עיצוב של הIntranasal וניקוב, מודל כפול של דיכוי חיסוני מושרה באלח דם
Summary
פרוטוקול זה מתאר טכניקות למדידת תוצאות זיהומיות בבסיס החולים שנרכשו משני זיהומים במצב המדכא, הראשון על ידי הקמת לאחר הקשר/עכברים לאחר מכן מאתגרת אותם עם זיהום intranasal כדי ל ליצור מודל רלוונטי קלינית של אלח דם חיסוני.
Abstract
אלח דם, זיהום חמור ומורכב מסכנת חיים, מאופיין בחוסר איזון בין תגובות פרו-דלקתיות באיברים מרובים. עם התפתחות של טיפולים, רוב המטופלים לשרוד את השלב hyperinflammatory אבל התקדמות לשלב המדכא, אשר מגביר את הופעתה של זיהומים משניים. לכן, הבנה משופרת של הפתוגנזה הבסיסית של זיהומים שנרכשו בבית החולים המשני בשלב המדכא במהלך אלח דם הוא בעל חשיבות אדירה. דווח כאן הוא מודל לבדיקת תוצאות זיהומיות על ידי יצירת כפול פגע זיהומים בעכברים. הליך כירורגי רגיל משמש כדי לגרום polymicrobial צפקת על ידי ליזיא וניקוב (CLP) ואחריו intranasal זיהום של האורהולוקוקוס כדי לדמות דלקת ריאות המתרחשת בדיכוי החיסונית הנתפסת לעתים קרובות בחולים בספיגה זה מודל כפול יכול לשקף את המדינה מדכאים חיסוני המתרחשים בחולים עם אלח דם ממושך הרגישות לזיהום משני של דלקת ריאות מחלה נוזוקומיאלית. מכאן, מודל זה מספק גישה ניסיונית פשוטה כדי לחקור את הפתופסולוגיה של דלקת ריאות משנית המושרה אלח דם, אשר עשוי לשמש לגילוי טיפולים חדשניים עבור אלח דם וסיבוכים שלה.
Introduction
אלח דם יוזם משנה מורכבת של תהליכים pro-דלקתיות מארח אנטי דלקתית והוא מאופיין תגובה היפרדלקתית ובתפקוד החיסוני הבאים1,2. אלח דם מייצג עדיפות בריאותית גלובלית וגורם למותם של מספר רב של מקרי מוות ביחידות הטיפול הנמרץ (קוס)3. השכיחות של אלח דם מוערך עולה על 30,000,000 מקרים ברחבי העולם בשנה, עם שיעורי התמותה גבוה ככל 30% למרות ההתקדמות בניהול טיפול נמרץ4,5. בשנת 2017, ארגון הבריאות העולמי אימץ החלטה לשפר את המניעה, האבחנה והניהול של המחלה הקטלנית הזאת5. עם זאת, מחקרים שנעשו לאחרונה מומחש כי המוות אינו נובע זיהום ראשוני בחולים ספיגה חמורים אלא מזיהום מחלה נוזוקומיאלית משני (במיוחד דלקת ריאות) שנגרמו על ידי דיכוי חיסוני6,7 . לכן, הבנת המנגנונים של מדוע חולים ספיגה לפתח זיהום משני וגילוי טיפולים יעילים יותר הם נדרשים בדחיפות. כאן, מודל כפול, הידוע גם כמודל להיט כפול, כדי ללמוד את התופעה החיסונית מדכאים המתרחשים בחולים עם אלח דם ממושך מתוארת.
בתור המודל הניסיוני הזהב במחקר על אלח דם פוליפטיים, ליזיט וניקוב (CLP) הוא ניתוח המאופיין באמצעות סקנום ליזיט וניקוב, התורם לפוליחיידקים צפקת ואלח דם8,9 . התהליך הפתופסולוגי ופרופילי הציטוקין, יחד עם הקינטיקה והגודל, דומים לאלח דם קליני. המיקום של הארכה, גודל מחט המשמש לנקב, ומספר דקירות cecal הם גורמים עיקריים המשפיעים על התמותה לאחר CLP.
דלקת הריאות מחלה נוזוקומיאלית היא הגורם המוביל של התמותה בקרב חולים באורח קשה עם אלח דם. הסוג העיקרי של אורגניזמים הגורמים לאלח דם חמורים כולל האורהולוקוקוס (20.5%), מינים של פסבדו-הפסדומונס (19.9%), מיני בוקבריא (בעיקר E. coli, 16.0%), ופטריות (19%). בינתיים, מחקרים שנעשו לאחרונה הציעו שכיחות הולכת וגוברת של אורגניזמים גראם חיוביים, אשר כיום נפוצים כמעט כמו זיהומים גראם שליליים3.
השיטה המתוארת בפרוטוקול זה כרוכה ב-CLP, שבוצעה כ”להיט הראשון” כדי לגרום לצפקת polymicrobial משניים, המתבטאת במצב דיכוי חיסוני. ההליך גם כרוך בעקבות intranasal ביזילציה של S. האוראוס כמו “הלהיט השני” כדי לספק פלטפורמת מחקר הרלוונטית קלינית.
