Name: non-invasive model of neuropathogenic escherichia coli infection in the neonatal rat
Uploaded: 2014-10-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 27 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat at JoVE.com

وأيد هذا العمل عن طريق المنح البحثية G0400268 وMR / K018396 / 1 من مجلس البحوث الطبية، وعمل أبحاث الطبية. وقدمت المزيد من الدعم من قبل المعهد الوطني للكلية لندن المستشفيات مركز البحوث الطبية الحيوية بجامعة بحوث الصحية.

<ol>
	<li>Harvey, D., Holt, D. E., Bedford, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+meningitis+in+the+newborn:+a+prospective+study+of+mortality+and+morbidity.">Bacterial meningitis in the newborn: a prospective study of mortality and morbidity.</a> 23 (5), 218-225 (1999).</li><li>Brouwer, M. C., Tunkel, A. R., van de Beek, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+diagnosis,+and+antimicrobial+treatment+of+acute+bacterial+meningitis.">Epidemiology diagnosis, and antimicrobial treatment of acute bacterial meningitis.</a> Clin. Microbiol. Rev. 23 (3), (2010).</li><li>Silva, L. P. A., Cavalheiro, L. G., Queir&#243;s, F., Nova, C. V., Lucena, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+newborn+bacterial+meningitis+and+sepsis+during+the+pregnancy+period+for+public+health+care+system+participants+in+Salvador,+Bahia,+Brazil.">Prevalence of newborn bacterial meningitis and sepsis during the pregnancy period for public health care system participants in Salvador, Bahia, Brazil.</a> J. Infect. Dis. 11 (2), 272-276 (2007).</li><li>Levy, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Innate+immunity+of+the+newborn:+basic+mechanisms+and+clinical+correlates.">Innate immunity of the newborn: basic mechanisms and clinical correlates.</a> Nat. Rev. Immunol. 7 (5), 379-390 (2007).</li><li>Robbins, J. B., et al., Med, ., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escherichia+coli+K1+capsular+polysaccharide+associated+with+neonatal+meningitis.">Escherichia coli K1 capsular polysaccharide associated with neonatal meningitis.</a> N. Eng. J. 290 (22), 1216-1220 (1974).</li><li>Korhonen, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=hemolysin+production,+and+receptor+recognition+of+Escherichia+coli+strains+associated+with+neonatal+sepsis+and+meningitis.">hemolysin production, and receptor recognition of Escherichia coli strains associated with neonatal sepsis and meningitis.</a> Infect. Immun. 48 (2), 486-491 (1985).</li><li>Rutishauser, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polysialic+acid+in+the+plasticity+of+the+developing+and+adult+vertebrate+nervous+system.">Polysialic acid in the plasticity of the developing and adult vertebrate nervous system.</a> Nat. Rev. Neurosci. 9 (1), 26-35 (2008).</li><li>Koedel, U., Pfister, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+of+experimental+bacterial+meningitis.">Models of experimental bacterial meningitis.</a> Infect. Dis. Clin. North Am. 13 (3), 549-577 (1999).</li><li>Tunkel, A. R., Scheld, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenesis+and+pathophysiology+of+bacterial+meningiits.">Pathogenesis and pathophysiology of bacterial meningiits.</a> Clin. Microbiol. Rev. 6 (2), 118-136 (1993).</li><li>Kim, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+K1+capsule+is+the+critical+determinant+in+the+development+of+Escherichia+coli+meningitis+in+the+rat.">The K1 capsule is the critical determinant in the development of Escherichia coli meningitis in the rat.</a> J. Clin. Invest. 90 (3), 897-905 (1992).</li><li>Obata-Yasuoka, M., Ba-Thein, W., Tsukamoto, T., Yoshikawa, H., Hayashi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vaginal+Escherichia+coli+share+common+virulence+factor+profiles,+serotypes+and+phylogeny+with+other+extraintestinal+E.+coli.">Vaginal Escherichia coli share common virulence factor profiles, serotypes and phylogeny with other extraintestinal E. coli.</a> Microbiology. 148 (9), 2745-2752 (2002).</li><li>Sarff, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+Escherichia+coli+K1+in+healthy+and+diseased+newborns.">Epidemiology of Escherichia coli K1 in healthy and diseased newborns.</a> Lancet. 305 (7916), 1099-1104 (1975).</li><li>Schiffer, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review:+relation+between+invasiveness+and+the+K1+capsular+polysaccharide+of+Escherichia+coli.">A review: relation between invasiveness and the K1 capsular polysaccharide of Escherichia coli.</a> Pediatr. Res. 10 (2), 82-87 (1976).</li><li>Palmer, C., Bik, E. M., DiGuilio, D. B., Relman, D. A., Brown, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+the+human+infant+intestinal+microbiota.">Development of the human infant intestinal microbiota.</a> PLoS Biol. 5 (7), 1556-1573 (2007).</li><li>Nassif, X., Bourdoulous, S., Eug&#232;ne, E., Couraud, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+do+extracellular+pathogens+cross+the+blood-brain+barrier.">How do extracellular pathogens cross the blood-brain barrier.</a> Trends Microbiol. 10 (5), 227-232 (2002).</li><li>Moxon, E. R., Glode, M. P., Sutton, A., Robbins, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+infant+rat+as+a+model+of+bacterial+meningitis.">The infant rat as a model of bacterial meningitis.</a> J. Infect. Dis. 136, 186-190 (1977).</li><li>Birchenough, G. M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+innate+defenses+in+the+neonatal+gastrointestinal+tract+in+response+to+colonization+by+neuropathogenic+Escherichia+coli.">Altered innate defenses in the neonatal gastrointestinal tract in response to colonization by neuropathogenic Escherichia coli.</a> Infect. Immun. 81 (9), 3264-3275 (2013).</li><li>Ganz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defensins:+antimicrobial+peptides+of+innate+immunity.">Defensins: antimicrobial peptides of innate immunity.</a> Nat. Rev. Immunol. 3 (9), 710-720 (2003).</li><li>Bevins, C. L., Salzman, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paneth+cells,+antimicrobial+peptides+and+maintenance+of+intestinal+homeostasis.">Paneth cells, antimicrobial peptides and maintenance of intestinal homeostasis.</a> Nat. Rev. Microbiol. 9 (5), 356-368 (2011).</li><li>Moxon, E. R., Smith, A. L., Averill, D. R., Smith, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Haemophilus+influenzae+meningitis+in+infant+rats+after+intranasal+inoculation.">Haemophilus influenzae meningitis in infant rats after intranasal inoculation.</a> J. Infect. Dis. 129 (2), 154-162 (1974).</li><li>Bortolussi, R., Ferrieri, P., Bj&#246;rkst&#233;n, B., Quie, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capsular+K1+polysaccharide+of+Escherichia+coli:+relationship+to+virulence+in+newborn+rats+and+resistance+to+phagocytosis.">Capsular K1 polysaccharide of Escherichia coli: relationship to virulence in newborn rats and resistance to phagocytosis.</a> Infect. Immun. 25 (1), 293-298 (1979).</li><li>Glode, M. P., Sutton, A., Moxon, E. R., Robbins, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenesis+of+neonatal+Escherichia+coli+meningitis:+induction+of+bacteremia+and+meningitis+in+infant+rats+fed+E.+coli+K1.">Pathogenesis of neonatal Escherichia coli meningitis: induction of bacteremia and meningitis in infant rats fed E. coli K1.</a> Infect. Immun. 16 (1), 75-80 (1977).</li><li>Pluschke, G., Mercer, A., Kuse&#263;ek, B., Pohl, A., Achtman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+bacteremia+in+newborn+rats+by+Escherichia+coli+K1+is+correlated+with+only+certain+O+(lipopolysaccharide)+antigen+types.">Induction of bacteremia in newborn rats by Escherichia coli K1 is correlated with only certain O (lipopolysaccharide) antigen types.</a> Infect. Immun. 39 (2), 599-608 (1983).</li><li>Zelmer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Administration+of+capsule-selective+endosialidase+E+minimizes+changes+in+organ+gene+expression+induced+by+experimental+systemic+infection+with+Escherichia+coli+K1.">Administration of capsule-selective endosialidase E minimizes changes in organ gene expression induced by experimental systemic infection with Escherichia coli K1.</a> Microbiology. 156 (7), 2205-2215 (2010).</li><li>Zelmer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+expression+of+the+polysialyl+capsule+during+blood-to-brain+transit+of+neuropathogenic+Escherichia+coli+K1.">Differential expression of the polysialyl capsule during blood-to-brain transit of neuropathogenic Escherichia coli K1.</a> Microbiology. 154 (8), 2522-2532 (2008).</li><li>Mushtaq, N., Redpath, M. B., Luzio, J. P., Taylor, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevention+and+cure+of+systemic+Escherichia+coli+K1+infection+by+modification+of+the+bacterial+phenotype.">Prevention and cure of systemic Escherichia coli K1 infection by modification of the bacterial phenotype.</a> Antimicrob. Agents Chemother. 48 (1), 1503-1508 (2004).</li><li>Achtman, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Six+widespread+bacterial+clones+among+Escherichia+coli+K1+isolates.">Six widespread bacterial clones among Escherichia coli K1 isolates.</a> Infect. Immun. 39 (1), 315-335 (1983).</li><li>Mushtaq, N., Redpath, M. B., Luzio, J. P., Taylor, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+experimental+Escherichia+coli.+infection+with+recombinant+bacteriophage-derived+capsule+depolymerase.">Treatment of experimental Escherichia coli. infection with recombinant bacteriophage-derived capsule depolymerase.</a> J. Antimicrob. Chemother. 56 (5), 160-165 (2005).</li><li>Gross, R. J., Cheasty, T., Rowe, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+bacteriophages+specific+for+the+K1+polysaccharide+antigen+of+Escherichia+coli.">Isolation of bacteriophages specific for the K1 polysaccharide antigen of Escherichia coli.</a> J. Clin. Microbiol. 6 (6), 548-550 (1977).</li></ol>

