نموذج طموح المكنسية مورين من الالتهاب الرئوي البكتيري المرتبطة بالتنفس الصناعي والمكتسبة في المستشفى
Summary
الالتهاب الرئوي المعدية من بين الأمراض الأكثر شيوعاً في الإنسان. نموذجا مناسباً في فيفو أمر بالغ الأهمية لفهم منشأ المرض واختبار فعالية العلاجات الجديدة. مع هذا الطراز الالتهاب الرئوي تطلع المكنسية مورين، أحد دراسة المرضية وعلاجات جديدة ضد هذه الأمراض القاتلة.
Abstract
نماذج مورين العدوى ذات أهمية حاسمة لفهم منشأ المرض واختبار فعالية المداواة رواية مصممة لمكافحة العوامل الممرضة المسببة. الالتهاب الرئوي المعدية هي من بين الأمراض الأكثر شيوعاً المقدمة من المرضى في العيادة وهكذا أوامر نموذجا مناسباً في فيفو . التهاب رئوي نموذجي نماذج استخدام التلقيح داخل الآنف، الذي بإيداع الكائنات المفرط خارج الرئة، مما تسبب في مضاعفات خارج الهدف والأعراض، مثل التهاب الجيوب الأنفية والتهاب المعدة والأمعاء، الصدمات الجسدية أو يمثل التغشية إلى تقليد الهباء الجوي وانتشرت أكثر نموذجية من الالتهاب الرئوي الفيروسي أو الدخني أو الفطرية. هذه النماذج لا تعكس بدقة الآلية المرضية للالتهاب الرئوي البكتيري نموذجي اكتسب المجتمع أو الرعاية الصحية. وفي المقابل، يحاكي هذا النموذج مورين المكنسية طموح الالتهاب الرئوي الطريق الحبرية في الالتهاب الرئوي الحصول على الرعاية الصحية. تطعيم 50 ميليلتر من البكتيريا يسبب تعليق في بلعوم فموي للفئران تخديره تطلع انعكاسية، مما يؤدي إلى الالتهاب الرئوي. مع هذا النموذج، واحدة دراسة الآلية المرضية للعوامل الممرضة المسببة للالتهاب الرئوي وعلاجات جديدة لمكافحة هذه الأمراض.
Introduction
عدوى الجهاز التنفسي السفلي هي الأمراض المعدية فتكاً في العالم، والسبب الأكثر شيوعاً للوفاة في البلدان النامية1. على الصعيد العالمي، تمثل هذه الإصابات أكثر من 3.2 مليون حالة وفاة1. وباﻹضافة إلى ذلك، المستشفوية الالتهاب الرئوي من بين النماذج الأكثر شيوعاً وفتكا من العدوى المكتسبة بالرعاية الصحية، وهي الناجمة عن العوامل الممرضة أكثر مقاومة للمضادات الحيوية2،3. مسار نموذجي لاقتناء الالتهاب الرئوي البكتيري على حد سواء المكتسبة في المجتمع، والالتهاب الرئوي في المستشفيات هو طموح لمحتويات المكنسية إلى الحويصلات الهوائية. مورين النماذج المستخدمة لدراسة هذه الأمراض في كثير من الأحيان استخدام التلقيح داخل الآنف4، إيداع الكثير من البكتيريا خارج الرئة، مما تسبب في مضاعفات خارج الهدف وأعراض مثل التهاب الجيوب الأنفية والصدمات الجسدية، وتتعارض مع المرض تطور الإنسان التي كانت النماذج المصممة لمحاكاة. قد تستخدم نماذج أخرى غرف استنشاق وأجهزة ميكروميستينج، الذي أكثر دقة تحاكي بنيومونياس الفيروسية والفطرية السلية، ولكن لا الخص دقة المسار العادي للحصول على بنيومونياس البكتيرية النموذجية.
