Name: a robust pneumonia model in immunocompetent rodents to evaluate antibacterial efficacy against s. pneumoniae, h. influenzae, k. pneumoniae, p. aeruginosa or a. baumannii
Uploaded: 2017-01-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 17 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Robust Pneumonia Model in Immunocompetent Rodents to Evaluate Antibacterial Efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or

JH möchte seiner Anerkennung und danken Mentor, Freund und ehemaliger Manager Valerie Berry für uns zuerst dieses Modell unterrichten; und Gary Woodnutt, der uns die Grundlagen gelehrt und inspiriert unser Engagement auf dem Gebiet der antibakteriellen PK / PD. Alle Autoren wünschen David Payne für seine Unterstützung und Anerkennung für unsere Wissenschaft zu danken. Wir möchten , dass unsere früheren In - vivo - Mikrobiologie Kollegen zu erkennen , die auf den Körper von Daten beigetragen , diese Verfahren erzeugt mit, vor allem Pete DeMarsh, Rob Straub, Roni Seite und Nerissa Simon. Schließlich danken wir unseren in vitro Mikrobiologie Kollegen für ihre Unterstützung, insbesondere für die Bereitstellung aller MHK wir (Lynn McCloskey, Josh Westen und Sharon Min) verlangen; und für unsere klinischen Mikrobiologie-Team, die kompetente Beratung und Unterstützung (Linda Miller, Nicole Scangarella-Oman und Deborah Butler) zur Verfügung stellt.

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Die Autoren sind alle Mitarbeiter von Glaxosmithkline Pharmaceuticals und eigene Aktien des Unternehmens innerhalb des Unternehmens bezahlt.