تعلن المؤلفون أنه ليس لديهم المصالح المالية المتنافسة.

نموذج الحيوان الموصوفة هنا يبني على الأعمال السابقة التي تهدف لإعادة إنتاج السمات البارزة من الالتهابات التي تحدث بشكل طبيعي في البشر. كانوا يعملون الفئران حديثي الولادة في البداية لدراسة التهاب السحايا الرضع بسبب H. النزلية نوع (ب) كما اقتنعت الأنواع المعايير الرئيسية لنموذج قوي للعدوى. وبالتالي، يجب على بوابة دخول العوامل المسببة للأمراض ذات الصلة التي تعكس من العدوى البشرية الطبيعي وتعطي بتكاثر ترتفع إلى أمراض مماثلة لفترة كافية للسماح للتدخل العلاجي. التقنيات المستخدمة يجب أن لا تحد من إمكانية تطبيق هذا الإجراء ويجب أن لا تساهم في نتائج المرض 20. نموذج H. النزلية التهاب السحايا في الفئران الرضع التي وضعتها Moxon وزملاؤه يلبي هذه المعايير 20؛ تحدث العدوى الطبيعي بعد تكرار الاستعمار في الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي العلوي وهذه ميزة مهمة في الفئران الوليدة من غير الصدمةتقطير التشنج من البكتيريا على أغشية الممرات الأنفية. الأهم من ذلك، وتكرر الطبيعة تعتمد على عمر العدوى في النموذج. وكانت نفس المجموعة أيضا أول من وضع نموذجا غير الغازية من E. القولونية K1 NBM في الفئران حديثي الولادة 22. كانت مستعمرة خالية من العوامل الممرضة الجراء سبراج داولي عن طريق تغذية 10 أغسطس - 10 أكتوبر البكتيريا عن طريق أنبوب المعدة عن طريق الفم. كان اللقاح بالتالي أعلى بكثير من تلك المستخدمة من قبلنا. استعمار مع سلالات K1 ثلاثة فحصت، C94 حدث، في نسبة كبيرة نسبيا (48-74٪) من (O7: K1: H-)، EC3 (O1: K1: H-) وLH (H3 O75: K1) الحيوانات K1 التي تغذيها، ولكن حالات تجرثم الدم والتهاب السحايا وفيات متغير وأقل بكثير من معدلات الاستعمار. طبيعة نسيلي من E. تأسست العدوى التجريبية القولونية K1 بعد 23 ومن الواضح الآن أن O18 فقط: K1، وإلى حد أقل، O7: الأنماط المصلية K1 قادرةأن تسبب عدوى باستمرار النظامية. لهذا السبب، فإن هذه التحقيقات من التسبب في ممرض للأعصاب E. واستندت القولونية K1 على استخدام محسنة الفوعة O18: K1 سلالة A192PP. مقارنة بين E. التغذية القولونية K1 من الفئران حديثي الولادة عن طريق أنبوب المعدة، كما يستخدمه Glode وزملاؤه 22، وطريقة التغذية قطرة كما تستخدمها مجموعة Achtman في 23 كشفت أرقام كبيرة من الوفيات باستخدام الأسلوب السابق، يكاد يكون من المؤكد بسبب الأضرار التي لحقت المخاطية السطوح من قبل أنبوب المعدة. كما نسب الاستعمار قابلة للمقارنة مع هاتين الطريقتين، فمن المستحسن استخدام الأسلوب أقل الغازية لتغذية البكتيريا باستخدام ماصة مع طرف عقيمة، كما هو موضح في هذه الاتصالات. كولاي سلالة A192PP المستخدمة في دراساتنا هو O18: K1. وهو مشتق أكثر ضراوة من سلالة السريري E. القولونية A192 التي تم استرداد الأصل من المريض مع تسمم الدم 27 </سوب&gt;. تم الحصول على زيادة الفوعة من سلالة قبل مرور تسلسلي من خلال الفئران حديثي الولادة 26. سلالة يثير لشدة المرض تعتمد على السن، مع 100٪ تجرثم الدم وفيات عندما تدار ل2 يوم 28 الحيوانات القديمة. في المقابل، الحيوانات القديمة يوم 9 مقاومة تماما للمرض. يمكن استخدام K1 محددة الجراثيم التحللي للتمييز E. القولونية E. K1 من الآخرين سلالات القولونية 29. في هذه الدراسة، يجب أن تستخدم حساسية البكتيريا قادرة على البقاء لK1E عاثية إلى (ط) تحقق نقاء E. تعليق القولونية K1 أعدت لتغذية الحيوانات، و (ii) للتمييز E. القولونية K1 من القولونيات أخرى لاحتساب الجدوى في مسحات حول الشرج، والدم وعينات الأنسجة. إذا كانت مستعمرة هي E. القولونية K1، فإنه سيكون عرضة للعاثية K1E تحلل، وسيتم تثبيط نمو البكتيريا في موقع التلقيح عاثية. إذا كانت مستعمرة ليست E. القولونية K1، سيكون بمقاومة للتحلل KIE عاثية البريد، ويجب أن تكون هناك مساحة للنمو البكتيري في موقع التلقيح عاثية. وينبغي أن يوضع في الاعتبار أن النماذج الحيوانية لا يمكن أن تعكس كل مظاهر المرض تحدث بشكل طبيعي. يمكن تعديل النموذج الحالي لدراسة خصائص الفوعة البكتيريا ممرض للأعصاب أخرى من E. يمكن استيعاب القولونية A192PP والاختلافات في حجم اللقاح استعمار. ويمكن أن تشمل التطبيقات المستقبلية لتقنية تقييم الأدوية التي تشتد الحاجة إليها لعلاج حالة وللكشف عن تفاصيل استجابة المضيف للاستعمار وغزو الأنسجة. الطريقة الموصوفة هنا هو بسيطة لكنها فعالة. تم توظيف 12 الجراء مثل اختبار أو سيطرة الجماعات وهذا النهج داخل القمامة يضمن درجة عالية من التكاثر وصحة الإحصائية - الفضلات واحدة من 10. لا بد من أن يتم إرجاع الجراء لأمهاتهم الطبيعية في أقرب وقت ممكن بعد أي الاجراءلذا لا ينبغي أن تشمل البريد والفضلات الحيوانات تمر التدخلات المختلفة. من المهم أن اللقاح بتغذية أن تكون درجة حرارة وإلا فإن الجراء سيرفض الثقافة المقدمة. الجراء تتطور بسرعة والجراثيم معقدة وخلال يومين من الولادة واستعمرت الجهاز الهضمي مع مجموعة واسعة من البكتيريا من الكائنات الحية من تأسيس مثل الميكروبات الأكثر وفرة في الرضع والبالغين الأمعاء. الجراء التي لم يتم تغذيتها E. القولونية A192PP لا تحمل E. K1 القولونية في الجهاز الهضمي 17 وحتى تحديد معدلات الاستعمار هو بسيط نسبيا. ومع ذلك، المستندة على neuS QPCR طريقة للكشف عن استعمار E. القولونية K1 هو أبعد ما يكون أكثر حساسية أن أساليب الثقافة التقليدية ويوصى بقوة 17.

