La ricerca in laboratorio è stata sostenuta da sovvenzioni da parte del Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG HA 3125/3-2, DFG HA 3125/4-2) e il Ministero federale dell&#39;Istruzione e della Ricerca (BMBF) Genomica Infezione Medical (FKZ 0315828A) a SH.

Gli esperimenti di infezione animale qui descritte devono essere eseguite in stretta conformità con la (ad esempio diritto europeo della Sanità della Federazione di animali da laboratorio Science Associations (FELASA)) locale e internazionale, linee guida e regolamenti per l&#39;uso di animali vertebrati. Gli esperimenti devono essere approvati dal consiglio etico locale e Istituzionale Comitato Animal Care. Tutti gli esperimenti con S. pneumoniae in laboratorio o le infezioni animali sono condotti in una classe II biosicurezza Cabinet. 1. Preparazione della infettiva stock di Bioluminescent Pneumocococi <ol><li> Preparare culture magazzino pneumococco in Todd-Hewitt brodo supplementato con 1% (w / v) di estratto di lievito e una concentrazione finale di glicerolo al 20% per la manutenzione a 80 ° C. </li><li> Piatto una piccola quantità di cultura magazzino pneumococcica surgelati su una piastra di agar sangue ed incubare i batteri per 10 ore a 37 ° C in 5% di CO 2. Tegli piastra di agar sangue contiene antibiotici appropriati come kanamicina (150 mcg / ml) per l&#39;inserimento della cassetta trasposone luxABCDE gene nel genoma. </li><li> Sub-coltivare una nuova colonia su una nuova piastra di agar sangue per un massimo di 10 ore. </li><li> Inoculare THY mezzo supplementato con 10% (v / v) inattivato con il calore (30 min a 56 ° C) di siero bovino fetale (FBS) con pneumococchi e iniziare la coltura ad una OD 600 di 0.05-0.07. </li><li> Incubare pneumococchi senza agitazione a 37 ° C e 5% di CO 2 fino alla cultura raggiunge un OD 600 di 0,35-0,40. La crescita avrà tra 3-4 ore. </li><li> Harvest pneumococchi per centrifugazione a 3.750 xg per 10 min e risospendere pneumococchi bioluminescente in tampone fosfato pH 7,4 (PBS) supplementato con 0,5% FBS. </li><li> Regolare l&#39;inoculo alla concentrazione desiderata in PBS/10% FBS. La dose infezione dipende dal ceppo pneumococcica utilizzato e il background genetico del microfonoe. Per infettare outbred CD-1 topi intranasale con S. pneumoniae D39 lux la dose di infezione deve essere regolato a 1 x 10 7 CFU in una sospensione di 20 microlitri integrate con 90 unità ialuronidasi. Non scuotere o vortice pneumococchi, dal momento che questo si innescherà autolisi. </li><li> Verificare la concentrazione di inoculo mediante placcatura 10 diluizioni seriali piega su agar sangue e la conta delle colonie dopo la crescita notte a 37 ° C in 5% di CO 2. </li><li> Verifica bioluminescenza dell&#39;inoculo pneumococcico misurando la bioluminescenza utilizzando un sistema di imaging ottico. </li></ol> 2. Intranasale e infezione intraperitoneale di topi con Bioluminescent pneumococchi <ol><li> Utilizzare topi femmina outbred in età di 7-10 settimane per la polmonite acuta e il modello di sepsi. Il peso di questi topi dovrebbe essere tra 20-30 g. </li><li> Anestetizzare topi mediante iniezione intraperitoneale di ketamina e xilazina. Preparare una miscela di 1,0 mgketamina e 0,1 mg xilazina in 100 microlitri sterile allo 0,9% (w / v) di cloruro di sodio per topi con un peso corporeo di 20 g. Questo è coerente con una dose di 50 mg / kg di peso corporeo per chetamina e 5 mg / kg di peso corporeo per xilazina. Per essere precisi, pesare i topi prima che l&#39;iniezione di anestetici. </li><li> Iniettare la miscela nella cavità intraperitoneale e posizionare gli animali nella gabbia fino a quando i anestetici agiscono e gli animali sono narcotizzata. La respirazione di topi sarà molto lento e regolare. I topi devono essere completamente narcotizzato, in modo che l&#39;inoculazione intranasale e l&#39;inalazione della sospensione batterica non comporteranno starnuti e, quindi, la perdita di inoculo. Questo può essere valutata pizzicando il mouse alla fine della loro coda, un mouse completamente narcotizzata mancherà di risposta. </li><li> Prendere delicatamente un topo narcotizzato e tenere premuto il mouse tra le dita e il pollice con il naso in posizione verticale (Figura 1). </li><li> Utilizzare una pipetta con lunghe punte strette (Gel LoaderTips) e rilasciare pneumococchi bioluminescente in più piccole gocce sulle narici (10 ml / narice) del mouse 26-29. Il mouse involontariamente inalare i batteri. Tenete il mouse 1-2 minuti in posizione verticale e osservare se il mouse starnutisce o mantiene l&#39;inoculo. </li><li> Infect 7-10 settimane di età topi CD-1 intranasale con una dose infezione di 1 x 10 7 o 7,5 x 10 7 pneumococchi del ceppo D39 e TIGR4, rispettivamente, per controllare l&#39;infezione in tempo reale. Il limite di rivelazione del sistema senza alcun assorbimento da parte del tessuto ospite è di circa 1 x 10 6 batteri bioluminescenti. </li><li> Infettare topi per via intraperitoneale (IP) per valutare e bioimmagini virulenza di pneumococchi in un modello di infezione del mouse sepsi. Usare 5 x 10 3 CFU in 100 ml di ceppo D39 e 1 x 10 4 di tensione TIGR4. I topi non sono anestetizzati utilizzando la via IP. </li><li> Seminare topi di controllo con PBS. <img alt="Figura 1" fo:content-width = &quot;5in&quot; fo: src = &quot;/ files/ftp_upload/51174/51174fig1highres.jpg&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/51174/51174fig1.jpg&quot; width = &quot;500px&quot; /&gt; Figura 1. Infezione intranasale di topi CD-1 con S. pneumoniae. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51174/51174fig1highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . </li></ol> 3. Visualizzazione pneumococcico Diffusione in Lung and Blood uso del sistema di imaging Immagine diffusione di pneumococchi dopo l&#39;infezione intranasale di sesso femminile outbred topi CD1 in tempo reale utilizzando un sistema di imaging in vivo in. <ol><li> Accendere il sistema di imaging e avviare il software di analisi di immagine situata sul computer preconfigurated. </li><li> Il sistema di imaging inizializza automaticamente e la camera CCD è termoelettricamente raffreddata a 90 ° C prima di essere attivi. </li><li> Le impostazioni e binning dipendono dal numero di topi misuratasimultaneamente e sulla forza del segnale bioluminescente. Il campo di vista (FOV) per monitorare la bioluminescenza degli animali è variabile e l&#39;ingrandimento varia tra un FOV di 22,5 cm a misurare cinque topi, e un FOV di 3,9 cm a misurare un singolo mouse o parti dell&#39;animale come il torace o la testa. </li><li> Utilizzare regolarmente un tempo di esposizione di 1 min, un medio grado di binning, ed un FOV di 22,5 centimetri (serie D). In primo luogo, selezionare la modalità di imaging luminescenti e quindi impostare i parametri di imaging. </li><li> L&#39;emissione del segnale può dipendere dal ceppo batterico e ceppo di topi utilizzato, e il pigmento del mouse. Radere il petto di topi quando si utilizza ad esempio topi C57BL / 6, che può essere vantaggioso quando l&#39;imaging lo sviluppo di polmonite in questi topi. </li><li> Immagine topi infettati a intervalli di tempo prescelti. Misurare la bioluminescenza di topi nel modello polmonite acuta a intervalli di tempo di massimo 8-12 ore. Controllare anche il benessere dei topi infetti observing il loro aspetto, il comportamento e la determinazione della perdita di peso. </li><li> Anestetizzare topi nella camera narcotico del sistema anestesia dell&#39;apparecchiatura di imaging prima delle misurazioni nella camera. Inizia inalazione di una miscela di isoflurano e ossigeno e attendere i topi respirare lentamente e regolarmente. </li><li> Posizionare animali anestetizzati nella camera di imaging del sistema e tenere i topi in posizione supina. La telecamera CCD sulla parte superiore della camera di immagine sarà quindi il tratto respiratorio murino. </li><li> Posizionare gli animali con il loro naso in per tubi per consentire l&#39;inalazione di anestetici. </li><li> Isoflurano entrata nella camera di imaging mediante un tubo del gas è permesso di mantenere l&#39;anestesia. </li><li> Per attivare la fotocamera CCD sulla parte superiore della camera e per iniziare imaging ottico bioluminescente, premere &quot;Acquisizione&quot; nel software di imaging. Subito una fotografia dei topi nella camera chiusa appare sullo schermo. Dopo un minuto di<html> Misurazione una sovrapposizione dei dati bioluminescenza e la foto è mostrato. </li><li> Interrompere l&#39;anestesia dopo la sovrapposizione di immagini appare nella finestra del software e mettere i topi nelle loro gabbie. </li><li> I topi sono monitorati per il recupero. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51174/51174fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51174/51174fig2.jpg" width="500px" /> Figura 2. Anestesia e monitoraggio dei topi infettati con pneumococchi bioluminescenti usando l&#39;anestesia IVIS e il sistema IVIS Spectrum, rispettivamente. A) Il sistema Spectrum IVIS imaging. B) Il sistema di anestesia IVIS con la camera di incubazione. C) I topi anestetizzati nella camera di incubazione . D) Mouse si trova all&#39;interno della camera di IVIS Spectrum Imaging con il loro naso inalare l&#39;anestetico._blank &quot;&gt; Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita. </li></ol> 4. Quantificazione e valutazione della bioluminescenza di topi infettati con Bioluminescent S. pneumoniae <ol><li> Determinare le intensità bioluminescenza dei topi o di una regione selezionata dei topi quantificando l&#39;emissione di fotoni totale (fotoni / sec) utilizzando il software di analisi di immagine. </li><li> Utilizzare i valori della emissione di fotoni che sono forniti in un foglio dati Excel per preparare un grafico. Poiché la variazione di dati è spesso elevato nei topi raggruppati, generare un grafico casella basette per visualizzare le differenze di topi infettati con i diversi ceppi di pneumococco. </li><li> Fornire i fotoni per topi o in alternativa i risultati come la media di radianza (fotoni / sec / cm 2 / sr) di un&#39;area selezionata. </li><li> I dati di misura di ROI (regione di interesse) in modalità di fotoni possono essere quantitativamente confronto tra i diversi sistemi di imaging in vivo con diversi venutoimpostazioni ra, in quanto le misure in unità di radianza tengono automaticamente conto delle impostazioni della fotocamera (ad esempio il tempo di integrazione, binning, f / stop, e il campo di vista). </li></ol>