Für einen optimalen Erfolg in diesem Infektionsmodell reproduzieren, sollten die folgenden zusätzlichen Vorschläge berücksichtigt werden. 3 mal in vivo vor der Verwendung in einer Studie - Virulenz neuer Isolate können durch Passagierung 2 verbessert werden. Gefrorene Bakterien Bestände sollten immer von einem primären in vivo abgeleitetes Quelle mit möglichst wenigen Passagen wie möglich von der ursprünglichen hergestellt werden und erneutes Gefrieren oder Wiederverwendung von aufgetauten Lager wird abgeraten. kürzlich durchgeführten klinischen Isolaten von Patienten mit Lungenentzündung erholt Verwendung und / oder Kulturen in der logarithmischen Wachstumsphase der Vorbereitung können auch Etablierung der Infektion zu verbessern. Eine fünffache Verdünnung in den Agar (zB 2 mL Kochsalzsuspension zugesetzt 8 ml Agar) kann anstelle von verwendet werden zehnfach das bakterielle Inokulum zu erhöhen und das Inokulum Volumen eingestellt werden kann , von der Größe des Tieres basiert (beispiels 200 &amp; mgr; l / Tier wird in der Regel in 250 g Ratten geimpft). Bevor die Salzbakteriensuspension in die zum HinzufügenAgar ( das heißt bei dem Schritt 2.3) kann die Bakteriendichte durch visuelle Inspektion vorausgesagt oder geschätzt werden, MacFarland Standard oder Messungen der optischen Dichte. Es ist hilfreich , vertraut zu werden mit den in - vitro - Wachstumseigenschaften für jede der Durchführung in vivo - Experimenten vor isolieren. Konsistenz in Wachstum und Handhabung ermöglicht, die genaueste Abschätzung der Bakteriendichte für jeden gegebenen isolieren. Standard mikrobiologische Verfahren, die von denen beschrieben wird, wie beispielsweise alternative Medien und Gewebe Homogenisatoren unterscheiden, können geeignet verwendet werden zur Herstellung von Inokula und Bakterien aus infizierten Geweben aufzählt. Es wird dringend vor dem Experiment der Agar den Tag vorzubereiten oder zu schmelzen empfohlen und speichern Sie es über Nacht in einem separaten Wasserbad auf 50 ° C eingestellt. Dies wird den Prozess vereinfachen und Schutz gegen die Agar zum Zeitpunkt der Infektion zu heiß. Eine Temperatur von 41 bis 42 ° C erreicht, eine gute Balance zwischen der Wartung desning der Agar in flüssigem Zustand ohne kurzfristige Überleben der Bakterien für zu heiß. Als mögliche Alternative zu Nähragar wurde noble Agar wurde in einigen Versuchen erfolgreich eingesetzt. Ein Rohr aus Agar Inokulum in der Regel ausreichend für eine gesamte Experiment (und empfohlen wird), sondern mehrere Rohre können zum Infizieren einer großen Anzahl von Tieren hergestellt werden (beispielsweise mehr als 60) , oder wenn das infizierende Vorgang dauert länger als 30 - 45 min Wenn mehrere Inokulum Rohre erforderlich sind, fügen die Salzbakteriensuspension in jedes Röhrchen Agar, wie es benötigt wird. Dies reduziert das Risiko, dass bakterielle Überleben und / oder Eignung wird durch verlängerte Exposition gegenüber einer erhöhten Temperatur vor der Inokulation berührt. Es sollte beachtet werden, dass die Verwendung mehrerer Inokulum Rohre auch zusätzliche Randomisierung Tierverfahren erfordern. Wann immer möglich, infizieren alle Tiere aus dem gleichen Inokulumzubereitung. Es wird empfohlen, die Größe der Experimente auf dem aktuellen Stand der Kenntnisse im Umgang mit dem te zuzuschneidenchnique. Ein erfahrener Wissenschaftler kann ein Tier in weniger als 30 s intubieren und impfen und impfen bis 5 - 6 Tiere pro Charge (dh mit einer Spritze voller Agar Inokulum). Für diejenigen, die Technik zu lernen, ist die Geschwindigkeit wichtig wie die Agar beginnt zu verfestigen; jedoch eine genaue Platzierung des Inokulums ist wichtiger. Beginnen Sie mit 1 oder 2 Tiere pro Charge, und erhöhen so die Technik vertrauter wird. Die Tiere auch weiterhin während der Intubation zu atmen; Somit hängt die Zeitfenster für die Inokulation ab, wie schnell sich das Tier erholt sich von Isofluran, die etwa 2 sein sollte - 3 min. Tiere, die während des Prozesses erwecken können wieder narkotisiert und ein zweites Mal versucht, aber es wird nicht empfohlen, so wiederholt zu tun. Erfolgreiche Impfung beim ersten Versuch wird in fast 100% der Tiere zu erwarten, wenn Fähigkeits erreicht wird. Beachten Sie, dass es einfacher ist, die Technik unter Verwendung von Ratten zu erlernen zuerst; Mäuse sind empfindlicher und je kleiner zuls sind anfälliger mit verfestigten Agar zur Verstopfung, wenn nicht schnell manipuliert. Vorwärmen Spritzen, Schläuche und Kochsalzlösung sowie die Intubation Gerät an einem warmen (nicht heißen) Oberfläche, wie ein Heizkissen auf niedriger Einstellung zu halten, helfen Verfestigung des Agar verhindern kann. Wenn die Technik lernen, ist es auch hilfreich, die richtige Platzierung des Inokulums zu praktizieren unter Verwendung eines dunkel gefärbten Farbstoff (wie konzentrierte Methylenblau) anstelle der Bakteriensuspension in Agar. Führen Sie das Verfahren wie beschrieben, aber einschläfern das Tier unmittelbar nach der Inokulation des Farbstoffs (nicht erlaubt, das Tier zwischen Anästhesie und Euthanasie zu erholen). Sezieren, um zu bestimmen, wo der Farbstoff angeordnet ist, und entsprechend anpassen Technik. Der primäre Endpunkt in diesem Modell ist CFU aus infizierten Lunge. Überleben ist kein guter Indikator für die bakterielle Belastung und ist keine empfohlene Endpunkt. Für Wirksamkeitsstudien ist die vorgeschlagene N 5 - 6 Tiere pro Gruppe, wie dies predicte istd ≥1 log 10 CFU Unterschiede zwischen den Gruppen mit mindestens 90% Leistung zu erfassen. Tiere können in Gruppen angesteckt werden, so dass Käfiggenossen zusammen bleiben, oder eine wahre Randomisierung Prozess verfolgt werden kann. Beachten Sie, dass, wenn Gruppen von Käfig zugeordnet sind, sollten die Gruppen mit den am Ende der Studie Wachstumskontrollen in einer zufälligen Sequenz infiziert werden zuletzt infiziert (um die bakterielle Überlebens bestätigen / Fitness wurde nicht durch die Länge der Zeit einer erhöhten Temperatur ausgesetzt betroffen im Wasserbad). Keine Daten censoring Methoden sollten notwendig sein, und keine sind, mit Ausnahme der unmittelbaren Entfernung von jedem Tier zu empfehlen, die offensichtlich falsch inokuliert zu Beginn der Studie (vor der Einleitung irgendwelcher Behandlungen) gewesen ist. Tiere , die vor dem Ende der Studie eingeschläfert werden sollte , es sei denn für den Ausschluss eines triftigen Grundes im Datensatz abgetastet und die Ergebnisse einbezogen werden prospektiv identifiziert (dh ein Ereignis in keinem Zusammenhang mit der Infektion oder Behandlung). Drug Verschleppung kann affeinige Proben ect und ist eine wichtige Überlegung für alle in vivo Infektionsmodellen. Wenn eine Verbindung häufig gegeben ist, in der Nähe der Zeit der Euthanasie oder hat eine lange Halbwertszeit, kann es bei einer ausreichend hohen Konzentration im Gewebe Homogenat vorhanden sein , um weiterhin Bakterien ex vivo während der bakteriellen Enumerationsprozess (Verdünnung und Plattierung des Tötens die Proben oder auf den Agarplatten während der Inkubation über Nacht). Um dem vorzubeugen, Aktivkohle und / oder ein Additiv, das das aktive Molekül abbaut, ohne die Bakterienzellen schädigen können vor der Homogenisierung zu der Probe gegeben werden. Andere Verfahren umfassen die Proben Zentrifugieren der Mehrheit der aktiven Verbindung zu entfernen (die im Überstand bleiben soll) und unterschiedliche Verdünnungs Verwendung und Plattieren Schemata ausreichend den Wirkstoff in eine nicht-inhibitorische Konzentration verdünnen. Wie in Abbildung 2, dieses Modell durch die i gezeigten Beispielen belegt erfolgreichnduces Lungeninfektionen bei Nagetieren mit einem breiten Spektrum von Organismen einschließlich derer, die in anderen Modellen (zB H. influenzae) nicht gut wachsen. Diese Infektionen sind konsistent und reproduzierbar, was die Wahrscheinlichkeit reduziert wird, die Experimente benötigen aufgrund der Modellversagen wiederholt werden und / oder eine schlechte Leistung mit einem gegebenen Isolat. Obwohl die Tiere immunokompetenten sind, sind sie nicht in der Lage, die Infektion zu schnell zu lösen, wenn überhaupt. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Studie der Länge, wie viele Isolate eine tragfähige Infektion durch mindestens 96 h, ohne die Notwendigkeit halten für wiederholte Injektionen Neutropenie zu halten. Der potenzielle Nutzen des Studierens antibakterieller Wirksamkeit bei Immun Tieren wurde 20 zuvor angemerkt, 21, und es gibt Hinweise , dass für einige Verbindungen (zB oxazolidinones), Daten aus nicht neutropenischen Nagetiere genauer die Exposition des Menschen Ziele vorhersagen kann , verglichen mit denen gemacht neutropenische 5. Der Mehrzweck-Verwendbarkeit von ter Modell ist in den Figuren gezeigt , 3 und 4 und den Tabellen 1 und 2. Diese Studien sind Teil einer großen Sammlung von veröffentlichten und nicht veröffentlichten Daten , die mit diesem Modell generiert wurde , um Lead - Optimierung Anstrengungen 16, 17, 22-24, zum Vergleich unterstützen und die Bestätigung der vorgeschlagenen menschlichen Dosierungsschemata 19, 25-29 und für PK / PD - Charakterisierung 18, 30-32 .Während dieses Modell zunächst komplexer ist , mit der intranasalen Inhalation Methode zur Durchführung verglichen, gibt es viele Vorteile , wie oben beschrieben. Mit etwas Übung und Routine zu verwenden, sollten die Techniken unkompliziert geworden auszuführen. Es kann in einigen Studien festgestellt werden, dass die bakterielle Belastung zu Beginn der Studie, dass niedriger war als in der Regel in anderen Lungeninfektionsmodellen gezielt. Dies ist zum großen Teil auf die gewünschte Verdünnung in Agar und das kleine Volumen Herausforderung, insbesondere bei Mäusen. Es sollte jedoch auch beachtet werden,dass das Bakterienwachstum wurde in allen Fällen gesehen, selbst wenn die anfängliche Belastung relativ gering war. Die Zielbasisbakterienbelastung ist 6 bis 6,5 log 10 KBE / Lunge (6,8 bis 7,3 log 10 KBE / g Gewebe bei Mäusen nach durchschnittlichen Lungengewichte) , die in menschlichen Patienten mit einer schweren Lungenentzündung 33 geschätzt Dichten entspricht. Eine höhere Basislast kann durch weitere Konzentration der Bakterieninokulum oder durch Verzögerung der Beginn der Verabreichung der Verbindung zu ermöglichen, zusätzliche Bakterienwachstum erreicht werden kann; aber zu viel der Herausforderung zunehmender Belastung kann zu abnorm schwere und akute Erkrankung führen (dh Tod in weniger als 24 h), die für alle antibakterieller Therapien refraktär ist unabhängig von der Anfälligkeit. Obwohl das Inokulum anfangs vorzugsweise in die linke Lunge des Tieres gelegt wird, breitet sich die Infektion im Allgemeinen überall in beiden Lungen. Progressives Lungenerkrankung, die Verbreitung der Bakterien auf andere Organe und eventuelle Morbidität ist oft observed mit S. pneumoniae, K. pneumoniae und P. aeruginosa. Von Interesse sind Infektionen mit H. influenzae und A. baumannii in der Regel mehr enthalten und nur selten in der vorgeschriebenen bakteriellen Inokula zum Tod führen. Die Ergebnisse zur Wirksamkeit von diesem Modell erhalten haben , gut korreliert mit in - vitro - Empfindlichkeit Profile sowie definierte PK / PD - Ziele. Kürzungen bei der bakteriellen Belastung sind für die Isolate als anfällig für den Agenten getestet, während die als resistent zeigen keine Veränderung oder Bakterienwachstum über dem Ausgangswert 16, 17, 19, 24-29 routinemäßig beobachtet. Studien an Ratten Auswertung zwei Chinolone und ein Makrolid dieses Modell 32 haben gezeigt , dass die PK / PD - Ziel für eine 10 Reduktion der S. pneumoniae Vergleich zum Ausgangswert mit dem in neutropenischen Mäusen bestimmt Ziel korreliert log 1-erforderlich und, was noch wichtiger ist , mit klinische Ziele für die Gemeinschaft erworbenen bakteriellen pneumonia 6, 7, 34, 35. Gepotidacin, ein neuartiger Mechanismus Antibiotikum, wurde gegen mehrere S. pneumoniae getestet und eine ähnliche PK / PD - Ziel , die für eine 1-log 10 Reduktion in diesem Modell Lungeninfektion 31 , wie es für ein Modell 1-log 10 Reduzierung der neutropenische Oberschenkel erforderlich 36 , wenn Lungenpenetration wurde berücksichtigt ( die Daten - Datei) übernommen. In ähnlicher Weise waren die PK / PD - Ziele bestimmt in Mäusen für GSK2251052 gegen P. aeruginosa konsistent für Stase, 1- und 2-log 10 Reduktion der CFU zwischen diesem Lungenmodell 30 und dem neutropenische Oberschenkel - Infektionsmodell bei Lungen Penetration 37 betrachtet wurde, 38 . Die Korrelation mit einer Neutropenie-Modell Lungeninfektion unter Verwendung von intranasalen Impfung war schlecht; jedoch GSK2251052 nicht produzieren mehr als eine statische Reaktion in dieser Studie 38. Dies kann auf die höhere bakterielle Inokulum zurückzuführen sein, die 8 log 10 KBE / Maus war im Vergleich mit 6 log <sub&gt; 10 KBE / Maus in die neutropenische Oberschenkel 37 und intratracheale Intubation 30 Modelle. Sammlung von Daten, wie dies ist kritisch für Benchmark, da es einen direkten Vergleich mit bestehenden Modellen und Korrelation mit klinischen Daten erlaubt die translatorische Vorhersagefähigkeit zu bewerten. Mehr weit verbreitete Verwendung des Modells Lungeninfektion intratracheale Intubation wird für diese Art von Analysen zusätzlicher Daten. Es gibt einige Einschränkungen dieser immunokompetente Pneumonie-Modell. Erstens ist es nicht gut geeignet Entstehung von spontanen Resistenz gegen die Bewertung, da die hohe allgemein bakterielle Inokulum für solche Studien führt zu streng einer Infektion erforderlich. Nach Versuchen, bakterielle Belastungen von 7 oder 8 log 10 CFU zu Beginn der Studie zu erreichen, hat eine schnelle Morbidität beobachtet (dh Tiere , immer moribund in weniger als 24 h) trotz sorgfältigem Waschen der Inokula vorbestehenden Toxine (Daten - Datei) zu entfernen. Eskann möglich sein, dieses Problem zu überwinden, indem sie größere Nagetiere verwenden. Ratten, besonders schwerer Ratten (&gt; 250 g), scheinen besser höher Inokula zu tolerieren als mit Mäusen verglichen, und kann für diese Art von Untersuchungen geeignet sein. Eine zweite Einschränkung ist, dass die Verwendung von Agar als infektions Enhancer ausschließen kann das Modell zur Bewertung bestimmter Host mit: Pathogen-Interaktionen. Es wird angenommen, daß der Agar ein geschütztes Brennpunkt liefert, bis Infektion vollständig innerhalb der Lunge festgestellt wird. Es ist möglich, den Impfstoff in Kochsalzlösung statt Agar liefern zu helfen, dieses Problem zu überwinden; jedoch ist zu beachten, dass dies nur eine Infektion mit einigen Isolaten produziert. Drittens gibt es eine steile Lernkurve in der Technik vertraut zu machen erforderlich. Das Verfahren kann empfindlich, vor allem bei Mäusen sein. Es ist leicht, die Metallkanüle in die Speiseröhre fälschlicherweise zu platzieren, und eine übermäßige Kraft auf Einstich entweder der Speiseröhre oder der Luftröhre führen. Eine sorgfältige Platzierung des Inokulums ist aucherforderlich oder Tiere können entweder nicht erholen oder nicht ausreichend angesteckt werden. Doch mit Geduld und Ausdauer kann man sehr beherrschen und die Technik schnell durchführen, flüssig und präzise. Durch das Entfernen der Anforderung für Neutropenie, zunehmende Robustheit und Reproduzierbarkeit, so dass die Ermittler mehr Krankheitserreger und Isolate zu untersuchen, die Flexibilität der experimentellen Design zu verbessern und eine anspruchsvolle Infektion Pharmakodynamik für eine Lungenentzündung zu charakterisieren, diese immunokompetente Modell Lungeninfektion fügt einen wesentlichen Wert auf die Antibiotika-Entdeckung Gemeinschaft. Die verstärkte Nutzung dieses Modells durch zusätzliche Ermittler wird dazu beitragen, die notwendige Benchmarking sorgen dafür breitere Akzeptanz zu gewinnen und weiterhin unterstützende Informationen für eine angemessene Interpretation bieten.

