discussion

El modelo de lesión pulmonar por Pseudomonas ratón que describimos aquí imita todo el proceso de la inflamación, lesión pulmonar, la reparación, y la resolución que se producen después de una lesión pulmonar aguda o neumonía. Tiene ventajas únicas en comparación con varios otros modelos de lesión, ya que es clínicamente relevante y relativamente seguro y fácil de manejar.

El paso crítico en el procedimiento es que la inyección de solución de bacterias tiene que ser muy lent…

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