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R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+characterization+of+pneumococcal+isolates+from+pets+and+laboratory+animals.">Molecular characterization of pneumococcal isolates from pets and laboratory animals.</a> PLoS One. 4, (2009).</li><li>Brehm, , 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=Sequence+of+the+adenine+methylase+gene+of+the+Streptococcus+faecalis+plasmid+pAM+beta+1.">Sequence of the adenine methylase gene of the Streptococcus faecalis plasmid pAM beta 1.</a> Nucleic Acids Res. 15, 3177 (1987).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

<html> Tutti gli esperimenti condotti su animali devono essere approvati dalle autorità locali e di etica commissioni. In esperimenti di infezione in vivo la carica batterica nelle varie nicchie che ospitano animali infetti deve essere determinato in vari momenti dopo l&#39;infezione. In queste condizioni sperimentali, gli animali devono essere sacrificati prima che l&#39;isolamento dei batteri dal sangue, rinofaringe, il lavaggio bronchoalvelar o organi come i polmoni, milza e cervello. Per calcolare il numero...

Infezioni del tratto respiratorio causate da virus o batteri rimangono uno dei problemi acquisite in comunità o cliniche più comuni in tutto il mondo provocando circa un terzo di tutte le morti in tutto il mondo. Le specie batteriche chiave sono Haemophilus influenzae e Streptococcus pneumoniae 2. Tuttavia, queste specie batteriche sono normalmente costituenti comuni delle naturali flora del tratto respiratorio. Così carrozza batterica è anche di certo rischio di malattia invasiva e seconda dello stato immunitario o predisposizioni degli individui. La colonizzazione asintomatica è attivato per infezioni invasive. Streptococcus pneumoniae è il patogeno principale della polmonite acquisita in comunità (CAP) e una delle più comuni cause di batteriemia negli esseri umani. Negli individui sani S. pneumoniae (pneumococco) sono spesso colonizzatori asintomatici e innocuo del tratto respiratorio superiore, dove si trovano a confrontarsi con i batteri non patogenidella flora residente, ma anche con agenti patogeni come Haemophilus spp. o Staphylococcus aureus e la prima linea di difesa del sistema immunitario umano. Tariffe di spedizione sono più alti nei bambini (37%) e persino più alto in centri diurni affollati (58%), 3-5. La popolazione più giovane e gli anziani, ricevendo il pneumococco via di trasmissione per aerosol da vettori e secrezioni naso-faringei 6, appartengono ai gruppi ad alto rischio e la vaccinazione utilizzando uno dei vaccini pneumococcico coniugato (PCV10 o PCV13 nei bambini e 23-valente polisaccaridico PPSV23 negli adulti) è raccomandato negli Stati Uniti (US) e molti paesi europei 4. Il PPSV23 copre sierotipi responsabili di ~ 90% delle malattie pneumococciche batteriemia negli Stati Uniti e in Europa, prevenzione delle malattie pneumococciche così efficiente invasive (IPD) negli adulti, mentre i PCVs coprono i sierotipi più frequenti nei bambini. Di conseguenza, IPD a causa di tipi di vaccino (VT) sono ridusierotipi non vaccinali CED ma che mostrano un alto potenziale di virulenza e di resistenza agli antibiotici sono emerse 4,7-12. Il rinofaringe come il serbatoio è il punto di partenza per pneumococchi a diffondersi i seni o le orecchie di mezza avvio infezioni locali nocivi. Più importante, pneumococchi diffondere direttamente attraverso le vie respiratorie di bronchi e del polmone con conseguente pericolo di vita CAP 4,13. Infezioni polmonari sono spesso accompagnate con il tessuto e distruzione barriera, permettendo così al patogeno di diffondersi nel sangue e causando IPD. L&#39;incidenza di PAC e IPD sono più elevati nei soggetti immunocompromessi o agli estremi di 4,13 anni. Le circostanze responsabili per la conversione da un commensale con un patogeno con elevata virulenza sono ancora in discussione. Tuttavia, oltre a cambiamenti nella suscettibilità dell&#39;ospite e adattamento evolutivo accompagnato con maggiore virulenza e l&#39;aumento delle resistenze agli antibiotici sono stati suggeriti per avere un impatto cruciale sul pneinfezioni umococcal 14-16. L&#39;agente patogeno è dotato di una molteplicità di adesine che mediano contatto intimo alle cellule della mucosa epiteliali. Dopo aver superato il muco delle vie respiratorie, l&#39;adesione pneumococcica alle cellule ospiti è facilitato tramite interazioni dirette di adesine-superficie esposta con recettori cellulari e sfruttando componenti della matrice extracellulare o proteine ​​del siero come colmare le molecole 4,17,18. Agenti patogeni come versatili pneumococchi sono anche dotati di fattori coinvolti in evasione dei meccanismi di difesa dell&#39;ospite immunitario. Inoltre, essi hanno la capacità di adattarsi a diversi ambienti host quali il polmone, del sangue e del liquido cerebrospinale (CSF), rispettivamente, 5,17,19,20. L&#39;impatto dei fattori batterici sulla patogenesi e di accoglienza infiammatoria risposte è studiato in modelli animali sperimentali di polmonite, batteriemia o meningite 21-25. Pur essendo un agente patogeno umano, questi modelli sono noill-istituito per decifrare tropismo tissutale pneumococco, meccanismi di virulenza, o protectivity dei candidati vaccino pneumococcico. Il background genetico dei ceppi inbred topo determina la suscettibilità di pneumococchi. Topi BALB / c intranasale infettate con pneumococchi sono risultati essere resistenti, mentre CBA / Ca e SJL topi erano più suscettibili contro le infezioni pneumococciche 22. Ciò implica che, simili agli