يمكن استخدام نموذج الالتهاب الرئوي مورين المكنسية التطلع إلى محاكاة الطريق الطبيعية والمرضية للالتهاب الرئوي البكتيري. بتطعيم ميليلتر 50 تعليق البكتيرية في البلعوم تخديره من الفئران باستخدام ماصة، تستتبعه تطلع انعكاسية، الذي ينتج الالتهاب الرئوي المعدية. باستخدام هذا النموذج، واحدة دراسة الآلية المرضية للعوامل الممرضة المسببة للالتهاب الرئوي وعلاجات جديدة لمكافحة هذه الأمراض مع نموذج دقة أعلى، أكثر مماثلة لعدوى الالتهاب الرئوي تطلع لاحظت في الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، وخلافا لنماذج مماثلة أن تصيب من خلال5،تجويف الفم6، يضمن هذا النموذج أن العدوى كامل يصل إلى الرئتين بدلاً من القناة الهضمية، حيث يمكن أن يسبب التهاب خارج الموقع، والالتهابات، مثل التهاب المعدة والتهاب الأمعاء. أخيرا، خلافا لنموذج آخر المنشورة التي تتطلب المنظار وإينوكولاتيس من خلال القصبة الهوائية7، هذا النموذج لا تعيق مجرى الهواء بإبرة تزقيمية مدتها ولا تتطلب الحقن لإيصال العدوى. بدلاً من ذلك، يعتمد التطعيم على التطلعات الطبيعية المعاكسة للماوس.
Protocol
Representative Results
Discussion
بالتأكيد، أن الفئران ليست البشر مصغرة. ويجب النظر فيها في سياق النتائج التي تم الحصول عليها من نماذج الماوس وتفسيرها لاحقاً لانطباق للبشر، استناداً إلى أوجه الاختلاف والتشابه بين هذين النوعين6. من المهم أيضا أن اختيار السلالة المناسبة الماوس كمعينة تكون أكثر عرضه لبعض أنواع …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيده هذا العمل بالمعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية في المعاهد الوطنية للصحة [أرقام المنحة R01 AI117211، R01 AI130060 و R21 AI127954 و AI106375 R42 لدرجة البكالوريوس] ولنا الغذاء والدواء [العقد HHSF223201710199C إلى BML].
Materials
| Agar | BD | 214530 | Combine with TSB to make TSA |
| Beads, Borosilicate Glass | Kimble | 135003 | Sterilize by baking or autoclaving before each use |
| Beaker, 250 mL | Pyrex | 1003 | Used during precise aliquoting of concentrated bacterial inocula |
| Centrifuge | Sorvall | ST 40R | Capable of 4,000×g at 4°C |
| Chamber for Anesthesia | Kent Scientific Corporation | VetFlo-0720 | Accommodates up to 5 mice |
| Cryomold, Intermediate Size | Sakura Tissue-Tek | 4566 | Disposable vinyl specimen molds, 15×15×5 mm |
| Dental Floss | Oral-B | 37000469537 | Tie to stable post approx. 6" above table height |
| Forceps | VWR | 82027-440 | Used to gently pull tongue out of mouse's mouth |
| Homogenizer for Lung Tissue | Omni International | TM125-115 | Autoclave before first use; rinse between samples |
| Isoflurane for Anesthesia | Abbott | 10015516 | Alternative drug can be used; modify procedure accordingly |
| iSTAT Cartridge | Abbott | 03P79-25 | Various cartridges are available to suit your needs |
| Ketamine, 100 mg/mL | Western Medical Supply | 4165 | Dilute 1:10 in PBS to 1 mg/mL and combine with Xylazine at 1 mg/mL |
| Ointment for Eyes | Akorn | Tears Renewed | Avoid touching eye with tip of dispenser |
| Optimal Cutting Temperature (O.C.T.) Compound | Fisher Scientific | 23-730-571 | Used to freeze lung samples at -80 °C to prepare for pathology sectioning |
| Petri Dish | VWR | 25384-302 | Polystyrene, disposable, sterilized, 100×15 mm |
| Phosphate-Buffered Saline (PBS) | Corning | 21-031-CM | Dulbecco's PBS without calcium and magnesium |
| Pipette Tips, 200-μL | VWR | 10017-044 | Autoclave before use |
| Pipetter, 200-μL | Gilson | Pipetman P200 | Autoclave and calibrate before use |
| Spreader, Bacterial Cell | Bel-Art | F377360006 | Sterilize by baking or autoclaving before each use |
| Stir Bar, Magnetic, 7.9 mm Diameter × 38.1 mm Length | VWR | 58948-150 | Used for stiring concentrated bacterial inocula during aliquoting |
| Stir Plate, Magnetic | Corning | PC-620D | Used for stiring concentrated bacterial inocula during aliquoting |
| Tryptic Soy Broth (TSB) | BD | 211822 | Combine with Agar to make TSA |
| Vial, Conical, Sterile, 50 mL | Corning | 431720 | Used for preparing bacterial inocula |
| Vial, Conical, Sterile, 500 mL | Corning | 431123 | Used to concentrate inocula for preparing frozen inocula |
| Vial, Cryogenic, 2.0 mL | Corning | 430659 | Used for cryogenic storage of concentrated bacterial inocula |
| Xylazine, 20 mg/mL | Akorn | AnaSed Injection | Dilute 1:20 in PBS to 1 mg/mL and combine with Ketamine at 1 mg/mL |
References
- Spellberg, B., Talbot, G. H. Recommended Design Features of Future Clinical Trials of Antibacterial Agents for Hospital-Acquired Bacterial Pneumonia and Ventilator-Associated Bacterial Pneumonia. Clinical Infectious Diseases. 51 (S1), S150-S170 (2010).
