Un modello di infezione da Candida albicans correlato al catetere nel topo
Summary
Stabiliamo un modello murino di infezione correlata al catetere (CRI) associata a C.albicans, in cui si forma un biofilm sul catetere e l’interazione tra C.albicans e l’ospite è ben correlata con l’IRC clinico. Questo modello aiuta a selezionare le terapie per l’IRC associato al biofilm di C.albicans , gettando le basi per la trasformazione clinica.
Abstract
L’infezione correlata al catetere (CRI) è un’infezione nosocomiale comune causata dalla candida albicans durante l’impianto del catetere. In genere, i biofilm si formano sulla superficie esterna del catetere e portano a infezioni disseminate, che sono fatali per i pazienti. Non ci sono un’efficace gestione della prevenzione e del trattamento nelle cliniche. Pertanto, è urgente stabilire un modello animale di CRI per lo screening preclinico di nuove strategie per la sua prevenzione e trattamento. In questo studio, un catetere in polietilene, un catetere medico ampiamente utilizzato, è stato inserito nella parte posteriore dei topi BALB/c dopo la depilazione. Candida albicans ATCC MYA-2876 (SC5314), che esprime una proteina fluorescente verde potenziata, è stata successivamente inoculata sulla superficie della pelle lungo il catetere. Un’intensa fluorescenza è stata osservata sulla superficie del catetere al microscopio fluorescente 3 giorni dopo. Biofilm maturi e spessi sono stati trovati sulla superficie del catetere tramite microscopia elettronica a scansione. Questi risultati hanno indicato l’adesione, la colonizzazione e la formazione di biofilm di candida albicans sulla superficie del catetere. L’iperplasia dell’epidermide e l’infiltrazione di cellule infiammatorie nei campioni di pelle indicavano i cambiamenti istopatologici della pelle associata al CRI. Per riassumere, è stato stabilito con successo un modello CRI del topo. Ci si aspetta che questo modello sia utile nella ricerca e nello sviluppo della gestione terapeutica per l’IRC associato alla candida albicans .
Introduction
Negli ultimi anni, con lo sviluppo e l’applicazione di materiali biomedici, le infezioni correlate agli impianti stanno emergendo come problemi clinici difficili 1,2. Con l’ampia applicazione dei cateteri medici nelle cliniche, il numero di infezioni e decessi correlati è enorme ogni anno 3,4. Le vie di infezione comuni di un’infezione correlata al catetere (CRI) includono: (1) agenti patogeni sulla superficie della pelle si infiltrano nel corpo e aderiscono alla superficie esterna del catetere 5,6,7; (2) agenti patogeni derivati da operazioni asettiche improprie invadono, aderiscono e colonizzano il catetere; (3) gli agenti patogeni nella circolazione sanguigna aderiscono e colonizzano il catetere; (4) farmaci contaminati da microrganismi patogeni.
La candida è la terza causa più comune di CRI 8,9. È molto probabile che causi infezioni del flusso sanguigno e altre candidosi invasive pericolose per la vita dopo che si sono formati biofilm sulla superficie dell’impianto. La prognosi è infausta e il tasso di mortalità è alto2. È stato riportato che i biofilm si formano sulla superficie del catetere entro 2 settimane dall’inserimento venoso centrale e nel lume del catetere poche settimane dopo10,11.
I biofilm di Candida albicans (C. albicans) formati sui cateteri medici mostrano una rete a doppio strato composta da lievito, stroma e micelio12,13. La formazione di biofilm di C. albicans non è solo una chiave per la resistenza ai farmaci e l’evasione immunitaria13, ma anche vitale per produrre spore disseminate, che portano a ulteriori infezioni ematogene 2,12 e si traducono in conseguenze più gravi e persino pericolose per la vita. L’IRC associata a C. albicans è una delle principali cause di infezioni cliniche fungine del flusso sanguigno 7,14 e oltre il 40% dei pazienti con infezione da C. albicans nel catetere venoso centrale svilupperà in batteriemia15.