esseri umani, il background genetico e dei meccanismi di difesa dell&#39;ospite determinano il risultato dell&#39;infezione. Pertanto, sono necessari ulteriori sforzi per svelare la resistenza loci nel genoma dei topi meno suscettibili alle infezioni da pneumococco. I risultati hanno portato a cambiamenti in vivo protocolli di virulenza in. Invece dei consanguinei topi BALB / c, spesso utilizzate in passato, i altamente sensibili CD-1/MF1 ceppi outbred topi sono oggi spesso utilizzati per studiare l&#39;effetto di virulenza pneumococcica o idoneità perdita-di-funzione di fattori 26-28. Inoltre, la disponibilitàdi pneumococchi bioluminescenti e tecniche di imaging ottico permette la bioluminescenza bioimmagini in tempo reale delle infezioni. In pneumococchi la cassetta genica luxABCDE ottimizzato (plasmide Paul-A Tn 4001 luxABCDE Km r) è stata inserita in un sito di integrazione singola del cromosoma da trasposone mutagenesi. Pneumococchi bioluminescenti sono stati impiegati per valutare l&#39;attenuazione dei mutanti di pneumococco con deficit di virulenza o di idoneità fattori e la loro traslocazione da un sito anatomico all&#39;altro 26,28-31. Qui forniamo un protocollo per la bioimmagini di infezioni pneumococciche in una polmonite o modello murino di sepsi. Amplificazione e diffusione di pneumococchi bioluminescente in topi infettati per via intraperitoneale, intranasale o possono essere facilmente monitorati nel tempo utilizzando un sistema di imaging ottico e lo stesso animale a tempi diversi.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="985">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Todd Hewitt broth</td>
			<td style="width:280px;">Carl Roth, Karlsruhe, Germany</td>
			<td style="width:129px;">X936.1</td>
			<td style="width:280px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Yeast extract</td>
			<td style="width:280px;">Carl Roth, Karlsruhe, Germany</td>
			<td style="width:129px;">2363.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Blood agar plates</td>
			<td style="width:280px;">Oxoid, Wesel, Germany</td>
			<td style="width:129px;">PB5039A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kanamycin</td>
			<td style="width:280px;">Carl Roth, Karlsruhe, Germany</td>
			<td style="width:129px;">T832.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Erythromycin</td>
			<td style="width:280px;">Sigma-Aldrich,Taufkirchen, Germany</td>
			<td style="width:129px;">E6376</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td style="width:280px;">PAA Laboratories, Coelbe, Germany</td>
			<td style="width:129px;">A11-151</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">CD-1 mice, female</td>
			<td style="width:280px;">Charles River, Sulzfeld, Germany</td>
			<td style="width:129px;">CD1SIFE06W08W</td>
			<td>female CD-1 mice, six to eight weeks old</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ketamin 500mg, Curamed injection solution</td>
			<td>Schwabe-Curamed, Karlsruhe, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Rompun 2%, injection solution</td>
			<td>Bayer Animal Health, Monheim, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BD Plastipak 1 ml syringes</td>
			<td>Becton Dickinson, Heidelberg, Germany</td>
			<td style="width:129px;">300015</td>
			<td>sterile Luer-Lok&#8482; syringes with needle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Gel Loader Tips</td>
			<td style="width:280px;">peqlab</td>
			<td style="width:129px;">81-13790</td>
			<td>M&#181;ltiFlex&#8482; Tips</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Hyaluronidase</td>
			<td style="width:280px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:129px;">H3884-100mg</td>
			<td>Hyaluronidase Type IV-S from Bovine test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Oxygen</td>
			<td style="width:280px;">Air Liquide, D&#252;sseldorf, Germany</td>
			<td style="width:129px;">M1001L50R2A001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Isofluoran</td>
			<td style="width:280px;">Baxter, Unterschlei&#223;heim, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">pGEM-T Easy</td>
			<td style="width:280px;">Promega, Mannheim, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Oligonucleotides </td>
			<td style="width:280px;">Eurofins MWG, Ebersberg, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Qiaprep Spin Midiprep Kit </td>
			<td style="width:280px;">Qiagen, Hilden, Germany</td>
			<td style="width:129px;">27104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:296px;">PCR DNA purification kit</td>
			<td style="width:280px;">Qiagen, Hilden, Germany</td>
			<td style="width:129px;">28106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:296px;">Equipment</td>
			<td style="width:280px;"> </td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:296px;">Living Image 4.1 software</td>
			<td style="width:280px;">Caliper Life Sciences/PerkinElmer, Rodgau, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:296px;">XGI-8 Gas Anesthesia System</td>
			<td style="width:280px;">Caliper Life Sciences/PerkinElmer, Rodgau, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:296px;">IVIS Spectrum Imaging System </td>
			<td style="width:280px;">Caliper Life Sciences/PerkinElmer, Rodgau, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:296px;">Biophotometer</td>
			<td style="width:280px;">Eppendorf AG, Hamburg, Germany</td>
			<td style="width:129px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

following in real time the impact of pneumococcal virulence factors in an acute mouse pneumonia model using bioluminescent bacteria