التهابات جرثومية جهازية تشكل تهديدا كبيرا للرفاه وبقاء الأطفال حديثي الولادة. الخدج أكثر عرضة بشكل خاص. التهاب السحايا الجرثومي حديثي الولادة (NBM)، وكثيرا ما يرتبط مع الإنتان الجرثومي، لا يزال يشكل مصدرا مهما للوفيات والمراضة أثناء الأسابيع القليلة الأولى من الحياة، وتفاقم المشكلة عن طريق التطور المستمر للمقاومة لعقاقير مضادة للجراثيم المواجهة 1،2. وهناك حالة من NBM حالة طبية طارئة أن يحمل عبء الطبي والاجتماعي والاقتصادي المرتفع 3؛ وبالتالي، هناك حاجة ملحة لعلاجات جديدة وخاصة، استراتيجيات وقائية جديدة للحد من عبء المرض. بعض ملامح NBM غير عادية: في العالم المتقدم، كولاي والمكورات العقدية المجموعة الثانية هي المسئولة عن الغالبية العظمى من الحالات وقدرة هذه السلالات لانتزاع NBM يكاد يرتبط دائما مع وجود السكاريد كاليفورنيا الواقيةpsule تمكن الممرض للتهرب من الاعتراف المناعة العمليات 4. وهناك نسبة عالية جدا (80-85٪) من neuroinvasive E. القولونية التعبير عن كبسولة K1 5،6، وهو بوليمر حمض polysialic المرتبطة α-2،8 مطابق هيكليا لاستضافة جهري من اللدونة العصبية 7. ان تقييم علاجات جديدة واقية لNBM وتجرثم الدم والإنتان المرتبطة تستفيد بشكل واضح من نموذج حيواني قوية من العدوى التي يحاكي الملامح الرئيسية لهذا المرض في الوليد البشري، ولا سيما قوية سن التبعية والمسار الطبيعي للعدوى . وهناك مجموعة واسعة من النماذج لالتهاب السحايا الجرثومي إيجابية الجرام وسالبة الجرام متاحة 8،9 وهذه لها بمد كبير معرفتنا خيارات المرضية، الفيزيولوجيا المرضية والعلاج في هذه الالتهابات. وبالتالي، استخدمت الالتهابات التجريبية في الجرذان والفئران والأرانب والقردة لدراسة التهاب السحايا في كل من نeonate والكبار. ومع ذلك، فإن العديد من هذه النماذج تستخدم حقن الصهريج أو تحت الجلد مباشرة من البكتيريا لبدء العدوى، وخلق التسبب الاصطناعي من خلال تجاوز العمليات الطبيعية للنشر من موقع الاستعمار. في بعض الحالات أدت هذه الأساليب التلقيح إلى تغييرات كبيرة في علم الأمراض. على سبيل المثال، الإدارة تحت الجلد من E. ألغت سلالات القولونية K1 للالإعالة العمرية المرتبطة عدوى الطبيعي، وتنتج تجرثم الدم والغزو من الجهاز العصبي المركزي (CNS) في كل من حديثي الولادة والبالغين 10. الاستعداد لE. القولونية NBM يعتمد بشكل حاسم على الانتقال الرأسي للعامل المسبب للمرض من الأم إلى الرضيع عند أو بعد الولادة مباشرة 11. أمومي المستمدة من E. البكتيريا القولونية K1 استعمار الجهاز الهضمي حديثي الولادة (GI) المسالك 11-13، والتي هي عقيمة عند الولادة ولكنه يكتسب الجراثيم معقدة بسرعة 14. في حديثي الولادة المستعمر، E. القولونيةK1 البكتيريا لديها القدرة على نقل من من لمعة الأمعاء إلى الدورة الدموية الجهازية قبل الدخول إلى الجهاز العصبي المركزي في الدماغ عبر الدم أو الدم النخاعي الحواجز السوائل 9،15. تصميم نماذج قوية من العدوى التجريبية يجب أن تأخذ بعين الاعتبار هذه التفاصيل. على الرغم من أن الفئران التي استخدمت على نطاق واسع لدراسة بعض أشكال التهاب السحايا الجرثومي 8، فهي غير صالحة للدراسات عدوى حديثي الولادة: يتم طغت من قبل الإصابة الجهازية وعدم إظهار السمة الإعالة العمرية قوية للرضع الإنسان 16. وعلاوة على ذلك، defensins α، الببتيدات الرئيسية الجهاز الهضمي توفير الحماية ضد الغزو النظامية التي كتبها E. القولونية K1 17، يتم التعبير بشكل كبير في خلايا بانيت والعدلات في البشر والفئران ولكن ليس في الفئران (18). هناك درجة ملحوظة من الازدواجية والتكرار وعدم التجانس في الماوس defensin والجينات cryptidin ذات الصلة التي لا توجد في غيرها وimals 19. وقد استخدمت الفئران حديثي الولادة في البداية من قبل Moxon وزملاء العمل 20 للتحقيق في الآلية المرضية لالتهاب السحايا المستدمية النزلية بعد التلقيح داخل الأنف، تكرار الموقع الطبيعي للاستعمار هذا الممرض حديثي الولادة في الإنسان، وتكييفها لاحقا لتعتمد على سن E. القولونية K1 تجرثم الدم والتهاب السحايا. Bortolussi وآخرون 21 حقن داخل الصفاق العاملين من اللقاح البكتيري لبدء الإصابة ولكن الدراسة الرئيسية Glode وزملاء العمل 22 المستخدمة للتغذية في المعدة عن طريق الفم موازية الطريق الطبيعي للعدوى بعد GI الاستعمار. كما أنبوب المعدة قد يضر الأسطح المخاطية، وقد تم تطوير هذا الإجراء ليشمل التغذية من اللقاح إلى الأطفال حديثي الولادة 23. هنا، وطريقة للاستعمار الجهاز الهضمي وإجراءات لتتبع العدوى في وصفها الفئران الوليدة الحساسة؛ بالإضافة إلى ذلك، تمت مناقشة التطبيقات العلاجية والوقائية للنموذج.

