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 desidera riconoscere e ringraziare mentore, amico ed ex direttore di Valerie Berry per primo ci ha insegnato questo modello; e Gary Woodnutt, che ci ha insegnato le basi della e ispirato il nostro impegno nel campo della antibatterico PK / PD. Tutti gli autori desiderano ringraziare David Payne per il suo sostegno e apprezzamento per la nostra scienza. Vorremmo riconoscere la nostra prima in vivo colleghi di microbiologia che hanno contribuito al corpo di dati generati utilizzando questi metodi, soprattutto Pete DeMarsh, Rob Straub, Roni Page e Nerissa Simon. Infine, il nostro ringraziamento va ai nostri colleghi in vitro microbiologia per la loro assistenza, in particolare per la fornitura di tutte le MIC noi richiesta (Lynn McCloskey, Josh occidentale e Sharon min); e per il nostro team di microbiologia clinica che offre consulenza e supporto (Linda Miller, Nicole Scangarella-Oman e Deborah Butler).

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Gli autori sono tutti dipendenti della GlaxoSmithKline Pharmaceuticals e azioni proprie di azioni versate all&#39;interno della società.

Per il successo ottimale nel riprodurre questo modello di infezione, i seguenti suggerimenti supplementari dovrebbero essere prese in considerazione. Virulenza dei nuovi isolati può essere migliorata passaging 2 - 3 volte in vivo prima utilizzazione in uno studio. Ceppi batterici congelati devono sempre essere preparati da un primario in vivo fonte -derived con il minor numero di passaggi possibile rispetto all&#39;originale, e ricongelamento o riutilizzo del magazzino scongelati è scoraggiato. Utilizzando isolati clinici recenti recuperati da pazienti affetti da polmonite, e / o la preparazione di culture in crescita fase di registro può anche contribuire a migliorare istituzione dell&#39;infezione. Una diluizione di cinque volte in agar (ad esempio 2 ml di sospensione salina aggiunto 8 mL agar) può essere usato al posto di dieci volte per aumentare l&#39;inoculo batterico, e il volume inoculo può essere regolata in base alle dimensioni dell&#39;animale (es 200 ml / animale di solito è inoculati in 250 g ratti). Prima dell&#39;aggiunta della sospensione batterica salina nelagar (cioè al punto 2.3), la densità batterica può essere prevista o stimata mediante ispezione visiva, gli standard MacFarland o misure di densità ottica. E &#39;utile per acquisire familiarità con le caratteristiche di crescita in vitro per ogni isolato prima di condurre esperimenti in vivo. Consistenza della crescita e movimentazione consente la stima più accurata della densità batterica per un dato isolato. metodi microbiologici standard diversi da quelli descritti, ad esempio media e omogeneizzatori tessuto alternativa, possono essere utilizzati come appropriato per la preparazione di inoculi e la conta dei batteri da tessuti infetti. Si consiglia vivamente di preparare o sciogliere l&#39;agar il giorno prima dell&#39;esperimento e riporlo durante la notte in un bagno d&#39;acqua separata impostato a 50 ° C. Ciò semplifica il processo e contribuire guardia contro l&#39;agar essere troppo caldo al momento dell&#39;infezione. Una temperatura di 41-42 ° C raggiunge un buon equilibrio tra manutenzione suning l&#39;agar allo stato liquido, senza essere troppo caldo per la sopravvivenza dei batteri a breve termine. Come possibile alternativa agar nutritivo, nobile agar è stato usato con successo in alcuni esperimenti. Un tubo di agar inoculo è solitamente sufficiente per un intero esperimento (ed è raccomandato), ma più provette può essere preparato per infettare un gran numero di animali (ad esempio più di 60), o quando il processo infettare richiede più di 30 - 45 min Se più tubi inoculo sono necessari, aggiungere la sospensione batterica salina per ciascun tubo di agar in quanto è necessario. Questo riduce il rischio che la sopravvivenza e / o idoneità batterica saranno influenzati dalla prolungata esposizione ad una temperatura elevata prima dell&#39;inoculo. Va notato che utilizzano tubi inoculo multipli possono anche richiedere ulteriori procedure animale randomizzazione. Per quanto possibile, di infettare tutti gli animali della stessa preparazione inoculo. Si consiglia di adattare la dimensione di esperimenti per l&#39;attuale livello di competenza con la TEchnique. Uno scienziato esperto può intubazione e inoculare un animale in meno di 30 s e inoculare fino a 5 - 6 animali per partita (ossia con una siringa piena di inoculo agar). Per coloro apprendimento della tecnica, la velocità è importante