Die Bewertung der Wirksamkeit von Wirkstoffkandidaten in Tiermodellen der Infektion ist ein wichtiger Bestandteil des antibakteriellen Wirkstoff-Forschung. In vivo liefern Wirksamkeitsstudien wichtige Daten für die Entscheidungsfindung über die Spanne der Entdeckung Bemühungen, aus Aufklären Struktur-Aktivitäts - Beziehungen (SAR) und Blei chemischen Serie durch pharmakokinetische-pharmakodynamische Bestimmung Optimierung (PK / PD) Eigenschaften von Verbindungen und die Wahl der Dosis Unterstützung für klinische Entwicklung und Zulassung. Zahlreiche Tierinfektionsmodellen sind für diese Zwecke in der Literatur beschrieben. Eines der am häufigsten und am weitesten verbreiteten Modelle ist die neutropenischen Maus Oberschenkelinfektion, die von Eagle 1, 2 und später erweitert durch Vogelman und Craig 3, 4 Pionierarbeit geleistet wurde. Dieses Modell wurde für die Unterstützung Bestimmung der bakteriellen Anfälligkeit Grenzwerte und für die Bereitstellung von PK / PD-Ziele von unschätzbarem Wert menschlichen Dosierung zu führen. Es gibt viele Prüfungples , wo die Vorhersagefähigkeit dieses Modells hat 4-7 bewährt. Allerdings ist einer der Nachteile des Oberschenkels Infektionsmodell ist das Fehlen von direkter Bedeutung für Lungeninfektionen. Es gibt jetzt eine stärkere Betonung der Ort der Infektion in Tiermodellen an den Ort der Infektion beim Menschen entspricht; und somit zu untersuchen Verbindungen zur Behandlung von Lungenentzündung, ist es ideal, eine Lungeninfektionsmodell in Tieren zu verwenden. Mehrere Verfahren zur Lungeninfektionen bei Labortieren induziert wurden für die antibakterielle Wirksamkeit Studien einschließlich intranasale Inhalation, Aspiration über den Mund - Rachen - Route, Aerosolexposition und chirurgische intratracheale Inokulation 8 beschrieben und verwendet. In vielen Fällen müssen die Tiere (vor allem Mäuse) erste neutropenische gemacht werden, um eine stabile Lungeninfektion zu erreichen. Trotz dieser stark immungeschwächten Zustand, die Anzahl der bakteriellen Pathogenen und Stämme, die tragfähige Infektionen bei Nagern zu produzieren istbegrenzt. Zum Beispiel kann es schwierig sein , erfolgreich Haemophilus influenzae oder Acinetobacter baumannii in Pneumonie Modellen 9, 10, und noch mehr virulenten Pathogenen wie Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa und Klebsiella pneumoniae, kann pose 11-13 Herausforderungen zu etablieren. Im Jahr 1991 beschrieb Smith ein Modell Lungeninfektion bei Immun entwöhnten Ratten , bei denen eine Infektion durch Einträufeln Bakterien direkt in die Lunge über eine einfache nicht - chirurgischen intratracheale Intubation Verfahren 14 hergestellt wurde. Berry et al. später geändert , um die Verfahren für Mäuse 15 zu infizieren. Unter Verwendung eines Agar-basierten Impfstoff, diese Impfung Technik induziert robuste Lungeninfektionen in immunokompetente Ratten und Mäuse mit S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa und A. baumannii. Es ist offen für ein breites Spektrum von Isolaten, einschließlich der Beherbergung verschiedene widerance Determinanten und solche, die nicht über eine tragfähige Infektion durch andere Impfung Wege produzieren. Es ermöglicht auch die Wirksamkeit bei immunokompetente Tieren bestimmt werden, eine Bedingung, die für Patientengruppen relevanter ist als die traditionellen neutropenische Mausmodell ist, das nicht stark immungeschwächten sind. Die Konsistenz und Zuverlässigkeit dieses Modells auf mehrere Krankheitserreger und Isolate macht es für antibakterielle Wirksamkeit Studien gut geeignet.

<table><tbody><tr><td>TSA II Trypticase Soy Agar with 5% Sheep Blood</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td>4321261</td><td></td></tr><tr><td>Chocolate II Agar</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td>4321267</td><td></td></tr><tr><td>BBL Brain Heart Infusion Broth Modified</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td>299070</td><td></td></tr><tr><td>BBL Trypticase Soy Broth with 20% Glycerol</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td>297808</td><td>storage media for frozen stock</td></tr><tr><td>Inoculating loop</td><td>Nunc</td><td>251586</td><td></td></tr><tr><td>0.9% Sodium Chloride, USP</td><td>Baxter Healthcare Corporation</td><td>NDC 0338-0048-04</td><td></td></tr><tr><td>Difco Nutrient Agar</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td>213000</td><td></td></tr><tr><td>30 mL free standing centrifuge tube with cap</td><td>EverGreen Scientific</td><td>222-3530-G80</td><td></td></tr><tr><td>50 mL Polypropylene Conical Tube 30 x 115 mm</td><td>Falcon, a Corning Brand</td><td>352070</td><td></td></tr><tr><td>14 mL Polypropylene Round-Bottom Tube 17 x 100 mm</td><td>Falcon, a Corning Brand</td><td>352059</td><td></td></tr><tr><td>Guide Tool</td><td>Intek Services Ltd</td><td>GT01</td><td>custom-made metal cannula for rats</td></tr><tr><td>90&#039; Portex tubing</td><td>SAI</td><td>POR-080-100</td><td>plastic cannula for rats</td></tr><tr><td>1 mL TB syringe slip tip</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td>309659</td><td></td></tr><tr><td>PrecisionGlide Needle 25 G x 5/8</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td>305122</td><td></td></tr><tr><td>Animal feeding needle - straight 20 x 3&quot; 2-1/4</td><td>Popper and Sons, Inc</td><td>7903</td><td>used to create metal cannula for mice</td></tr><tr><td>Intramedic polyethylene tubing</td><td>Clay Adams brand - Becton Dickinson and Company</td><td>427401</td><td>plastic cannula for mouse&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>75 TN 5.0 &amp;micro;L syringe 26s/2&quot;/2</td><td>Hamilton</td><td>87930</td><td>HPLC glass injection syringe</td></tr><tr><td>Pyrex tube, culture 25x150 screwcap with rubber liner</td><td>Corning</td><td>9825-25</td><td>to autoclave/store metal cannulae</td></tr><tr><td>70% isopropyl alcohol</td><td>Vi-Jon (Swan)</td><td>NDC 0869-0810-43</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane, USP</td><td>Piramal Healthcare</td><td>NDC 66794-013-10</td><td></td></tr><tr><td>Stomacher&amp;nbsp;</td><td>Seward</td><td>Stomacher80</td><td></td></tr><tr><td>Stomacher 80 classic bags</td><td>Seward</td><td>BA6040</td><td></td></tr><tr><td>Assay plate, 96 well, round bottom</td><td>Costar, Corning Inc</td><td>3795</td><td>optional, for serial diluting</td></tr><tr><td>Blood Omni Plates</td><td>Hardy</td><td>#A127</td><td>optional, rectangular blood plates</td></tr></tbody></table>