La polmonite è uno dei principali problemi sanitari in via di sviluppo e paesi industrializzati ed è associata ad una considerevole morbilità e mortalità. Nonostante i progressi nella conoscenza di questa malattia, la disponibilità di unità di terapia intensiva (ICU), e l&#39;uso di agenti antimicrobici potenti e vaccini efficaci, i tassi di mortalità restano elevati 1. Streptococcus pneumoniae è il patogeno principale della polmonite acquisita in comunità (CAP) e una delle cause più comuni di batteriemia nell&#39;uomo. Questo patogeno è dotato di un armamentario di adesine-superficie a vista e fattori di virulenza che contribuiscono alla polmonite e malattia pneumococcica invasiva (IPD). La valutazione del ruolo in vivo di fattori di forma fisica o di virulenza batterica è della massima importanza per svelare S. meccanismi di patogenicità pneumoniae. Modelli murini di polmonite, batteriemia e meningite vengono utilizzati per determinare l&#39;impatto dei fattori pneumococco a difrenti fasi dell&#39;infezione. Qui si descrive un protocollo per il monitoraggio in tempo reale diffusione pneumococcica nei topi dopo intranasale o infezioni intraperitoneale con batteri bioluminescenti. I risultati mostrano la moltiplicazione e la diffusione di pneumococchi nel tratto respiratorio inferiore e sangue, che può essere visualizzata e valutata utilizzando un sistema di imaging e il software di analisi di accompagnamento.

L&#39;acquisizione e l&#39;assorbimento della metionina è di importanza centrale per pneumococchi per mantenere la forma fisica nella loro nicchia ospitante 32,33. La metionina ABC trasportatore lipoproteina è codificato in D39 dal DOCUP 0151 _ gene (TIGR4: sp_0149) e nominato MetQ 32. Pneumococchi ulteriormente produrre enzimi della biosintesi della metionina (D39: Spd_0510 - Spd_0511; TIGR4 Sp_0585 - Sp_0586, mete e MetF). La mancanza di metionina in un mezzo chimicamente defi...

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

Streptococcus pneumoniae è il patogeno principale che causa una grave polmonite acquisita in comunità e responsabile per oltre 2 milioni di decessi in tutto il mondo. L&#39;impatto dei fattori batterici implicati in palestra o virulenza può essere monitorato in tempo reale in un mouse polmonite o batteriemia modello acuta con batteri bioluminescenti.

A seguito in tempo reale l&#39;impatto dei fattori di virulenza pneumococco in un acuto mouse Polmonite modello tramite batteri bioluminescenti

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

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Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

14.9K Views.  University of Greifswald.  Streptococcus pneumoniae è il patogeno principale che causa una grave polmonite acquisita in comunità e responsabile per oltre 2 milioni di decessi in tutto il mondo. L'impatto dei fattori batterici implicati in palestra o virulenza può essere monitorato in tempo reale in un mouse polmonite o batteriemia modello acuta con batteri bioluminescenti. 

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Using Bioluminescent Imaging to Investigate Synergism Between Streptococcus pneumoniae and Influenza A Virus in Infant Mice

During the 1918 influenza virus pandemic, which killed approximately 50 million people worldwide, the majority of fatalities were not the result of infection with influenza virus alone. Instead, most individuals are thought to have succumbed to a secondary bacterial infection, predominately caused by the bacterium Streptococcus pneumoniae (the pneumococcus). The synergistic relationship between infections caused by influenza virus and the pneumococcus has subsequently been observed during the 1957 Asian influenza virus pandemic, as well as during seasonal outbreaks of the virus (reviewed in 1, 2). Here, we describe a protocol used to investigate the mechanism(s) that may be involved in increased morbidity as a result of concurrent influenza A virus and S. pneumoniae infection. We have developed an infant murine model to reliably and reproducibly demonstrate the effects of influenza virus infection of mice colonised with S. pneumoniae. Using this protocol, we have provided the first insight into the kinetics of pneumococcal transmission between co-housed, neonatal mice using in vivo imaging 3.

Using Bioluminescent Imaging to Investigate Synergism Between Streptococcus pneumoniae and Influenza A Virus in Infant Mice

A concurrent infection with influenza A virus is one of the factors implicated in the induction of invasive pneumococcal disease during asymptomatic Streptococcus pneumoniae carriage. Here we describe a mixed infection method using infant mice to investigate the synergism between these two respiratory pathogens.

Utilizzando Imaging Bioluminescent per Indagare il sinergismo tra Streptococcus pneumoniae E Influenza A virus in topi neonati

During the 1918 influenza virus pandemic, which killed approximately 50 million people worldwide, the majority of fatalities were not the result of ...