- Kalil, A. C., et al. Management of Adults With Hospital-acquired and Ventilator-associated Pneumonia: 2016 Clinical Practice Guidelines by the Infectious Diseases Society of America and the American Thoracic Society. Clinical Infectious Diseases. 63 (5), e61-e111 (2016).
- Medina, E. Murine model of pneumococcal pneumonia. Methods in Molecular Biology. , 405-410 (2010).
- Azoulay-Dupuis, E., et al. In vivo efficacy of a new fluoroquinolone, sparfloxacin, against penicillin-susceptible and -resistant and multiresistant strains of Streptococcus pneumoniae in a mouse model of pneumonia. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 36 (12), 2698-2703 (1992).
- Mizgerd, J. P., Skerrett, S. J. Animal models of human pneumonia. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 294 (3), L387-L398 (2008).
- Rayamajhi, M., et al. Non-surgical intratracheal instillation of mice with analysis of lungs and lung draining lymph nodes by flow cytometry. Journal of Visualized Experiments. (51), (2011).
- Nielsen, T. B., Bruhn, K. W., Pantapalangkoor, P., Junus, J. L., Spellberg, B. Cryopreservation of virulent Acinetobacter baumannii to reduce variability of in vivo studies. BMC Microbiology. 15, 252 (2015).
- Trammell, R. A., Toth, L. A. Markers for predicting death as an outcome for mice used in infectious disease research. Comparative Medicine. 61 (6), 492-498 (2011).
- Bast, D. J., et al. Novel murine model of pneumococcal pneumonia: use of temperature as a measure of disease severity to compare the efficacies of moxifloxacin and levofloxacin. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 48 (9), 3343-3348 (2004).
- Hankenson, F. C., et al. Weight loss and reduced body temperature determine humane endpoints in a mouse model of ocular herpesvirus infection. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 52 (3), 277-285 (2013).
- Adamson, T. W., Diaz-Arevalo, D., Gonzalez, T. M., Liu, X., Kalkum, M. Hypothermic endpoint for an intranasal invasive pulmonary aspergillosis mouse model. Comparative Medicine. 63 (6), 477-481 (2013).
- Nielsen, T. B., et al. Diabetes Exacerbates Infection via Hyperinflammation by Signaling through TLR4 and RAGE. mBio. 8 (4), (2017).
- Nielsen, T. B., et al. Monoclonal Antibody Protects Against Acinetobacter baumannii Infection by Enhancing Bacterial Clearance and Evading Sepsis. Journal of Infectious Diseases. 216 (4), 489-501 (2017).
- Cheng, B. L., et al. Evaluation of serotypes 5 and 8 capsular polysaccharides in protection against Staphylococcus aureus in murine models of infection. Human Vaccine Immunotherapy. 13 (7), 1609-1614 (2017).
- Wong, D., et al. Clinical and Pathophysiological Overview of Acinetobacter Infections: a Century of Challenges. Clinical Microbiology Reviews. 30 (1), 409-447 (2017).