a robust pneumonia model in immunocompetent rodents to evaluate antibacterial efficacy against s. pneumoniae, h. influenzae, k. pneumoniae, p. aeruginosa or a. baumannii

Wirksamkeit von Kandidatenantibakterielle Behandlungen müssen in Tiermodellen der Infektion als Teil der Entdeckung und Entwicklung von Verfahren, vorzugsweise in Modellen gezeigt werden, die die beabsichtigte klinische Indikation nachahmen. Ein Verfahren zum Induzieren robust Lungeninfektionen bei immunkompetenten Ratten und Mäusen beschrieben , die durch S. pneumoniae, H. influenzae, P. aeruginosa, K. pneumoniae oder A. baumannii zur Bewertung von Behandlungen in einem Modell der schweren Lungenentzündung verursacht werden können. Die Tiere werden betäubt und ein Agar-basierten Impfstoff wird tief in die Lunge über nicht-chirurgische intratracheale Intubation hinterlegt. Die sich ergebende Infektion ist konsistent reproduzierbar und stabil für mindestens 48 h und bis zu 96 h für die meisten Isolate. Studien mit vermarktet Antibakterika haben eine gute Korrelation zwischen in vivo - Wirksamkeit unter Beweis gestellt und in - vitro - Empfindlichkeit und Übereinstimmung zwischen Pharmakokinetik / Pharmakodynamik Ziele bestimmtin diesem Modell und klinisch akzeptierten Ziele beobachtet. Obwohl es eine anfängliche Zeitaufwand, wenn die Technik Lernen, kann es schnell und effizient durchgeführt werden, sobald Eignungs erreicht wird. Die Vorteile des Modells gehören Beseitigung der neutropenische Anforderung, erhöhte Robustheit und Reproduzierbarkeit, die Fähigkeit, mehr Krankheitserreger und isoliert, eine verbesserte Flexibilität in Studiendesign und Einrichtung einer herausfordernden Infektion in einem immunkompetenten Wirts zu studieren.