<table><tbody><tr><td>Pathogen-free Wistar rats (12 x neonate, 1 x lactating mother)</td><td><a href="http://www.harlan.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Harlan, UK</a></td><td></td><td></td></tr><tr><td>E. coli K1 A192PP</td><td><a href="http://www.ucl.ac.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Taylor lab</a></td><td></td><td>Mushtaq &lt;em&gt;et al.&lt;/em&gt; 2004</td></tr><tr><td>Bacteriophage K1E</td><td><a href="http://www.ucl.ac.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Taylor lab</a></td><td></td><td>Mushtaq &lt;em&gt;et al.&lt;/em&gt; 2004</td></tr><tr><td>Glycerol</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>G5516</td><td></td></tr><tr><td>Mueller-Hinton Agar</td><td><a href="http://www.oxoid.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Oxoid, UK</a></td><td>CM0037</td><td></td></tr><tr><td>Mueller-Hinton Broth</td><td><a href="http://www.oxoid.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Oxoid, UK</a></td><td>CM0405</td><td></td></tr><tr><td>MacConkey Agar</td><td><a href="http://www.oxoid.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Oxoid, UK</a></td><td>CM0007</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline (PBS)</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>P4417</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol 100%</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>E7023</td><td></td></tr><tr><td>Heparin Sodium Salt</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>84020</td><td>Prepare 20 - 50 units/ml</td></tr><tr><td>RNAlater Solution</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>R0901</td><td>10 &amp;mu;l/mg tissue</td></tr><tr><td>Acetic Acid</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>320099</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>C2432</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>322415</td><td></td></tr><tr><td>Cotton-tipped swabs</td><td><a href="http://www.fisher.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Fisher Scientific, UK</a></td><td>11542483</td><td></td></tr><tr><td>Alcotip Swabs</td><td><a href="http://www.scientificlabs.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Scientific Laboratory Supplies, UK</a></td><td>SWA1000</td><td></td></tr><tr><td>Petri dishes</td><td><a href="http://www.sigmaaldrich.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Sigma, UK</a></td><td>P5856</td><td></td></tr><tr><td>30 ml Universal Tube</td><td><a href="http://www.alphalabs.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> AlphaLaboratories, UK</a></td><td>CW3890</td><td></td></tr><tr><td>0.5 ml microcentrifuge tubes</td><td><a href="http://www.starlab.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> StarLab, UK</a></td><td>I1405-1500</td><td></td></tr><tr><td>1.5 ml microcentrifuge tubes</td><td><a href="http://www.starlab.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> StarLab, UK</a></td><td>I1415-1000</td><td></td></tr><tr><td>0.1 &amp;mu;l calibrated loops</td><td><a href="http://www.starlab.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> StarLab, UK</a></td><td>E1412-0112</td><td></td></tr><tr><td>L-shaped spreaders</td><td><a href="http://www.starlab.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> StarLab, UK</a></td><td>E1412-1005</td><td></td></tr><tr><td>Cuvettes</td><td><a href="http://www.fisher.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Fisher Scientific, UK</a></td><td>10594175</td><td></td></tr><tr><td>Forceps straight with fine points</td><td><a href="http://www.fisher.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Fisher Scientific, UK</a></td><td>12780036</td><td></td></tr><tr><td>Forceps straight with blunt tips</td><td><a href="http://www.fisher.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Fisher Scientific, UK</a></td><td>12391369</td><td></td></tr><tr><td>Forceps watchmaker&#039;s curved with very fine points</td><td><a href="http://www.fisher.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Fisher Scientific, UK</a></td><td>12740926</td><td></td></tr><tr><td>Scissors straight with very fine points</td><td><a href="http://www.fisher.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Fisher Scientific, UK</a></td><td>12972055</td><td></td></tr><tr><td>Laboratory Scissors</td><td><a href="http://www.vwr.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> VWR, UK</a></td><td>USBE4251</td><td></td></tr><tr><td>25 G Syringe Needles</td><td><a href="http://www.greinerbioone.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Greiner Bio-One Ltd</a></td><td>N2525</td><td></td></tr><tr><td>LAMBDA 25 UV/Vis Spectrophotometers</td><td><a href="http://www.perkinelmer.co.uk" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> PerkinElmer, UK</a></td><td>L60000BB</td><td></td></tr><tr><td>Unitemp Incubator</td><td>B&amp;amp;T, UK</td><td>OP958</td><td></td></tr><tr><td>Multitron shaking incubator</td><td><a href="http://www.infors-ht.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> INFORS HT, UK</a></td><td>AJ118</td><td></td></tr><tr><td>Ultra-Turrax T-10 homogenizer</td><td><a href="http://www.ika.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> IKA Werke</a></td><td>0003737000</td><td></td></tr></tbody></table>

non-invasive model of neuropathogenic escherichia coli infection in the neonatal rat

التحقيق في التفاعلات بين المضيف الحيواني والممرض الجرثومي هو معنى فقط اذا كان النموذج إصابة العاملين يعيد ملامح الرئيسية للعدوى الطبيعية. يصف هذا البروتوكول الإجراءات لإنشاء وتقييم العدوى النظامية بسبب ممرض للأعصاب K1 القولونية في الفئران حديثي الولادة. استعمار الجهاز الهضمي يؤدي إلى نشر الممرض على طول مجرى القناة الهضمية-الليمفاوية الدم في الدماغ من الإصابة ويعرض نموذج الإعالة العمرية قوية. سلالة من E. القولونية O18: K1 مع تعزيز الفوعة للجرذ حديثي الولادة ينتج معدلات عالية بشكل استثنائي من الاستعمار، النبات إلى المقصورة الدم وغزو السحايا بعد المرور عبر الضفيرة المشيمية. كما هو الحال في الإنسان المضيف، ويرافق اختراق الجهاز العصبي المركزي التهاب المحلي والنتيجة فتاكة دائما. هذا النموذج هو لفائدة ثبت للدراسات آليةالمرضية، لتقييم التدخلات العلاجية وتقييم الفوعة البكتيرية.