Ricerca

Immunologia e infezioni

Investigating the Effects of Probiotics on Pneumococcal Colonization Using an In Vitro Adherence Assay

Adherence of Streptococcus pneumoniae (the pneumococcus) to the epithelial lining of the nasopharynx can result in colonization and is considered a prerequisite for pneumococcal infections such as pneumonia and otitis media. In vitro adherence assays can be used to study the attachment of pneumococci to epithelial cell monolayers and to investigate potential interventions, such as the use of probiotics, to inhibit pneumococcal&#160;colonization.&#160;The protocol described here is used to investigate the effects of the probiotic Streptococcus salivarius on the adherence of pneumococci to the human epithelial cell line CCL-23 (sometimes referred to as HEp-2 cells). The assay involves three main steps: 1) preparation of epithelial and bacterial cells, 2) addition of bacteria to epithelial cell monolayers, and 3) detection of adherent pneumococci by viable counts (serial dilution and plating) or quantitative real-time PCR (qPCR). This technique is relatively straightforward and does not require specialized equipment other than a tissue culture setup. The assay can be used to test other probiotic species and/or potential inhibitors of pneumococcal colonization and can be easily modified to address other scientific questions regarding pneumococcal adherence and invasion.

Investigating the Effects of Probiotics on Pneumococcal Colonization Using an In Vitro Adherence Assay

In vitro adherence assays can be used to study the attachment of Streptococcus pneumoniae to epithelial cell monolayers and to investigate potential interventions such as the use of probiotics for inhibiting pneumococcal colonization.

Indagare gli effetti dei probiotici sul pneumococcico colonizzazione utilizzo di un<em&gt; In Vitro</em&gt; Aderenza Assay

Adherence of Streptococcus pneumoniae (the pneumococcus) to the epithelial lining of the nasopharynx can result in colonization and is considered a ...

Capsular Serotyping of Streptococcus pneumoniae Using the Quellung Reaction

There are over 90 different capsular serotypes of Streptococcus pneumoniae (the pneumococcus). As well as being a tool for understanding pneumococcal epidemiology, capsular serotyping can provide useful information for vaccine efficacy and impact studies.&#160;The Quellung reaction is the gold standard method for pneumococcal capsular serotyping. The method involves testing a pneumococcal cell suspension with pooled and specific antisera directed against the capsular polysaccharide. The antigen-antibody reactions are observed microscopically. The protocol has three main steps: 1) preparation of a bacterial cell suspension, 2) mixing of cells and antisera on a glass slide, and 3) reading the Quellung reaction using a microscope. The Quellung reaction is reasonably simple to perform and can be applied wherever a suitable microscope and antisera are available.

Capsular Serotyping of Streptococcus pneumoniae Using the Quellung Reaction

The Quellung reaction is the gold standard technique for serotyping Streptococcus pneumoniae. This technique utilizes a microscope and specific pneumococcal antisera and is commonly used in reference and research laboratories worldwide.

Capsulare Sierotipizzazione di<em&gt; Streptococcus pneumoniae</em&gt; Utilizzo della reazione Quellung

There are over 90 different capsular serotypes of Streptococcus pneumoniae (the pneumococcus). As well as being a tool for understanding pneumococcal ...

An Ex vivo Model of an Oligodendrocyte-directed T-Cell Attack in Acute Brain Slices

Death of oligodendrocytes accompanied by destruction of neurons and axons are typical histopathological findings in cortical and subcortical grey matter lesions in inflammatory demyelinating disorders like multiple sclerosis (MS). In these disorders, mainly CD8+ T-cells of putative specificity for myelin- and oligodendrocyte-related antigens are found, so that neuronal apoptosis in grey matter lesions may be a collateral effect of these cells. Different types of animal models are established to study the underlying mechanisms of the mentioned pathophysiological processes. However, although they mimic some aspects of MS, it is impossible to dissect the exact mechanism and time course of &#8216;&#8216;collateral&#8217;&#8217; neuronal cell death. To address this course, here we show a protocol to study the mechanisms and time response of neuronal damage following an oligodendrocyte-directed CD8+ T cell attack. To target only the myelin sheath and the oligodendrocytes, in vitro activated oligodendrocyte-specific CD8+ T-cells are transferred into acutely isolated brain slices. After a defined incubation period, myelin and neuronal damage can be analysed in different regions of interest. Potential applications and limitations of this model will be discussed.

An Ex vivo Model of an Oligodendrocyte-directed T-Cell Attack in Acute Brain Slices

To address mechanisms of demyelination and neuronal apoptosis in cortical lesions of inflammatory demyelinating disorders, different animal models are used. We here describe an ex vivo approach by using oligodendrocyte-specific CD8+ T-cells on brain slices, resulting in oligodendroglial and neuronal death. Potential applications and limitations of the model are discussed.

Un<em&gt; Ex vivo</em&gt; Modello di un attacco T-Cell Oligodendrocyte-diretto nel acute cervello fette

Death of oligodendrocytes accompanied by destruction of neurons and axons are typical histopathological findings in cortical and subcortical grey matter ...