Die Werkzeuge erforderlich, die Ausrichtung des Tieres, und die Tiefe der Intubation sind in Abbildung 1 dargestellt. ist auch ein repräsentatives Beispiel der Kolonien auf eine Agar-Platte nach serieller Verdünnung und dreifach Plattieren einer Lungenhomogenat Probe gezeigt. Eine Erhöhung der bakteriellen Belastung von mehreren log 10 CFU über dem Ausgangswert steuert , ist typischerweise in infizierten Lunge für die meisten bakteriellen Isolate, auch bei 96 h nach der Infektion beobachtet, und die Variabilität zwischen den Tieren niedrig ist (Abbildung 2). Für einige H. influenzae, kann es wenig Wachstum; Allerdings beginnen die Infektion sollte nicht selbst beheben innerhalb eines 48 oder 96 h Zeitperiode (2B). Diese Lungeninfektionsmodell kann bei der Optimierung von Blei chemischen Serie verwendet werden SAR zu unterstützen, wie 16 in Figur 3 für repräsentative Verbindungen von zwei unterschiedlichen Serien gezeigt, 17. Es bietet eine konsistente und reproduzierbare erfüllthod für PK / PD in immunokompetente Tiere Bewertung und verwendet wurde , dass der freie Arzneimittel Fläche unter der Konzentrations-Zeit - Kurve über die minimale Hemmkonzentration (fAUC / MIC) mit Wirksamkeit eines neuartigen Polypeptid Deformylase (PDF) Inhibitor gegen S. pneumoniae korreliert , um zu bestimmen und H. influenzae (Abbildung 4). Zusätzlich von der fAUC / MIC Ziele für Stase und eine 1-log Reduktion in CFU 10 Baseline - Kontrollen in 11 S. pneumoniae und H. influenzae 5 Isolaten (Tabelle 1) 18 bestimmt. Die Kopplung dieser Infektionsmodell mit einem Arzneimittelabgabesystem menschlichen pharmakokinetischen Profile in Ratten neu schafft ein leistungsfähiges Werkzeug für die menschliche Dosierungsschemata vor der klinischen Studien zu bewerten. Ein Beispiel hierfür ist in Tabelle 2 zusammengefasst , die zeigt , dass eine Extended-Release - Formulierung von Amoxicillin-Clavulanat effektiver als bestehende Dosierungsschemata für Organismen mit eleva warted MIC - Werte 19. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/55068/55068fig1.jpg" /> Abbildung 1: Nonsurgical Intratracheale Intubation. Die Werkzeuge werden für Intubation die Ratte (A) und der Maus (B) gezeigt. Einmal betäubt, sollte das Tier positioniert werden , wie in C gezeigt, mit dem Kopf nach rechts und Schwanz nach links , wenn die Person , die Technik der Durchführung ist Rechtshänder. Stellen Sie den linken Zeigefinger sanft auf den Hals zu helfen, die Trachealringe zur Bestätigung der korrekten Kanülenplatzierung abtasten. Das Inokulum sollte tief in die linke Lunge platziert werden, wie in der ventralen Ansicht eines Rattenlunge (D) gezeigt ist . Die Kolonien wachsen auf Agar nach Reihenverdünnung und Plattierung einer Probe sollte gezeigt , dass in E ähnlich erscheinen. 1D Copyright © Gill Smith [Labortiere, Band 25 (1991), G. Smith, Aeinfache , nicht-chirurgische Methode der intrabronchiale Instillation für die Einrichtung von Atemwegsinfektionen bei der Ratte, Seiten 46-49] 14. Abdruck mit freundlicher Genehmigung. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/55068/55068fig2.jpg" /> Abbildung 2: Repräsentative Beispiele für Bakterienwachstum in den Lungen infizierter Tiere. Mittelwert ± Standardabweichung CFU Daten von N = 5 Tiere / Gruppe wird für verschiedene Isolate von S. pneumoniae (A) gezeigt, H. influenzae (B), P. aeruginosa (C), K. pneumoniae (D) und A. baumannii (E). Der erste Balken jedes Paares (hellgrau) ist das Basis bacterial Belastung bei 1 oder 2 h nach der Infektion, während die zweite Bar ist der End-of-Studie Wachstumskontrolle erfolgt nach 48 Stunden nach der Infektion (dunkelgrau) oder 96 h nach der Infektion (schwarz). Keine Daten Zensierung Methoden angewendet wurden; Somit sind diese Ergebnisse von Daten aus allen 5 Tieren pro Gruppe. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/55068/55068fig3.jpg" /> Abbildung 3: Die Wirksamkeit von verschiedenen chemischen Serie während der Leitstrukturoptimierung auswerten. Lung Infektion Modelle, die beschriebenen Techniken wurden verwendet, um Struktur-Aktivitäts-Beziehungen im Rahmen der abacterial Typ IIA Topoisomerase-Programm zu erkunden. Viel versprechende Verbindungen 7 und 1 wurden gegen ausgewertet quinolone anfälligen (A) 16 oder Chinolon-resistente(B) 17 Isolate von S. pneumoniae sind. Jedes Symbol steht für CFU aus der Lunge von einer Ratte bestimmt mit Linien, die die Gruppe Mittelwert und Standardabweichung. Untere Grenze (LLQ) betrug 1,7 log 10 KBE / Lunge. Verbindungen wurden gewogen (56 oder 112 mg reines Molekül frei parent), in 9 ml sterilem Wasser gelöst, verdünnt 3 mL in 3 mL Wasser (1: 1) und durch orale Gabe von 1 ml / 125 g Ratte zweimal täglich verabreicht ( 6 - 7 h auseinander) für 2 Tage, beginnend bei 1 h nach der Infektion. Nicht-behandelten Kontrollen (NTC) wurden bei 1 h nach der Infektion für die Basislinie abgetastet oder mit Kochsalzlösung behandelt, und am Ende der Studie (48 h) zum Wachstumskontrollen abgetastet. 3A nachgedruckt von Bioorganische &amp; Medicinal Chemistry Letters, Band 21, TJ Miles et al, Roman cyclohexyl-Amide als potente antibakterielle Mittel Targeting bakterielle Typ IIA topoisomerases, Seiten 7483 -. 7488, Copyright (2011) 16, mit Genehmigung von Elsevier.3B nachgedruckt von Bioorganische &amp; Medicinal Chemistry Letters, Band 26, TJ Miles et al, Roman tricyclics (zB GSK945237) als potente Inhibitoren von bakteriellen Typ IIA topoisomerases, Seiten 2464 -. 2469, Copyright (2016) 17, mit Genehmigung von Elsevier. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/55068/55068fig4.jpg" /> Abbildung 4: PK / PD - Charakterisierung eines neuen PDF - Inhibitor. Emax - Modelle wurden unter Verwendung erstellt Wirksamkeitsdaten in immunkompetenten Mäusen Dosis im Bereich in der Lunge infiziert mit Isolaten von S. pneumoniae (A) oder H. influenzae (B) PK / PD Ziele für einen neuen PDF - Inhibitor 18 zu bestimmen. Kreisestellen die mittlere bakterielle Belastung von 4 bis 5 Mäuse / Gruppe mit unterschiedlichen Dosen der Verbindung behandelt. Die Analysen wurden durchgeführt, um korrelieren Wirksamkeit mit frei Medikament 24 h AUC (offene Kreise) oder AUC / MIC (gefüllte Kreise). Nachdruck mit freundlicher Genehmigung, Copyright © Amerikanischen Gesellschaft für Mikrobiologie, [Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Band 60, 2016, Seiten 180-189] 18. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> Stase </td><td colspan="2"> 1-log 10 Reduzierung </td><td></td></tr><tr><td> Organismus </td><td> MIC (ug / ml) </td><td> R 2 für Linie fit (%) </td><td> fAUC </td><td> fAUC / MIC </td><td> fAUC </td><td> fAUC / MIC </td><td> Max Tötung (log 10 Reduktion) </td></tr><tr><td> S. pneumoniae </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 10127 </td><td> 0,25 </td><td> 99,9 </td><td> 2.0 </td><td> 8.1 </td><td> 3.6 </td><td> 14.4 </td><td> 2.8 </td></tr><tr><td> 1316009S </td><td> 0,25 </td><td> 96,1 </td><td> 6.5 </td><td> 26.0 </td><td> 15.1 </td><td> 60.3 </td><td> 1.8 </td></tr><tr><td> ATCC10813 </td><td> 0,5 </td><td> 100 </td><td> 8.4 </td><td> 16.9 </td><td> 22.2 </td><td> 44.5 </td><td> 1.2 </td></tr><tr><td> 1307007S </td><td> 1 </td&gt; <td> 95,8 </td><td> 16.1 </td><td> 16.1 </td><td> 20.1 </td><td> 20.1 </td><td> 2.7 </td></tr><tr><td> ATCC6303 </td><td> 1 </td><td> 99,8 </td><td> 19.8 </td><td> 19.8 </td><td> 24.8 </td><td> 24.8 </td><td> 2.8 </td></tr><tr><td> 1629 </td><td> 2 </td><td> 100 </td><td> 15.8 </td><td> 7.9 </td><td> 21.2 </td><td> 10.6 </td><td> 2.4 </td></tr><tr><td> 298443 </td><td> 2 </td><td> 99,9 </td><td> 26.5 </td><td> 13.2 </td><td> 31.0 </td><td> 15.5 </td><td> 2.3 </td></tr><tr><td> 336808 </td><td> 2 </td><td> 86 </td><td> 8.2 </td><td> 4.2 </td><td> 19.0 </td><td> 9.5 </td><td> 2.6 </td></tr><tr><td> 338860 </td><td> 2 </td><td> 99.5 </td><td> 2.9 </td><td> 1.5 </td><td> 6.7 </td><td> 3.4 </td><td> 2.8 </td></tr><tr><td> &amp; #160; 340449 </td><td> 2 </td><td> 94,6 </td><td> 8.0 </td><td> 4.0 </td><td> 14.9 </td><td> 7.4 </td><td> 2.1 </td></tr><tr><td> L11259 </td><td> 2 </td><td> 100 </td><td> 7.1 </td><td> 3.5 </td><td> 9.0 </td><td> 4.5 </td><td> 2.0 </td></tr><tr><td> Mittelwert ± SD </td><td> NA ein </td><td> N / A </td><td> 11,0 ± 7,5 </td><td> 11,0 ± 7,9 </td><td> 17,0 ± 8,2 </td><td> 19,5 ± 17,8 </td><td> 2,3 ± 0,5 </td></tr><tr><td> Median </td><td> N / A </td><td> N / A </td><td> 8.2 </td><td> 8.1 </td><td> 19.0 </td><td> 14.4 </td><td> 2.4 </td></tr><tr><td> H. influenzae </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 1998-100-126H </td><td> 1 </td><td> 99,7 </td><td> 7.3 </td><td> 7.3 </td><td> 13.4 </td><td> 13.4 </td><td> 2.9 </td></tr><tr><td> 503-008H </td><td> 1 </td><td> 99,8 </td><td> 7.1 </td><td> 7.1 </td><td> 13.9 </td><td> 13.9 </td><td> 2.7 </td></tr><tr><td> 08003H </td><td> 2 </td><td> 99,9 </td><td> 14.5 </td><td> 7.2 </td><td> 16.7 </td><td> 8.3 </td><td> 2.7 </td></tr><tr><td> H128 </td><td> 2 </td><td> 96,6 </td><td> 15.3 </td><td> 7.6 </td><td> 26.0 </td><td> 13.0 </td><td> 2.7 </td></tr><tr><td> 19001H </td><td> 4 </td><td> 91.9 </td><td> 14.8 </td><td> 3.7 </td><td> 37.3 </td><td> 9.3 </td><td> 3.0 </td></tr><tr><td> Mittelwert ± SD </td><td> N / A </td><td> N / A </td><td> 11,8 ± 4,2 </td><td> 6,6 ± 1,6 </td><td> 21,5 ± 10,2 </td><td> 11,6 ± 2,6 </td><td> 2,8 ± 0,1 </td></tr><tr><td> Median </td><td> N / A </td><td> N / A </td><td> 14.5 </td><td> 7.2 </td><td> 16.7 </td><td> 13.0 </td><td> 2.7 </td></tr><tr><td> ein NA, nicht anwendbar. </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table> Tabelle 1: PK / PD - Targets zur Herstellung eines neuen PDF - Inhibitor gegen S. pneumoniae und H. influenzae - Isolaten. Frei Arzneimittel AUC und die AUC / MIC Ziele für Stase und eine 1-log 10 Reduktion der CFU von der Basislinie wurden für 11 S. pneumoniae bestimmt und 5 H. influenzae in immunokompetente Mäusen in der Lunge infiziert und mit Verbindung 18 behandelt. Die data wurde verwendet, wählen Sie die menschliche Dosen für die klinische Entwicklung zu helfen. Diese Tabelle wurde mit freundlicher Genehmigung, Copyright © Amerikanischen Gesellschaft für Mikrobiologie angepasst und neu aufgelegt, [Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Band 60, 2016, Seiten 180-189] 18. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2"> Behandlungsgruppe ein </td><td colspan="8"> Mittlere log 10 S. pneumoniae (KBE / Lunge) b ± SD für Stamm (AMX / CA MIC): </td></tr><tr><td> 05010S (2 ug / ml) </td><td> 16001S c (4 ug / ml) </td><td> 16001S (4 ug / ml) </td><td> 30005S (4 ug / ml) </td><td> 20009S (4 ug / ml) </td><td> 05003S (8 &amp; mgr; g / mL) </td><td> 404053 (8 &amp; mgr; g / mL) </td><td> 47003S (8 &amp; mgr; g / mL) </td></tr><tr><td> Steuern </strong&gt; </td><td> 7,3 ± 0,4 </td><td> 7,0 ± 0,8 </td><td> 5,7 ± 1,2 </td><td> 7,1 ± 0,7 </td><td> 7,1 ± 0,4 </td><td> 6,4 ± 0,6 </td><td> 6,8 ± 0,4 </td><td> 6,0 ± 0,3 </td></tr><tr><td> AMX / CA </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2.000 / 125 mg zweimal täglich (Verhältnis 16: 1) </td><td> ≤ 1,7 ** </td><td> 2,8 ± 1,2 ** </td><td> 2,2 ± 0,8 ** </td><td> 2,3 ± 0,9 ** </td><td> 2,5 ± 0,9 ** </td><td> 2,0 ± 0,9 ** </td><td> 3,8 ± 1,4 ** </td><td> 1,8 ± 0,2 ** </td></tr><tr><td> 1.000 / 125 mg tid (Verhältnis 8: 1) </td><td> NT </td><td> NT </td><td> 2,8 ± 0,5 ** </td><td> 2,7 ± 1,3 ** </td><td> 3,3 ± 0,9 ** </td><td> 4,9 ± 0,5 ** </td><td> 6,6 ± 1,3 </td><td> 4,7 ± 0,7 ** </td></tr><tr> &lt;td&gt; 875/125 mg tid (Verhältnis 7: 1) </td><td> NT </td><td> NT </td><td> 3,0 ± 1,3 * </td><td> 2,1 ± 0,7 ** </td><td> 3,2 ± 0,4 ** </td><td> 5,2 ± 0,9 * </td><td> 6,4 ± 0,6 </td><td> 4,9 ± 0,4 ** </td></tr><tr><td> 875/125 mg zweimal täglich (Verhältnis 7: 1) </td><td> NT </td><td> NT </td><td> 4,5 ± 1,2 * </td><td> 5,6 ± 1,3 * </td><td> 5,2 ± 0,7 ** </td><td> 6,3 ± 0,7 </td><td> 6,4 ± 0,7 </td><td> 5,5 ± 0,4 </td></tr><tr><td> 500/125 mg tid (Verhältnis 4: 1) </td><td> 3,1 ± 1,3 ** </td><td> 4,5 ± 0,9 ** </td><td> NT </td><td> NT </td><td> NT </td><td> NT </td><td> NT </td><td> NT </td></tr><tr><td> Azithromycin, 1000/500 mg od </td><td> NT </td><td> NT </td><td> NT </td><td> 5,8 ± 2,0 </td><td> 7,1 ± 0,9 </td><td> 3,1 ± 1,0 ** </td><td> 6,6 ± 0,4 </td><td> 6.07; 0,6 </td></tr><tr><td> Levofloxacin, 500 mg od </td><td> NT </td><td> NT </td><td> 4,2 ± 0,8 * </td><td> 5,7 ± 0,8 * </td><td> 4,9 ± 0,8 ** </td><td> 3,0 ± 1,3 ** </td><td> 3,5 ± 0,2 ** </td><td> 3,9 ± 0,8 ** </td></tr><tr><td rowspan="2"> Behandlungsgruppe d </td><td colspan="8"> Die mittlere log 10 H. influenzae (KBE / Lunge) ± SD für Stamm: </td></tr><tr><td colspan="4"> H128 (β-Lactamase - positiv) </td><td colspan="4"> Chesterfieldsofa (β-Lactamase - negativ, Ampicillin - resistente) </td></tr><tr><td> Steuern </td><td colspan="4"> 6,4 ± 0,6 </td><td colspan="4"> 6,7 ± 0,6 </td></tr><tr><td> AMX / CA </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2.000 / 125 mg zweimal täglich (Verhältnis 16: 1) </td><td colspan="4"> 2,0 ± 0,7 ** </td><td colspan="4"> 3,1 ± 0,9 ** </td></tr><tr><td> 1.000 / 125 mg tid (Verhältnis 8: 1) </td><td colspan="4"> 2,1 ± 1,0 ** </td><td colspan="4"> 3,6 ± 1,1 ** </td></tr><tr><td> 875/125 mg tid (Verhältnis 7: 1) </td><td colspan="4"> 2,8 ± 1,3 ** </td><td colspan="4"> 3,8 ± 1,3 ** </td></tr><tr><td> 875/125 mg zweimal täglich (Verhältnis 7: 1) </td><td colspan="4"> 2,0 ± 0,8 ** </td><td colspan="4"> 5,1 ± 1,1 ** </td></tr><tr><td> Azithromycin, 1000/500 mg od </td><td colspan="4"> 3,2 ± 1,7 * </td><td colspan="4"> 5,8 ± 1,1 </td></tr><tr><td> Levofloxacin, 500 mg od </td><td colspan="4"> ≤ 1,7 ** </td><td colspan="4"> ≤ 1,7 ** </td></tr><tr><td colspan="9"> ein AMX / CA, Amoxicillin-Clavulanat; Gebot, zweimal täglich; tid., dreimal pro Tag; od, einmal pro Tag. </td></tr><tr><td colspan="9"> b Die Nachweisgrenze lag bei &lt;1,7; * Signifikant verschieden von der Kontrolle (P ≤ 0,05); ** Signifikant verschieden von der Kontrolle (P ≤ 0,01); NT, nicht getestet. </td></tr><tr><td colspan="9"> C - Stamm 16001S wurde in zwei getrennten Experimenten getestet. </td></tr><tr><td colspan="9"> d Amoxicillin-Clavulanat 500/125 mg (4: 1) dreimal am Tag nicht gegen die H. influenzae - Stämmen getestet. </td></tr></tbody></table> Tabelle 2: Wirksamkeit von Recreated Humanplasma Belichtungsprofile für unterschiedliche Amoxicillin / Clavulanate Dosierungen. Erzeugten Daten in immunokompetente Ratten in der Lunge infiziert mit Isolaten von S. pneumoniae oder H. influenzae dieses Modell gezeigt , dass eine verbesserte Formulierung von Amoxicillin-Clavulanat (2000/125 mg zweimal täglich) war wirksamer als Standard - Dosierungen gegenüber Isolaten mit erhöhten Empfindlichkeit in vitro 19. Diese Tabelle wurde mit freundlicher Genehmigung, Copyright © Amerikanischen Gesellschaft für Mikrobiologie angepasst und neu aufgelegt, [Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Band 49, 2005, Seiten 908-915] 19.