وE. القولونية K1 نموذج العدوى النظامية الموصوفة هنا يتطابق العديد من الميزات من العدوى الطبيعية في البشر. يتم بلعها البكتيريا، استعمار الجهاز الهضمي، نقل من داخل مقصورة الدم عن طريق الغدد الليمفاوية المساريقي قبل إنشاء هيئة خاصة مرض الالتهاب المرتبطة مع الدماغ 24. الأهم من ذلك، يعرض نموذج الإعالة العمرية قوية. كما هو مبين في الشكل (3)، القديمة لمدة يومين (P2) الفئران الوليدة هي عرضة للأمراض الغازية ولكن على مدى فترة سبعة أيام الحيوانات تصبح تدريجيا أكثر مقاوم للعدوى، ولكن ليس إلى الجهاز الهضمي الاستعمار (17). بعد عبور من موقع GI الاستعمار إلى المقصورة الدم والبكتيريا يمكن تصور في عينات الدم بواسطة المجهر مضان (الشكل 4) قبل الدخول إلى الجهاز العصبي المركزي في الغالب في الضفيرة المشيمية 25. في بعض الحيوانات، وهناك اجتياح واسعة من الأجهزة الرئيسية الأخرى مثلالرئة والطحال والكلى 25. أرقام البكتيرية في الأنسجة يمكن أن تختلف بشكل كبير بين الجراء الفردية 25 ولكن عندما سجل bioburden إما موجودة أو غائبة هناك درجة عالية من استنساخ فيما يتعلق الغزو الأعضاء. مع القمامة من 12 الجراء كاختبار جماعة واحدة، حسابات الطاقة باستخدام G * برامج الطاقة أن يكون هذا حجم العينة يساوي احتمال 98.6٪ من إيجاد تأثير بناء على البقاء على قيد الحياة باستخدام ستة حيوانات من الفوج و&gt; 99٪ إذا كانت كل الاحتمالات تؤخذ بعين الاعتبار اثني عشر. هذا النموذج هو بالتالي مناسبة لتقييم وكلاء رواية المصممة خصيصا لعلاج الالتهابات البكتيرية حديثي الولادة، واستخدمت في إجراء تقييم الإمكانات العلاجية من كبسولة depolymerase EndoE التي تزيل بشكل انتقائي الكبسولة K1 من سطح البكتيريا 24-26. ويمكن أيضا أن تستخدم لتحقيق المضيفة للبكتيريا التفاعلات التي تؤثر على باتhogenesis من E. neuropathogens القولونية. ضمن هذا السياق واستخدمت لأنها دراسات E. القولونية A192PP الاستعمار ونشرها. وقد ثبت أن E. لا تزال هناك خلايا القولونية A192PP في الجهاز الهضمي من P2، P5 وP9 الجراء بأعداد كبيرة. وكانت الجوانب الزمنية للاستعمار في هذه المجموعات الثلاث متشابهة جدا (الشكل 5)، وتعكس قدرة البكتيريا لتكرار والحفاظ على الكثافة السكانية داخل القناة الهضمية. تم تعزيز الفوعة للA192 العزلة السريري من قبل مرور التسلسلي في الفئران حديثي الولادة من أجل ضمان التكرار ضئيلة أو معدومة للاستخدام الحيواني. E. استعمرت القولونية A192 P2 الفئران حديثي الولادة مع كفاءة 100٪، أثارت تجرثم الدم في 35٪ من الحيوانات وتنتج تأثير مميت في 25٪ 27. وA192PP مشتق passaged يستعمر الجهاز الهضمي، وتنتج تجرثم الدم ويسبب الفتك في جميع الجراء P2. وبالتالي، فإن النموذج يمكن أن تستخدم للتحقيق في الفوعة للديfferent K1 سلالات فيما يخص قدرتها على غزو الجهاز العصبي المركزي وأجهزة الجسم الأخرى من موقع الاستعمار. في هذا السياق، وتستخدم Pluschke وزملاء العمل 23 لحديثي الولادة نموذج إصابة الفئران لتحديد قدرة 95 E. القولونية K1 سلالات من الأصل البشري للتسبب تجرثم الدم بعد الوتر الاستعمار. لاحظوا اختلافات واسعة في كفاءة وقدرة كل من الاستعمار الغازية، التي تقوم عليها طبيعة نسيلي من E. القولونية K1 neuropathogens. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/52018/52018fig1highres.jpg" width="600" /> الرقم 1. المواد لجمع الأنسجة: (A) على نطاق وزنها، (ب) أنابيب وزنه قبل وسائل الإعلام التي تحتوي اللازمة، (C) عملية الجدول، الحاكم والإبر تحديد ماهيتها الحيوان، (D) 70٪ (V / V) الإيثانول وبرنامج تلفزيوني لتعقيم المعدات جمع الأنسجة، <sترونج&gt; (E) مجموعة جمع الأنسجة بما في ذلك زوج كبير من مقص لقطع الرأس ومقص وملاقط وشفرات مختلف الحجم والأشكال، (F) الثلج للحفاظ على الأنسجة، (G) 70٪ (V / V) الايثانول لتعقيم الجدول عملية والمناطق المحيطة به. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52018/52018fig1highres.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/52018/52018fig2highres.jpg" width="600" /> الشكل 2. فصل الجهاز الهضمي والجهاز اللمفاوي المساريقي. (A) قبضة كتلة مركزية من الجهاز اللمفاوي المساريقي مع ملقط تشريح غرامة. (ب) قبضة الجزء القريب من الأمعاء الدقيقة، وسحب في اتجاهين متعاكسين. (C) والجهاز الهضمي والجهاز اللمفاوي المساريقي سوف تماما separat(ه) <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52018/52018fig2highres.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52018/52018fig3highres.jpg" width="500" /> الشكل 3. بقاء الجراء الفئران حديثي الولادة الذين تتراوح أعمارهم بين يومين (P2) إلى تسعة أيام (P9) بعد تناوله عن طريق الفم من E. A192PP القولونية، مما يدل على الإعالة العمرية قوية من العدوى النظامية. وتمثل كل مجموعة 24 وليدا. <img alt="الرقم 4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/52018/52018fig4highres.jpg" width="600" /> الرقم 4. الصور الإسفار من E. وكان مستضد عديد السكاريد الشحمي يا على سطح خلايا البكتيريا القولونية A192PP في مسحة الدم من الجرو P2 المصابة بعد تناوله عن طريق الفم من البكتيريا. الحادي وained مع أرنب الأجسام المضادة بولكلونل مكافحة O18 وAlexa546 مترافق الماعز المضادة للأرنب الضد الثاني. وقد تصور الكبسولة K1 مع EndoE-GFP كاشف. تقريبا كل البكتيريا المكتشفة في عينات الدم عرضها في K1 كبسولة واقية. كانت الصور الملتقطة بواسطة الدكتور أندريا Zelmer. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52018/52018fig4highres.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52018/52018fig5highres.jpg" width="500" /> الرقم 5. E. تم استخراج كولاي المعوية A192PP الاستعمار الإدارة التالية من اللقاح البكتيري. DNA من الأمعاء كله وE. القولونية K1 مستعمرة / غرام (كفو / ز) الأنسجة التي يحددها الكمي تفاعل البلمرة المتسلسل (QPCR) استهداف polysialyltransferase (neuS) الجين كما وصفت في أماكن أخرى 17 </suP&gt;. اللد: الحد من الكشف. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> ميزة </td><td> صحي </td><td> معتل </td></tr><tr><td> لون البشرة </td><td> وردي </td><td> شاحب / أصفر </td></tr><tr><td> خفة الحركة (المنعكس المقوم) </td><td> الجرو عكس فورا على وضع متخلف </td><td> صعوبة في عكس وضع متخلف (&gt; 3 ثانية) أو لا يمكن تحقيق </td></tr><tr><td> ضغط لطيف على البطن </td><td> أي صوت </td><td> صوت التحريض </td></tr><tr><td> المعدة / خط الحليب </td><td> مرئية والأبيض </td><td> غير مرئية </td></tr><tr><td> درجة الحرارة </td><td> دافئ </td><td> باردا نسبيا * </td></tr><tr><td> الوزن </td><td> كسب 1.5-2 غرام يوميا </td><td> لا زيادة الوزن أو فقدان الوزن </td></tr><tr><td> السلوك عند وضعه في قفص </td><td> خطوات نحو الأم ويبدأ وeeding </td><td> لا يمكن أن تتحرك نحو الأم ومعارض التغذية صعوبة </td></tr></tbody></table> الجدول 1. سبع نقاط نظام التسجيل: الدرجات الثلاث الأولى المدرجة وعادة ما تكون العلامات الأولية المرصودة. * حديثي الولادة مع الإصابة الجهازية تجربة رفع درجة حرارة الجسم (&gt; 2 درجة مئوية). ولكن نظرا لعدم وجود رشاقة من الحيوانات للوصول إلى والدتهما للحفاظ على درجة حرارة الجسم، قد تصبح الحيوانات غير صحية فصلها عن القمامة وتشعر بالبرد في اليد العارية.