Applying an Inducible Expression System to Study Interference of Bacterial Virulence Factors with Intracellular Signaling

The technique presented here allows one to analyze at which step a target protein, or alternatively a small molecule, interacts with the components of a signaling pathway. The method is based, on the one hand, on the inducible expression of a specific protein to initiate a signaling event at a defined and predetermined step in the selected signaling cascade. Concomitant expression, on the other hand, of the gene of interest then allows the investigator to evaluate if the activity of the expressed target protein is located upstream or downstream of the initiated signaling event, depending on the readout of the signaling pathway that is obtained. Here, the apoptotic cascade was selected as a defined signaling pathway to demonstrate protocol functionality. Pathogenic bacteria, such as Coxiella burnetii, translocate effector proteins that interfere with host cell death induction in the host cell to ensure bacterial survival in the cell and to promote their dissemination in the organism. The C. burnetii effector protein CaeB effectively inhibits host cell death after induction of apoptosis with UV-light or with staurosporine. To narrow down at which step CaeB interferes with the propagation of the apoptotic signal, selected proteins with well-characterized pro-apoptotic activity were expressed transiently in a doxycycline-inducible manner. If CaeB acts upstream of these proteins, apoptosis will proceed unhindered. If CaeB acts downstream, cell death will be inhibited. The test proteins selected were Bax, which acts at the level of the mitochondria, and caspase 3, which is the major executioner protease. CaeB interferes with cell death induced by Bax expression, but not by caspase 3 expression. CaeB, thus, interacts with the apoptotic cascade between these two proteins.

The method described here is used to induce the apoptotic signaling cascade at defined steps in order to dissect the activity of an anti-apoptotic bacterial effector protein. This method can also be used for inducible expression of pro-apoptotic or toxic proteins, or for dissecting interference with other signaling pathways.

L&#39;applicazione di un sistema di espressione inducibile per studiare interferenza di fattori batterici di virulenza con segnalazione intracellulare

The technique presented here allows one to analyze at which step a target protein, or alternatively a small molecule, interacts with the components of a ...

Evaluating Virulence and Pathogenesis of Aeromonas Infection in a Caenorhabditis elegans Model

The human pathogen Aeromonas has been clinically shown to cause gastroenteritis, wound infections, septicemia, and urinary tract infections. Most human diseases have been reported to be associated with four species of bacteria: Aeromonas dhakensis, Aeromonas hydrophila, Aeromonas veronii, and Aeromonas caviae. The model organism Caenorhabditis elegans is a bacterivore that provides an excellent infection model by which to study the bacterial pathogenesis of Aeromonas. Here, we introduce three different experiments to study Aeromonas infection using a C. elegans model, including survival, liquid toxicity, and muscle necrosis assays. The results of the three methods determining the virulence of Aeromonas were consistent. A. dhakensis was shown to be the most toxic among the 4 major Aeromonas species causing clinical infections. These methods are shown to be a convenient way to evaluate the toxicity among and within Aeromonas species and contribute to our understanding of the pathogenesis of Aeromonas infection.

Evaluating Virulence and Pathogenesis of Aeromonas Infection in a Caenorhabditis elegans Model

Here, we introduce three different experiments to study Aeromonas infection in C. elegans. Using these convenient methods, it is easy to evaluate the toxicity among and within Aeromonas species.

Valutazione di virulenza e patogenesi dell'infezione da Aeromonas in un modello di Caenorhabditis elegans

The human pathogen Aeromonas has been clinically shown to cause gastroenteritis, wound infections, septicemia, and urinary tract infections. Most human ...

Imaging of In Situ Interferon Gamma Production in the Mouse Spleen following Listeria monocytogenes Infection

Cytokines are small proteins secreted by cells, mediating cell-cell communications that are crucial for effective immune responses. One characteristic of cytokines is their pleiotropism, as they are produced by and can affect a multitude of cell types. As such, it is important to understand not only which cells are producing cytokines, but also in which environment they do so, in order to define more specific therapeutics. Here, we describe a method to visualize cytokine production in situ following bacterial infection. This technique relies on imaging cytokine-producing cells in their native environment by confocal microscopy. To do so, tissue sections are stained for markers of multiple cell types together with a cytokine stain. Key to this method, cytokine secretion is blocked directly in vivo before harvesting the tissue of interest, allowing for detection of the cytokine that accumulated inside the producing cells. The advantages of this method are multiple. First, the microenvironment in which cytokines are produced is preserved, which could ultimately inform on the signals required for cytokine production and the cells affected by those cytokines. In addition, this method gives an indication of the location of the cytokine production in vivo, as it does not rely on artificial in vitro re-stimulation of the producing cells. However, it is not possible to simultaneously analyze cytokine downstream signaling in cells that receive the cytokine. Similarly, the cytokine signals observed correspond&#160;only to the time-window during which cytokine secretion was blocked. While we describe the visualization of the cytokine Interferon (IFN) gamma in the spleen following mouse infection by the intracellular bacteria Listeria monocytogenes, this method could potentially be adapted to the visualization of any cytokine in most organs.

Imaging of In Situ Interferon Gamma Production in the Mouse Spleen following Listeria monocytogenes Infection

Here, we describe a simple confocal imaging method to visualize the in situ localization of cells secreting the cytokine Interferon gamma in murine secondary lymphoid organs. This protocol can be extended for the visualization of other cytokines in diverse tissues.