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A Robust Pneumonia Model in Immunocompetent Rodents to Evaluate Antibacterial Efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or  A. baumannii

A method for establishing lung infections in immunocompetent rodents is described. With proficiency, this method can be performed quickly and easily to induce stable infection with many isolates of S. pneumoniae, H. influenzae, P. aeruginosa, K. pneumoniae and A. baumannii.

A Robust Pneumonia Modell in intaktem Immunsystem Nagetiere zur Bewertung antibakterieller Wirksamkeit gegen<i&gt; S. pneumoniae</i&gt;,<i&gt; H. influenzae</i&gt;,<i&gt; K. pneumoniae</i&gt;,<em&gt; P. aeruginosa</em&gt; oder<em&gt; A. baumannii</em

Efficacy of candidate antibacterial treatments must be demonstrated in animal models of infection as part of the discovery and development process, ...

a-robust-pneumonia-model-immunocompetent-rodents-to-evaluate

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

A Robust Pneumonia Model in Immunocompetent Rodents to Evaluate Antibacterial Efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or A. baumannii

14.6K Aufrufe.  GlaxoSmithKline. A method for establishing lung infections in immunocompetent rodents is described. With proficiency, this method can be performed quickly and easily to induce stable infection with many isolates of S. pneumoniae, H. influenzae, P. aeruginosa, K. pneumoniae and A. baumannii.