Watch this Scientific Journal Video about Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat at JoVE.com

Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat

هنا، يتم وصف هذا الإجراء لإنشاء العدوى النظامية في الفئران حديثي الولادة مع ثقافات القولونية K1. يسمح هذا الإجراء غير الغازية استعمار الجهاز الهضمي، النبات من الممرض إلى الدوران الجهازي، وغزو النظام العصبي المركزي في الضفيرة المشيمية.

نموذج غير الغازية من ممرض للأعصاب<em&gt; الإشريكية القولونية</em&gt; العدوى في الأطفال حديثي الولادة الجرذ

Investigation of the interactions between animal host and bacterial pathogen is only meaningful if the infection model employed replicates the principal ...

non-invasive-model-neuropathogenic-escherichia-coli-infection

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat

10.9K Views.  University College London.  هنا، يتم وصف هذا الإجراء لإنشاء العدوى النظامية في الفئران حديثي الولادة مع ثقافات القولونية K1. يسمح هذا الإجراء غير الغازية استعمار الجهاز الهضمي، النبات من الممرض إلى الدوران الجهازي، وغزو النظام العصبي المركزي في الضفيرة المشيمي?...

Video: Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat

The Hypoxic Ischemic Encephalopathy Model of Perinatal Ischemia

Hypoxic-Ischemic Encephalopathy (HIE) is the consequence of systemic asphyxia occurring at birth. Twenty five percent of neonates with HIE develop severe and permanent neuropsychological sequelae, including mental retardation, cerebral palsy, and epilepsy. The outcomes of HIE are devastating and permanent, making it critical to identify and develop therapeutic strategies to reduce brain injury in newborns with HIE. To that end, the neonatal rat model for hypoxic-ischemic brain injury has been developed to model this human condition. The HIE model was first validated by Vannucci et al 1 and has since been extensively used to identify mechanisms of brain injury resulting from perinatal hypoxia-ischemia 2 and to test potential therapeutic interventions 3,4. The HIE model is a two step process and involves the ligation of the left common carotid artery followed by exposure to a hypoxic environment. Cerebral blood flow (CBF) in the hemisphere ipsilateral to the ligated carotid artery does not decrease because of the collateral blood flow via the circle of Willis; however with lower oxygen tension, the CBF in the ipsilateral hemisphere decreases significantly and results in unilateral ischemic injury. The use of 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) to stain and identify ischemic brain tissue was originally developed for adult models of rodent cerebral ischemia 5, and is used to evaluate the extent of cerebral infarctin at early time points up to 72 hours after the ischemic event 6. In this video, we demonstrate the hypoxic-ischemic injury model in postnatal rat brain and the evaluation of the infarct size using TTC staining.

The postnatal rat model for hypoxic-ischemic brain injury is a well-established model of human neonatal hypoxic ischemic encephalopathy (HIE). In this article, we describe the model of HIE in post-natal rat pups.

ونقص الأوكسجين النموذجي الاعتلال نقص التروية الدماغية قبل الولادة

Hypoxic-Ischemic Encephalopathy (HIE) is the consequence of systemic asphyxia occurring at birth. Twenty five percent of neonates with HIE develop severe ...

Biology

The Citrobacter rodentium Mouse Model: Studying Pathogen and Host Contributions to Infectious Colitis

This protocol outlines the steps required to produce a robust model of infectious disease and colitis, as well as the methods used to characterize Citrobacter rodentium infection in mice. C. rodentium is a gram negative, murine specific bacterial pathogen that is closely related to the clinically important human pathogens enteropathogenic E. coli and enterohemorrhagic E. coli. Upon infection with C. rodentium, immunocompetent mice suffer from modest and transient weight loss and diarrhea. Histologically, intestinal crypt elongation, immune cell infiltration, and goblet cell depletion are observed. Clearance of infection is achieved after 3 to 4 weeks. Measurement of intestinal epithelial barrier integrity, bacterial load, and histological damage at different time points after infection, allow the characterization of mouse strains susceptible to infection.
The virulence mechanisms by which bacterial pathogens colonize the intestinal tract of their hosts, as well as specific host responses that defend against such infections are poorly understood. Therefore the C. rodentium model of enteric bacterial infection serves as a valuable tool to aid in our understanding of these processes. Enteric bacteria have also been linked to Inflammatory Bowel Diseases (IBDs). It has been hypothesized that the maladaptive chronic inflammatory responses seen in IBD patients develop in genetically susceptible individuals following abnormal exposure of the intestinal mucosal immune system to enteric bacteria. Therefore, the study of models of infectious colitis offers significant potential for defining potentially pathogenic host responses to enteric bacteria. C. rodentium induced colitis is one such rare model that allows for the analysis of host responses to enteric bacteria, furthering our understanding of potential mechanisms of IBD pathogenesis; essential in the development of novel preventative and therapeutic treatments.

The Citrobacter rodentium Mouse Model: Studying Pathogen and Host Contributions to Infectious Colitis

Citrobacter rodentium infection provides a valuable model to study enteric bacterial infections as well as host immune responses and colitis in mice. This protocol outlines the measurement of barrier integrity, pathogen load and histological damage allowing for the thorough characterization of pathogen and host contributions to murine infectious colitis.

ال<em&gt; الليمونية rodentium</em&gt; نموذج الفأر: دراسة العوامل الممرضة والمضيفة المساهمات في التهاب القولون المعدية

This protocol  outlines the steps required to produce a robust model of infectious disease and  colitis, as well as the methods used to characterize ...

Modeling Encephalopathy of Prematurity Using Prenatal Hypoxia-ischemia with Intra-amniotic Lipopolysaccharide in Rats

Encephalopathy of prematurity (EoP) is a term that encompasses the central nervous system (CNS) abnormalities associated with preterm birth. To best advance translational objectives and uncover new therapeutic strategies for brain injury associated with preterm birth, preclinical models of EoP must include similar mechanisms of prenatal global injury observed in humans and involve multiple components of the maternal-placental-fetal system. Ideally, models should produce a similar spectrum of functional deficits in the mature animal and recapitulate multiple aspects of the pathophysiology. To mimic human systemic placental perfusion defects, placental underperfusion and/or chorioamnionitis associated with pathogen-induced inflammation in early preterm birth, we developed a model of prenatal transient systemic hypoxia-ischemia (TSHI) combined with intra-amniotic lipopolysaccharide (LPS). In pregnant Sprague Dawley rats, TSHI via uterine artery occlusion on embryonic day 18 (E18) induces a graded placental underperfusion defect associated with increasing CNS damage in the fetus. When combined with intra-amniotic LPS injections, placental inflammation is increased and CNS damage is compounded with associated white matter, gait and imaging abnormalities. Prenatal TSHI and TSHI+LPS prenatal insults meet several of the criteria of an EoP model including recapitulating the intrauterine insult, causing loss of neurons, oligodendrocytes and axons, loss of subplate, and functional deficits in adult animals that mimic those observed in children born extremely preterm. Moreover, this model allows for the dissection of inflammation induced by divergent injury types.