Secondo la Infectious Disease Society of America, il trattamento raccomandato della Candida CRI include (1) la rimozione del catetere infetto; (2) sottoporre i pazienti a una terapia antimicotica sistemica di 14 giorni8; (3) Reimpianto di un nuovo catetere4. Tuttavia, nelle applicazioni cliniche, a volte i cateteri non possono essere rimossi completamente. Alcuni pazienti possono essere trattati solo con antibiotici sistemici e terapia antimicrobica lock, accompagnati da forti effetti collaterali16,17.
I modelli animali esistenti di C. albicans, come il modello di candidosi orofaringea, il modello di candidosi vaginale e il modello di infezione sistemica invasiva causata da candidosi18,19 non possono correlare bene con l’IRC clinico. Pertanto, in questo studio, è stato stabilito un modello di CRI associato a C. albicans nei topi. I cateteri in polietilene di uso clinico comunemente usati sono stati utilizzati come impianti sottocutanei20,21 e C. albicans sono stati inoculati sulla superficie cutanea per simulare l’adesione di C. albicans ai cateteri medici e la formazione di biofilm.
Questo modello è stato utilizzato con successo nel nostro laboratorio per lo screening dell’effetto anti-biofilm di diverse terapie22. Inoltre, a causa del ritardo nel rilevamento di C. albicans dopo l’infezione da catetere, è stato costruito e inoculato nei topi un ceppo di C. albicans contenente una proteina fluorescente verde potenziata (EGFP) per facilitare l’osservazione intuitiva delle colonie e dei biofilm di C. albicans sul catetere impiantato.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’IRC è una delle infezioni nosocomiali più comuni nella pratica clinica23. Gli agenti patogeni negli annessi cutanei, come l’epidermide, le ghiandole sebacee e i follicoli piliferi, sono tutte possibili cause di CRI23,24. La Candida è il terzo più grande agente patogeno che causa l’IRC, in cui la Candida albicans era il tipo più comune di infezione da biofilm25,26…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Siamo grati per il sostegno finanziario della Natural Science Foundation della provincia dello Shaanxi (numero di sovvenzione 2021SF-118) e della National Natural Science Foundation of China (numero di sovvenzione 81973409, 82204631).
Materials
| 0.5 Mactutrius turbidibris | Shanghai Lujing Technology Co., Ltd | 5106063 | |
| 2.5% glutaraldehyde fixative solution | Xingzhi Biotechnology Co., Ltd | DF015 | |
| 4 °C refrigerator | Electrolux (China) Electric Co., Ltd | ESE6539TA | |
| Agar | Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd | 01-023 | |
| Analytical balances | Shimadzu | ATX124 | |
| Autoclaves Sterilizer | SANYO | MLS-3750 | |
| Butanol | Tianjin Chemio Reagent Co., Ltd | 200-889-7 | |
| Carbenicillin | Amresco | C0885 | |
| Eclipse Ci Nikon upright optical microscope | Nikon | Eclipse Ts2-FL | |
| Glucose | Macklin | D823520 | |
| Inoculation ring | Thermo Scientific | 251586 | |
| Isoflurane | RWD | 20210103 | |
| Paraformaldehyde | Beyotime Biotechnology | P0099 | |
| PAS dye kit | Servicebio | G1285 | |
| Peptone | Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd | 01-001 | |
| Polyethylene catheter | Shining Plastic Mall | PE100 | |
| RWD R550 multi-channel small animal anesthesia machine | RWD | R550 | |
| SEM | Hitachi | TM-1000 | |
| Temperature incubator | Shanghai Zhichu Instrument Co., Ltd | ZQTY-50N | |
| Ultrapure water water generator | Heal Force | NW20VF | |
| Ultrasound machine | Do-Chrom | DS10260D | |
| Xylene | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10023428 | |
| Yeast extract | Thermo Scientific Oxoid | LP0021B |
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