Serie: A Robust Pneumonia Model in Immunocompetent Rodents to Evaluate Antibacterial Efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or  A. baumannii

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

A mouse model of chronic airway infection is a key asset in cystic fibrosis (CF) research, although there are a number of concerns regarding the model itself. Early phases of inflammation and infection have been widely studied by using the Pseudomonas aeruginosa agar-beads mouse model, while only few reports have focused on the long-term chronic infection in vivo. The main challenge for long term chronic infection remains the low bacterial burden by P. aeruginosa and the low percentage of infected mice weeks after challenge, indicating that bacterial cells are progressively cleared by the host.
This paper presents a method for obtaining efficient long-term chronic infection in mice. This method is based on the embedding of the P. aeruginosa clinical strains in the agar-beads in vitro, followed by intratracheal instillation in C57Bl/6NCrl mice. Bilateral lung infection is associated with several measurable read-outs including weight loss, mortality, chronic infection, and inflammatory response. The P. aeruginosa RP73 clinical strain was preferred over the PAO1 reference laboratory strain since it resulted in a comparatively lower mortality, more severe lesions, and higher chronic infection. P. aeruginosa colonization may persist in the lung for over three months. Murine lung pathology resembles that of CF patients with advanced chronic pulmonary disease.
This murine model most closely mimics the course of the human disease and can be used both for studies on the pathogenesis and for the evaluation of novel therapies.

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

We describe the agar-beads method to establish persistent long-term chronic Pseudomonas aeruginosa airway infection in the mouse model.

Langzeitchronik<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Airway-Infektion bei Mäusen

A mouse model of chronic airway infection is a key asset in cystic fibrosis (CF) research, although there are a number of concerns regarding the model ...

Forschung

Immunologie und Infektion

Following in Real Time the Impact of Pneumococcal Virulence Factors in an Acute Mouse Pneumonia Model Using Bioluminescent Bacteria

Pneumonia is one of the major health care problems in developing and industrialized countries and is associated with considerable morbidity and mortality. Despite advances in knowledge of this illness, the availability of intensive care units (ICU), and the use of potent antimicrobial agents and effective vaccines, the mortality rates remain high1. Streptococcus pneumoniae is the leading pathogen of community-acquired pneumonia (CAP) and one of the most common causes of bacteremia in humans. This pathogen is equipped with an armamentarium of surface-exposed adhesins and virulence factors contributing to pneumonia and invasive pneumococcal disease (IPD). The assessment of the in vivo role of bacterial fitness or virulence factors is of utmost importance to unravel S. pneumoniae pathogenicity mechanisms. Murine models of pneumonia, bacteremia, and meningitis are being used to determine the impact of pneumococcal factors at different stages of the infection. Here we describe a protocol to monitor in real-time pneumococcal dissemination in mice after intranasal or intraperitoneal infections with bioluminescent bacteria. The results show the multiplication and dissemination of pneumococci in the lower respiratory tract and blood, which can be visualized and evaluated using an imaging system and the accompanying analysis software.

Streptococcus pneumoniae is the leading pathogen causing severe community-acquired pneumonia and responsible for over 2&#160;million deaths worldwide. The impact of bacterial factors implicated in fitness or virulence can be monitored in real-time in an acute mouse pneumonia or bacteremia model using bioluminescent bacteria.

Nach der in Echtzeit die Auswirkungen der Pneumokokken-Virulenzfaktoren in einer akuten Lungenentzündung Maus-Modells mit Biolumineszenz-Bakterien

Pneumonia is one of the major health care problems in developing and industrialized countries and is associated with considerable morbidity and mortality. ...

Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Model

In order to study human acute lung injury and pneumonia, it is important to develop animal models to mimic various pathological features of this disease. Here we have developed a mouse lung injury model by intra-tracheal injection of bacteria Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa or PA). Using this model, we were able to show lung inflammation at the early phase of injury. In addition, alveolar epithelial barrier leakiness was observed by analyzing bronchoalveolar lavage (BAL); and alveolar cell death was observed by Tunel assay using tissue prepared from injured lungs. At a later phase following injury, we observed cell proliferation required for the repair process. The injury was resolved 7 days from the initiation of P. aeruginosa injection. This model mimics the sequential course of lung inflammation, injury and repair during pneumonia. This clinically relevant animal model is suitable for studying pathology, mechanism of repair, following acute lung injury, and also can be used to test potential therapeutic agents for this disease.

Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Model

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.

Pseudomonas aeruginosa induzierte Lungenschädigung-Modell

In order to study human acute lung injury and pneumonia, it is important to develop animal models to mimic various pathological features of this disease. ...

Studying Microbial Communities In Vivo: A Model of Host-mediated Interaction Between Candida Albicans and Pseudomonas Aeruginosa in the Airways

Studying host-pathogen interaction enables us to understand the underlying mechanisms of the pathogenicity during microbial infection. The prognosis of the host depends on the involvement of an adapted immune response against the pathogen1. Immune response is complex and results from interaction of the pathogens and several immune or non-immune cellular types2. In vitro studies cannot characterise these interactions and focus on cell-pathogen interactions. Moreover, in the airway3, particularly in patients with suppurative chronic lung disease or in mechanically ventilated patients, polymicrobial communities are present and complicate host-pathogen interaction. Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans are both problem pathogens4, frequently isolated from tracheobronchial samples, and associated to severe infections, especially in intensive care unit5. Microbial interactions have been reported between these pathogens in vitro but the clinical impact of these interactions remains unclear6. To study the interactions between C. albicans and P. aeruginosa, a murine model of C. albicans airways colonization, followed by a P. aeruginosa-mediated acute lung infection was performed.

Studying Microbial Communities In Vivo: A Model of Host-mediated Interaction Between Candida Albicans and Pseudomonas Aeruginosa in the Airways

While in vitro study of host-pathogen interactions allow the characterization of specific immune responses, in vivo models are required to observe the effects of complex responses. Using Candida albicans exposure followed by Pseudomonas aeruginosa-mediated lung infection, we established a murine model of microbial interactions involved in ventilator-associated pneumonia pathogenicity.

Studieren Mikrobielle Gemeinschaften<em&gt; In-vivo-</em&gt;: Ein Modell von Host-vermittelte Interaktion zwischen<em&gt; Candida albicans</em&gt; Und<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; In den Atemwegen

Studying host-pathogen interaction enables us to understand the underlying mechanisms of the pathogenicity during microbial infection. The prognosis of ...

A Non-invasive and Technically Non-intensive Method for Induction and Phenotyping of Experimental Bacterial Pneumonia in Mice

Although community-acquired pneumonia remains a major public health problem, murine models of bacterial pneumonia have recently facilitated significant preclinical advances in our understanding of the underlying cellular and molecular pathogenesis. In vivo mouse models capture the integrated physiology and resilience of the host defense response in a manner not revealed by alternative, simplified ex vivo approaches. Several methods have been described in the literature for intrapulmonary inoculation of bacteria in mice, including aerosolization, intranasal delivery, peroral endotracheal cannulation under &#39;blind&#39; and visualized conditions, and transcutaneous endotracheal cannulation. All methods have relative merits and limitations. Herein, we describe in detail a non-invasive, technically non-intensive, inexpensive, and rapid method for intratracheal delivery of bacteria that involves aspiration (i.e., inhalation) by the mouse of an infectious inoculum pipetted into the oropharynx while under general anesthesia. This method can be used for pulmonary delivery of a wide variety of non-caustic biological and chemical agents, and is relatively easy to learn, even for laboratories with minimal prior experience with pulmonary procedures. In addition to describing the aspiration pneumonia method, we also provide step-by-step procedures for assaying the subsequent in vivo pulmonary innate immune response of the mouse, in particular, methods for quantifying bacterial clearance and the cellular immune response of the infected airway. This integrated and simple approach to pneumonia assessment allows for rapid and robust evaluation of the effect of genetic and environmental manipulations upon pulmonary innate immunity.

Several methods have been described in the literature for modeling bacterial pneumonia in mice. Herein, we describe a non-invasive, inexpensive, rapid method for inducing pneumonia via aspiration (i.e., inhalation) of a bacterial inoculum pipetted into the oropharynx. Downstream methods for assessment of the pulmonary innate immune response are also detailed.

Ein Nicht-invasive und in technischer Hinsicht nicht intensive Verfahren zur Induktion und Phänotypisierung für experimentelle bakterielle Pneumonie bei Mäusen

Although community-acquired pneumonia remains a major public health problem, murine models of bacterial pneumonia have recently facilitated significant ...