Encephalopathy of prematurity encompasses the central nervous system abnormalities associated with injury from preterm birth. This report describes a clinically relevant rat model of in utero transient systemic hypoxia-ischemia and intra-amniotic lipopolysaccharide administration (LPS) that mimics chorioamnionitis, and the related impact of infectious stimuli and placental underperfusion on CNS development.

النمذجة دماغي من الولادة المبكرة قبل الولادة عن طريق نقص الأكسجة-نقص التروية مع lipopolysaccharide في البينية الذي يحيط بالجنين في الفئران

Encephalopathy of prematurity (EoP) is a term that encompasses the central nervous system (CNS) abnormalities associated with preterm birth. To best ...

Medicine

Intrarenal Injection of Escherichia coli in a Rat Model of Pyelonephritis

Pyelonephritis is a bacterial infection of the kidney and is most commonly caused by Escherichia coli. Recurrent infections can cause significant renal inflammation and fibrosis ultimately resulting in declining kidney function. Before improved clinical management and prevention of pyelonephritis can be instituted, a reliable animal model must be established in order to study the mechanisms of progression, recurrence, and therapeutic efficacy. The transurethral infection model closely mimics human pyelonephritis but exhibits considerable variation due to its reliance on urethral reflux to transport the bacteria to the kidney. Herein, a detailed surgical protocol for performing bacterial injections into the rat renal pelvis is provided and confirmed by non-invasive Magnetic Resonance Imaging (MRI). Using this protocol, animals receive direct exposure to a desired concentration of E. coli bacteria and can fully recover from the surgical procedure with adequate post-operative care. This facilitates subsequent longitudinal MRI assessments of the experimental animal models for comparison with saline (sham) controls. Using this direct delivery approach, the severity of infection is controllable and applicable for mechanistic studies of progression as well as development of novel treatment strategies.

Intrarenal Injection of Escherichia coli in a Rat Model of Pyelonephritis

This manuscript describes a rat surgical model of pyelonephritis using direct intra-renal infection by Escherichia coli into the renal pelvis. The experimental procedure can be utilized to study the pathogenesis of pyelonephritis as well as the associated inflammation and fibrosis.

حقن إنترارينال من<em&gt; الإشريكية القولونية</em&gt; في نموذج الجرذ من التهاب الحويضة والكلية

Pyelonephritis is a bacterial infection of the kidney and is most commonly caused by Escherichia coli. Recurrent infections can cause significant renal ...

A Novel Human Epithelial Enteroid Model of Necrotizing Enterocolitis

Necrotizing enterocolitis (NEC) is a devastating disease of newborn infants. It is characterized by multiple pathophysiologic alterations in the human intestinal epithelium, leading to increased intestinal permeability, impaired restitution, and increased cell death. Although there are numerous animal models of NEC, response to injury and therapeutic interventions may be highly variable between species. Furthermore, it is ethically challenging to study disease pathophysiology or novel therapeutic agents directly in human subjects, especially children. Therefore, it is highly desirable to develop a novel model of NEC using human tissue. Enteroids are 3-dimensional organoids derived from intestinal epithelial cells. They are ideal for the study of complex physiologic interactions, cell signaling, and host-pathogen defense. In this manuscript we describe a protocol that cultures human enteroids after isolating intestinal stem cells from patients undergoing bowel resection. The crypt cells are cultured in media containing growth factors that encourage differentiation into the various cell types native of the human intestinal epithelium. These cells are grown in a synthetic, collagenous mix of proteins that serve as a scaffold, mimicking the extra-cellular basement membrane. As a result, enteroids develop apical-basolateral polarity. Co-administration of lipopolysaccharide (LPS) in media causes an inflammatory response in the enteroids, leading to histologic, genetic, and protein expression alterations similar to those seen in human NEC. An experimental model of NEC using human tissue may provide a more accurate platform for drug and treatment testing prior to human trials, as we strive to identify a cure for this disease.

Enteroids are emerging as a novel model in the study of human disease. The protocol describes how to simulate an enteroid model of human necrotizing enterocolitis using lipopolysaccharide (LPS) treatment of enteroids generated from neonatal tissue. Collected enteroids demonstrate inflammatory changes akin to those seen in human necrotizing enterocolitis.

نموذج انتيرويد الظهارية الإنسان رواية لالتهاب الأمعاء والقولون النّاخر

Necrotizing enterocolitis (NEC) is a devastating disease of newborn infants. It is characterized by multiple pathophysiologic alterations in the human ...

A Neonatal Imaging Model of Gram-Negative Bacterial Sepsis

Neonates are at an increased risk of bacterial sepsis due to the unique immune profile they display in the first months of life. We have established a protocol for studying the pathogenesis of E. coli O1:K1:H7, a serotype responsible for high mortality rates in neonates. Our method utilizes intravital imaging of neonatal pups at different time points during the progression of infection. This imaging, paralleled by measurement of bacteria in the blood, inflammatory profiling, and tissue histopathology, signifies a rigorous approach to understanding infection dynamics during sepsis. In the current report, we model two infectious inoculums for comparison of bacterial burdens and severity of disease. We find that subscapular infection leads to disseminated infection by 10 h post-infection. By 24 h, infection of luminescent E. coli was abundant in the blood, lungs, and other peripheral tissues. Expression of inflammatory cytokines in the lungs is significant at 24 h, and this is followed by cellular infiltration and evidence of tissue damage that increases with infectious dose. Intravital imaging does have some limitations. This includes a luminescent signal threshold and some complications that can arise with neonates during anesthesia. Despite some limitations, we find that our infection model offers an insight for understanding longitudinal infection dynamics during neonatal murine sepsis, that has not been thoroughly examined to date. We expect this model can also be adapted to study other critical bacterial infections during early life.

Infection of neonatal mice with bioluminescent E. coli O1:K1:H7 results in a septic infection with significant pulmonary inflammation and lung pathology. Here, we describe procedures to model and further study neonatal sepsis using longitudinal intravital imaging in parallel with enumeration of systemic bacterial burdens, inflammatory profiling, and lung histopathology.

نموذج تصوير حديثي الولادة من تعفن الدم البكتيري السلبي للجرام

Neonates are at an increased risk of bacterial sepsis due to the unique immune profile they display in the first months of life. We have established a ...