Imaging di In Situ Interferon Gamma Production nella Spleen del topo dopo l'infezione da Listeria monocytogenes

Cytokines are small proteins secreted by cells, mediating cell-cell communications that are crucial for effective immune responses. One characteristic of ...

Generation of In-Frame Gene Deletion Mutants in Pseudomonas aeruginosa and Testing for Virulence Attenuation in a Simple Mouse Model of Infection

Microorganisms are genetically versatile and diverse and have become a major source of many commercial products and biopharmaceuticals. Though some of these products are naturally produced by the organisms, other products require genetic engineering of the organism to increase the yields of production. Avirulent strains of Escherichia coli have traditionally been the preferred bacterial species for producing biopharmaceuticals; however, some products are difficult for E. coli to produce. Thus, avirulent strains of other bacterial species could provide useful alternatives for production of some commercial products. Pseudomonas aeruginosa is a common and well-studied Gram-negative bacterium that could provide a suitable alternative to E. coli. However, P. aeruginosa is an opportunistic human pathogen. Here, we detail a procedure that can be used to generate nonpathogenic strains of P. aeruginosa through sequential genomic deletions using the pEX100T-NotI plasmid. The main advantage of this method is to produce a marker-free strain. This method may be used to generate highly attenuated P. aeruginosa strains for the production of commercial products, or to design strains for other specific uses. We also describe a simple and reproducible mouse model of bacterial systemic infection via intraperitoneal injection of validated test strains to test the attenuation of the genetically engineered strain in comparison to the FDA-approved BL21 strain of E. coli.

Generation of In-Frame Gene Deletion Mutants in Pseudomonas aeruginosa and Testing for Virulence Attenuation in a Simple Mouse Model of Infection

Here, we describe a simple and reproducible protocol of mouse model of infection to evaluate the attenuation of the genetically modified strains of Pseudomonas aeruginosa in comparison to the United States Food and Drug Administration (FDA)-approved Escherichia coli for commercial applications.

Generazione di mutanti di eliminazione genica in-frame in Pseudomonas aeruginosa e test per l'attenuazione della virulenza in un semplice modello di infezione del mouse

Microorganisms are genetically versatile and diverse and have become a major source of many commercial products and biopharmaceuticals. Though some of ...

Real-Time Quantification of Reactive Oxygen Species in Neutrophils Infected with Meningitic Escherichia Coli

Escherichia coli (E. coli) is the most common Gram-negative bacteria causing neonatal meningitis. The occurrence of bacteremia and bacterial penetration through the blood-brain barrier are indispensable steps for the development of E. coli meningitis. Reactive oxygen species (ROS) represent the major bactericidal mechanisms of neutrophils to destroy the invaded pathogens. In this protocol, the time-dependent intracellular ROS production in neutrophils infected with meningitic E. coli was quantified using fluorescent ROS probes detected by a real-time fluorescence microplate reader. This method may also be applied to the assessment of ROS production in mammalian cells during pathogen-host interactions.

Real-Time Quantification of Reactive Oxygen Species in Neutrophils Infected with Meningitic Escherichia Coli

Escherichia coli is the leading cause of neonatal Gram-negative bacterial meningitis. During the bacterial infection, reactive oxygen species produced by neutrophils play a major bactericidal role. Here we introduce a method to detect the reactive oxygen species in neutrophils in response to meningitis E. coli.

Quantificazione in tempo reale delle specie reattive dell'ossigeno nei neutrofili infettati da Escherichia Coli meningitica

Escherichia coli (E. coli) is the most common Gram-negative bacteria causing neonatal meningitis. The occurrence of bacteremia and bacterial penetration ...

Tools for the Real-Time Assessment of a Pseudomonas aeruginosa Infection Model

Pseudomonas aeruginosa (Pa) is one of the most common opportunistic pathogens associated with cystic fibrosis (CF). Once Pa colonization is established, a large proportion of the infecting bacteria form biofilms within airway sputum. Pa biofilms isolated from CF sputum have been shown to grow in small, dense aggregates of ~10-1,000 cells that are spatially organized and exhibit clinically relevant phenotypes such as antimicrobial tolerance. One of the biggest challenges to studying how Pa aggregates respond to the changing sputum environment is the lack of nutritionally relevant and robust systems that promote aggregate formation. Using a synthetic CF sputum medium (SCFM2), the life history of Pa aggregates can be observed using confocal laser scanning microscopy (CLSM) and image analysis at the resolution of a single cell. This in vitro system allows the observation of thousands of aggregates of varying size in real time, three dimensions, and at the micron scale. At the individual and population levels, having the ability to group aggregates by phenotype and position facilitates the observation of aggregates at different developmental stages and their response to changes in the microenvironment, such as antibiotic treatment, to be differentiated with precision.

Tools for the Real-Time Assessment of a Pseudomonas aeruginosa Infection Model

Synthetic cystic fibrosis sputum medium (SCFM2) can be utilized in combination with both confocal laser scanning microscopy and fluorescence-activated cell sorting to observe bacterial aggregates at high resolution. This paper details methods to assess aggregate populations during antimicrobial treatment as a platform for future studies.

Strumenti per la valutazione in tempo reale di un modello di infezione da Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa (Pa) is one of the most common opportunistic pathogens associated with cystic fibrosis (CF). Once Pa colonization is established, a ...