Protocol
Representative Results
Discussion
כמו המודל הסטנדרטי זהב עבור מחקר אלח דם, CLP יש שילוב של שלושה עלבונות, כולל טראומה רקמות שנגרמו על ידי האונה, נמק עקב הארכה של cecum, וזיהום כתוצאה של דליפת חיידקים שגורם צפקת עם טרנסלוקציה של חיידקים לתוך דם8. לכן, CLP מחקה את המורכבות של אלח דם אנושי טוב יותר מדגמים רבים אחרים. עם זא?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי המכונים הלאומיים של מענקי בריאות R01 AI138203-01, AI109317-04, AI101973-01, ו AI097532-01A1 ל M. W. האוניברסיטה של צפון דקוטה ליבה מתקנים תמכו על ידי NIH מענקים (INBRE P20GM103442 ו COBRE P20GM113123). עבודה זו נתמכת גם על ידי תוכנית מפתח של הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (81530063) ל Jianxin Jiang. לתורמים לא היה כל תפקיד בתכנון לימוד, איסוף נתונים וניתוח, החלטה לפרסם או הכנת כתב היד. אנו מודים למארווין לייר (המרכז לבריאות הכפר, אוניברסיטת דקוטה הצפונית) על ביצוע הווידאו.
Materials
| 21 G 1 ½ Needle | BD | BD305167 | |
| ACK lysing buffer | Gibco | A10492-01 | |
| Anti-mouse CD11b antibody | Biolegend | 101201 | |
| Anti-mouse Ly-6G/Ly-6C (Gr-1) antibody | Biolegend | 108401 | |
| C57BL/6 mice | Harlan (Indianapolis) | C57BL/6NHsd | |
| Desk light | General Supply | General Supply | |
| Disinfecting wipes | Clorox | B07NV5JMCS | |
| Electric razor | General Supply | General Supply | |
| ELISA kits (mouse IL-1β, IL-6 and TNFα) | Invitrogen | 88-7013, 88-7064, and 88-7324 | |
| Iodine | Dynarex | B003U463PY | PVP Iodine Wipes |
| Ketamine | FORT DODGE | NDC 0856-2013-01 | Amine hydrochloride injection |
| Laboratory scale | General Supply | General Supply | |
| LB Agar, Miller | Fisher Scientific | BP1425-500 | Molecular genetics, powder |
| Micropipette | ErgoOne | 7100-1100 | |
| Normal saline | General Supply | General Supply | |
| Polylined towel | CardinalHealth, Convertors | 3520 | Surgical drape, sterile, for single use only |
| Silk suture, 4-0 | DAVIS & GECK | 1123-31 | |
| Small animal needle holder | General Supply | General Supply | |
| Small animal surgery scissors | General Supply | General Supply | |
| Small animal surgical forceps | General Supply | General Supply | |
| Staphylococcus aureus | ATCC | 13301 | |
| Warm pad | General Supply | General Supply | |
| Xylazine | Alfa Aesar | 7361-61-7 |
References
- Singer, M., et al. The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. 315 (8), 801-810 (2016).
- Delano, M. J., Ward, P. A. The immune system’s role in sepsis progression, resolution, and long-term outcome. Immunological Reviews. 274 (1), 330-353 (2016).
- Mayr, F. B., Yende, S., Angus, D. C. Epidemiology of severe sepsis. Virulence. 5 (1), 4-11 (2014).
- Fleischmann, C., et al. Assessment of Global Incidence and Mortality of Hospital-treated Sepsis. Current Estimates and Limitations. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 193 (3), 259-272 (2016).
- Reinhart, K., et al. Recognizing Sepsis as a Global Health Priority – A WHO Resolution. The New England Journal of Medicine. 377 (5), 414-417 (2017).
- Boomer, J. S., et al. Immunosuppression in patients who die of sepsis and multiple organ failure. JAMA. 306 (23), 2594-2605 (2011).
- Hotchkiss, R. S., Monneret, G., Payen, D. Sepsis-induced immunosuppression: from cellular dysfunctions to immunotherapy. Nature Reviews Immunology. 13 (12), 862-874 (2013).
- Dejager, L., Pinheiro, I., Dejonckheere, E., Libert, C. Cecal ligation and puncture: the gold standard model for polymicrobial sepsis?. Trends in Microbiology. 19 (4), 198-208 (2011).
- Rittirsch, D., Huber-Lang, M. S., Flierl, M. A., Ward, P. A. Immunodesign of experimental sepsis by cecal ligation and puncture. Nature Protocols. 4 (1), 31-36 (2009).
- Hugunin, K. M. S., Fry, C., Shuster, K., Nemzek, J. A. Effects of tramadol and buprenorphine on select immunologic factors in a cecal ligation and puncture model. Shock. 34 (3), 250-260 (2010).
- He, S., et al. Annexin A2 Modulates ROS and Impacts Inflammatory Response via IL-17 Signaling in Polymicrobial Sepsis Mice. PLoS Pathogens. 12 (7), 23 (2016).
- Pu, Q. Q., et al. Atg7 Deficiency Intensifies Inflammasome Activation and Pyroptosis in Pseudomonas Sepsis. Journal of Immunology. 198 (8), 3205-3213 (2017).
- Zanotti-Cavazzoni, S. L., et al. Fluid resuscitation influences cardiovascular performance and mortality in a murine model of sepsis. Intensive Care Medicine. 35 (4), 748-754 (2009).
- Chin, W., et al. A macromolecular approach to eradicate multidrug resistant bacterial infections while mitigating drug resistance onset. Nature Communications. 9 (1), 917 (2018).
- Nascimento, D. C., et al. IL-33 contributes to sepsis-induced long-term immunosuppression by expanding the regulatory T cell population. Nature Communications. 8, 14919 (2017).
- Deng, D., et al. Systematic investigation on the turning point of over-inflammation to immunosuppression in CLP mice model and their characteristics. International Immunopharmacology. 42, 49-58 (2017).