Assessment of Intestinal Transcytosis of Neonatal Escherichia coli Bacteremia Isolates

Newborns ingest maternal E. coli strains that colonize their intestinal tract around the time of delivery. E. coli strains with the ability to translocate across the gut invade the newborn's bloodstream, causing life-threatening bacteremia. The methodology presented here utilizes polarized intestinal epithelial cells grown on semipermeable inserts to assess the transcytosis of neonatal E. coli bacteremia isolates in vitro. This method uses the established T84 intestinal cell line that has the ability to grow to confluence and form tight junctions and desmosomes. After reaching confluence, mature T84 monolayers develop transepithelial resistance (TEER), which can be quantified using a voltmeter. The TEER values are inversely correlated with the paracellular permeability of extracellular components, including bacteria, across the intestinal monolayer. The transcellular passage of bacteria (transcytosis), on the other hand, does not necessarily alter the TEER measurements. In this model, bacterial passage across the intestinal monolayer is quantified for up to 6 h post-infection, and repeated measurements of TEER are made to monitor the paracellular permeability. In addition, this method facilitates the use of techniques such as immunostaining to study the structural changes in tight junctions and other cell-to-cell adhesion proteins during bacterial transcytosis across the polarized epithelium. The use of this model contributes to the characterization of the mechanisms by which neonatal E. coli transcytose across the intestinal epithelium to produce bacteremia.

Assessment of Intestinal Transcytosis of Neonatal Escherichia coli Bacteremia Isolates

Escherichia coli&#160;causes sepsis in neonates who ingest the bacteria around the time of birth. The process involved in&#160;E. coli&#8217;s&#160;ability to travel from the enteric tract to the bloodstream is poorly understood. This&#160;in vitro&#160;model assesses the ability of&#160;E. coli&#160;strains to travel through the intestinal epithelial cells.

تقييم النقل الخلوي المعوي لعزل تجرثم الدم الإشريكية القولونية الوليدي

Newborns ingest maternal E. coli strains that colonize their intestinal tract around the time of delivery. E. coli strains with the ability to translocate ...

A Murine Model of Fetal Exposure to Maternal Inflammation to Study the Effects of Acute Chorioamnionitis on Newborn Intestinal Development

Chorioamnionitis is a common precipitant of preterm birth and is associated with many of the morbidities of prematurity, including necrotizing enterocolitis (NEC). However, a mechanistic link between these two conditions remains yet to be discovered. We have adopted a murine model of chorioamnionitis involving lipopolysaccharide (LPS)-induced fetal exposure to maternal inflammation (FEMI). This model of FEMI induces a sterile maternal, placental, and fetal inflammatory cascade, which is also present in many cases of clinical chorioamnionitis. Although models exist that utilize live bacteria and more accurately mimic the pathophysiology of an ascending infection resulting in chorioamnionitis, these methods may cause indirect effects on development of the immature intestinal tract and the associated developing microbiome. Using this protocol, we have demonstrated that LPS-induced FEMI results in a dose-dependent increase in pregnancy loss and preterm birth, as well as disruption of normal intestinal development in offspring. Further, we have demonstrated that FEMI significantly increases intestinal injury and serum cytokines in offspring, while simultaneously decreasing goblet and Paneth cells, both of which provide a first line of innate immunity against intestinal inflammation. Although a similar model of LPS-induced FEMI has been used to model the association between chorioamnionitis and subsequent abnormalities of the central nervous system, to our knowledge, this protocol is the first to attempt to elucidate a mechanistic link between chorioamnionitis and later perturbations in intestinal development as a potential link between chorioamnionitis and NEC.

We developed a model of chorioamnionitis to simulate fetal exposure to maternal inflammation (FEMI) without complications of live organisms to examine the effects of FEMI on development of the offspring&#8217;s intestinal tract. This allows for study of mechanistic causes for development of intestinal injury following chorioamnionitis.

نموذج مورين للتعرض الجنين لالتهاب الأم لدراسة آثار التهاب المشيمة الحاد على نمو الأمعاء حديثي الولادة

Chorioamnionitis is a common precipitant of preterm birth and is associated with many of the morbidities of prematurity, including necrotizing ...

A Neonatal BALB/c Mouse Model of Necrotizing Enterocolitis

Necrotizing enterocolitis (NEC) is the most severe gastrointestinal (GI) disease that often occurs in premature infants, especially very low birth weight infants, with high mortality and unclear pathogenesis. The cause of NEC may be related to inflammatory immune regulatory system abnormalities. An NEC animal model is an indispensable tool for NEC disease immune research. NEC animal models usually use C57BL/6J neonatal mice; BALB/c neonatal mice are rarely used. Related studies have shown that when mice are infected, Th2 cell differentiation is predominant in BALB/c mice compared to C57BL/6J mice. Studies have suggested that the occurrence and development of NEC are associated with an increase in T helper type 2 (Th2) cells and are generally accompanied by infection. Therefore, this study used neonatal BALB/c mice to induce an NEC model with similar clinical characteristics and intestinal pathological changes as those observed in children with NEC. Further study is warranted to determine whether this animal model could be used to study Th2 cell responses in NEC.

Necrotizing enterocolitis (NEC) is the most severe gastrointestinal (GI) disease that often occurs in premature infants, especially very low birth weight infants, with high mortality and unclear pathogenesis. The cause of NEC may be related to inflammatory immune regulatory system abnormalities. An NEC animal model is an indispensable tool for NEC disease immune research. NEC animal models usually use C57BL/6J neonatal mice; BALB/c neonatal mice are rarely used. Related studies have shown that when mice are infected, Th2 cell differentiation is predominant in BALB/c mice compared to C57BL/6J mice. Studies have suggested that the occurrence and development of NEC are associated with an increase in T helper type 2 (Th2) cells and are generally accompanied by infection. Therefore, this study used neonatal BALB/c mice to induce an NEC model with similar clinical characteristics and intestinal pathological changes as those observed in children with NEC. Further study is warranted to determine whether this animal model could be used to study Th2 cell responses in NEC.

نموذج فأر BALB/c الوليدي لالتهاب الأمعاء والقولون الناخر

Necrotizing enterocolitis (NEC) is the most severe gastrointestinal (GI) disease that often occurs in premature infants, especially very low birth weight ...

Early Pathological and Magnetic Resonance Detection of Cerebral Injury Using a Rat Model of Neonatal Hypoxic Ischemic Encephalopathy

Perinatal hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE) is an acute disease that may afflict newborns, resulting in variable long- and short-term neurodevelopmental outcomes. Early diagnosis is critical to identifying infants who may benefit from intervention; however, early diagnosis relies heavily on clinical criteria. No molecular or radiological tests have shown promise in detecting early cerebral injury. Studies have shown that magnetic resonance imaging (MRI) can show changes in both blood flow/ischemia and metabolic disruption. However, they have all been used to evaluate the secondary phase of the disease (&gt;12 h) after the onset of the injury. Early diagnosis is critical to rapidly starting therapeutic hypothermia in eligible infants, which is currently recommended to be initiated within 6 h of birth. The rat model of hypoxic-ischemic injury was developed in 1981 and has been validated and used extensively to study changes in brain perfusion, cerebral injury markers, and morphology. However, it has primarily been used as a "late model", evaluating injury several days after the initial ischemic insult. The model has been known to have poor sensitivity in evaluating reliable and reproducible early cerebral changes. The objective of this study was to develop a reliable model to study early gross morphological and radiological markers of HIE using pathological staining and cerebral magnetic resonance imaging/magnetic resonance spectroscopy.

The present protocol describes a rodent model of newborn hypoxic-ischemic injury for identifying early changes in cerebral tissue by gross morphology and magnetic resonance imaging. This has benefits over existing models, which can be used to study late injury but do not allow the evaluation of reproducible early changes.

نموذج غير الغازية من ممرض للأعصاب

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video