A Precise Pathogen Delivery and Recovery System for Murine Models of Secondary Bacterial Pneumonia

Secondary bacterial pneumonias following influenza infections consistently rank within the top ten leading causes of death in the United States. To date, murine models of co-infection have been the primary tool developed to explore the pathologies of both the primary and secondary infections. Despite the prevalence of this model, considerable discrepancies regarding instillation procedures, dose volumes, and efficacies are prevalent among studies. Furthermore, these efforts have been largely incomplete in addressing how the pathogen may be directly influencing disease progression post-infection. Herein we provide a precise method of pathogen delivery, recovery, and analysis to be used in murine models of secondary bacterial pneumonia. We demonstrate that intratracheal instillation enables an efficient and accurate delivery of controlled volumes directly and evenly into the lower respiratory tract. Lungs can be excised to recover and quantify the pathogen burden. Following excision of the infected lungs, we describe a method to extract high quality pathogen RNA for subsequent transcriptional analysis. This procedure benefits from being a non-surgical method of delivery without the use of specialized laboratory equipment and provides a reproducible strategy to investigate pathogen contributions to secondary bacterial pneumonia.

Here, we present methods to improve secondary bacterial pneumonia studies by providing a non-invasive route of instillation into the lower respiratory tract followed by pathogen recovery and transcript analysis. These procedures are reproducible and can be performed without specialized equipment such as cannulas, guide wires, or fiber optic cables.

Ein präzises Pathogen-Liefer- und Wiederherstellungssystem für murine Modelle der sekundären bakteriellen Pneumonie

Secondary bacterial pneumonias following influenza infections consistently rank within the top ten leading causes of death in the United States. To date, ...

Murine Oropharyngeal Aspiration Model of Ventilator-associated and Hospital-acquired Bacterial Pneumonia

Murine infection models are critical for understanding disease pathogenesis and testing the efficacy of novel therapeutics designed to combat causative pathogens. Infectious pneumonia is among the most common infections presented by patients in the clinic and thus warrants an appropriate in vivo model. Typical pneumonia models use intranasal inoculation, which deposits excessive organisms outside the lung, causing off-target complications and symptoms, such as sinusitis, gastritis, enteritis, physical trauma, or microparticle misting to mimic aerosol spread more typical of viral, tuberculous, or fungal pneumonia. These models do not accurately reflect the pathogenesis of typical community- or healthcare-acquired bacterial pneumonia. In contrast, this murine model of oropharyngeal aspiration pneumonia mimics the droplet route in healthcare-acquired pneumonia. Inoculating 50 &#181;L of the bacteria suspension into the oropharynx of anesthetized mice causes reflexive aspiration, which results in pneumonia. With this model, one can examine the pathogenesis of pneumonia-causing pathogens and new treatments to combat these diseases.

Infectious pneumonia is among the most common infections in human. An appropriate in vivo model is critical for understanding disease pathogenesis and testing the efficacy of novel therapeutics. With this murine oropharyngeal aspiration pneumonia model, one can examine the pathogenesis and new treatments against these deadly infections.

Murine oropharyngealen Aspiration Modell der Ventilator-assoziierten und nosokomiale Bakterielle Pneumonie

Murine infection models are critical for understanding disease pathogenesis and testing the efficacy of novel therapeutics designed to combat causative ...

Medizin

A Mouse Model for the Transition of Streptococcus pneumoniae from Colonizer to Pathogen upon Viral Co-Infection Recapitulates Age-Exacerbated Illness

Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) is an asymptomatic colonizer of the nasopharynx in most individuals but can progress to a pulmonary and systemic pathogen upon influenza A virus (IAV) infection. Advanced age enhances host susceptibility to secondary pneumococcal pneumonia and is associated with worsened disease outcomes. The host factors driving those processes are not well defined, in part due to a lack of animal models that reproduce the transition from asymptomatic colonization to severe clinical disease. 
This paper describes a novel mouse model that recreates the transition of pneumococci from asymptomatic carriage to disease upon viral infection. In this model, mice are first intranasally inoculated with biofilm-grown pneumococci to establish asymptomatic carriage, followed by IAV infection of both the nasopharynx and lungs. This results in bacterial dissemination to the lungs, pulmonary inflammation, and obvious signs of illness that can progress to lethality. The degree of disease is dependent on the bacterial strain and host factors. 
Importantly, this model reproduces the susceptibility of aging, because compared to young mice, old mice display more severe clinical illness and succumb to disease more frequently. By separating carriage and disease into distinct steps and providing the opportunity to analyze the genetic variants of both the pathogen and the host, this S. pneumoniae/IAV co-infection model permits the detailed examination of the interactions of an important pathobiont with the host at different phases of disease progression. This model can also serve as an important tool for identifying potential therapeutic targets against secondary pneumococcal pneumonia in susceptible hosts.

A Mouse Model for the Transition of Streptococcus pneumoniae from Colonizer to Pathogen upon Viral Co-Infection Recapitulates Age-Exacerbated Illness

This paper describes a novel mouse model for the transition of pneumococcus from an asymptomatic colonizer to a disease-causing pathogen during viral infection. This model can be readily adapted to study polymicrobial and host-pathogen interactions during the different phases of disease progression and across various hosts.

Ein Mausmodell für den Übergang von Streptococcus pneumoniae vom Kolonisator zum Krankheitserreger nach viraler Koinfektion rekapituliert altersbedingte Erkrankung

Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) is an asymptomatic colonizer of the nasopharynx in most individuals but can progress to a pulmonary and systemic ...

Experimental Model to Evaluate Resolution of Pneumonia

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) causes acute lung injury, characterized by rapid alveolar damage and severe hypoxemia. This, in turn, leads to high morbidity and mortality. Currently, there are no pre-clinical models that recapitulate the complexity of human ARDS. However, infectious models of pneumonia (PNA) can replicate the main pathophysiological features of ARDS. Here, we describe a model of PNA induced by the intratracheal instillation of live Streptococcus pneumoniae and Klebsiella pneumoniae in C57BL6 mice. In order to evaluate and characterize the model, after inducing injury, we carried out serial measurements of body weight and bronchoalveolar lavage (BAL) for measuring markers of lung injury. Additionally, we harvested lungs for cell count and differentials, BAL protein quantification, cytospin, bacterial colony-forming unit counts, and histology. Lastly, high dimensional flow cytometry was performed. We propose this model as a tool to understand the immune landscape during the early and late resolution phases of lung injury.

This manuscript describes the establishment of an infectious model of pneumonia in mice and the respective characterization of injury resolution along with methods for growing bacteria and intratracheal instillation. A novel approach using high-dimensional flow cytometry to evaluate the immune landscape is also described.

Experimentelles Modell zur Evaluierung des Abklingens von Lungenentzündungen

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) causes acute lung injury, characterized by rapid alveolar damage and severe hypoxemia. This, in turn, leads to ...

Preparation of Agar Bead Embedded Mycobacterium abscessus to Inoculate Immunocompetent Mice Intratracheally

Robust mouse models of chronic infection with Mycobacterium abscessus, an environmental pathogen that preferably infects the lungs, are badly needed. Year-long multidrug therapies deliver unacceptably poor cure rates in patients, around 50%, hence the need for predictive preclinical tools to develop better antibiotics. However, immunocompetent mice are generally resistant to pulmonary infection by M. abscessus. Numerous attempts to establish a sustained infection with M. abscessus in immunocompetent mice have been reported in the literature. Among these, methods relying on agar bead-embedded bacteria inoculated into C57BL/6 mice via the intratracheal route have proven most promising. The major limitation of this approach is the technical challenge associated with the preparation of agar beads of reproducible size and bacterial numbers, followed by intratracheal inoculation. Here, we first provide a detailed description of an optimized protocol that delivers M. abscessus-loaded agar beads of optimal diameter and reproducible bacterial burden. Next, we provide a detailed protocol of intratracheal inoculation, optimized to avoid losses of beads and bacteria due to adherence to surfaces of the inoculation devices and to achieve reproducible pulmonary deposition of agar-embedded M. abscessus. The objective is to ensure ease of implementation and excellent lab-to-lab reproducibility.

Mice are generally resistant to infections by Mycobacterium abscessus, which complicates the discovery and development of much-needed antibiotics against pulmonary infections. Here, we describe a method of inoculum preparation and intratracheal infection that was shown to deliver sustained infection in immunocompetent mice.

Vorbereitung von in Agarperlen eingebettetem Mycobacterium abscessus zur intratrachealen Inokulation immunkompetenter Mäuse

Robust mouse models of chronic infection with Mycobacterium abscessus, an environmental pathogen that preferably infects the lungs, are badly needed. ...

A Robust Pneumonia Modell in intaktem Immunsystem Nagetiere zur Bewertung antibakterieller Wirksamkeit gegen

Zusammenfassung

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