come agar inizierà a solidificare; Tuttavia, il posizionamento accurato del inoculo è più importante. Iniziare con 1 o 2 animali per partita, e aumentare la tecnica diventa più familiare. Gli animali continuano a respirare durante l&#39;intubazione; pertanto, la finestra temporale per l&#39;inoculazione dipende da quanto velocemente l&#39;animale recupera da isoflurano, che dovrebbe essere di circa 2 - 3 min. Gli animali che risvegliano durante il processo possono essere ri-anestetizzati e hanno tentato una seconda volta, ma non è raccomandato di farlo più volte. inoculazione di successo al primo tentativo è previsto in quasi il 100% degli animali una volta che si ottiene competenza. Si noti che è più facile imparare la tecnica utilizzando ratti prima; topi sono più delicate e minore troppoLS sono più inclini a blocco con agar solidificato se non manipolato in fretta. siringhe pre-riscaldamento, tubi e saline così come mantenere il dispositivo di intubazione su una superficie calda (non bollente), come ad esempio una piastra elettrica sulla regolazione bassa, possono aiutare a prevenire la solidificazione del agar. Quando imparare la tecnica, è anche utile per praticare il corretto posizionamento del inoculo utilizzando un colorante di colore scuro (come il blu di metilene concentrato) invece della sospensione batterica in agar. Eseguire la procedura descritta, ma l&#39;eutanasia dell&#39;animale subito dopo l&#39;inoculazione del colorante (non permettendo all&#39;animale di recuperare tra anestesia e l&#39;eutanasia). Sezionare per determinare dove il colorante è stato immesso, e regolare tecnica conseguenza. L&#39;endpoint primario in questo modello è CFU dai polmoni infetti. La sopravvivenza non è un buon indicatore di carica batterica e non è un endpoint consigliato. Per gli studi di efficacia, la suggerita N è di 5 - 6 animali per gruppo come questo è predicted per rilevare ≥1 log10 differenze CFU tra i gruppi con almeno il 90% di potenza. Gli animali possono essere infettati in gruppi in modo tale che compagni di gabbia rimangano insieme, o di un vero e proprio processo di randomizzazione possono essere seguiti. Si noti che se i gruppi sono assegnati da gabbia, i gruppi dovrebbero essere infettati in sequenza casuale con i controlli di crescita di fine studio infetti ultima (per confermare che la sopravvivenza batterica / fitness non è stata influenzata dalla lunghezza del tempo esposto ad una temperatura elevata nel bagnomaria). Metodi dati censurare dovrebbe essere necessario, e nessuno è consigliato con l&#39;eccezione di rimozione immediata di qualsiasi animale che è stata ovviamente mis-inoculati all&#39;inizio dello studio (prima dell&#39;inizio di eventuali trattamenti). Gli animali che sono eutanasia prima della fine dello studio dovrebbero essere campionati e risultati incluse nei set di dati a meno che un motivo valido per l&#39;esclusione è stata identificata in modo prospettico (vale a dire un evento estraneo alla infezione o trattamento). riporto farmaco può affect alcuni campioni ed è una considerazione importante in tutti i modelli di infezione in vivo. Se un composto viene determinata frequenza, vicino al tempo dell&#39;eutanasia o ha una lunga emivita, può essere presente nel tessuto omogenato ad una concentrazione sufficientemente elevata per continuare a uccidere i batteri ex vivo durante il processo di enumerazione batterica (diluizione e la placcatura di i campioni o sulle piastre di agar durante l&#39;incubazione durante la notte). Per evitare questo, carbone attivo e / o un additivo che degrada la molecola attiva senza danneggiare le cellule batteriche possono essere aggiunti al campione prima della omogeneizzazione. Altri metodi includono centrifugazione dei campioni per rimuovere la maggior parte del composto attivo (che dovrebbe rimanere nel supernatante) e impiegando diversa diluizione e placcatura regimi diluire sufficientemente composto attivo ad una concentrazione non-inibitrice. Come evidenziato dagli esempi illustrati nella Figura 2, questo modello con successo induces infezioni polmonari nei roditori con una vasta gamma di organismi, compresi quelli che non crescono bene in altri modelli (ad esempio H. influenzae). Queste infezioni sono coerenti e riproducibili, riducendo la probabilità che dovranno essere ripetuti a causa di insufficienza modello e / o scarso rendimento con un dato isolato esperimenti. Anche se gli animali sono immunocompetenti, non sono in grado di risolvere rapidamente l&#39;infezione, se non del tutto. Questo consente una maggiore flessibilità nella durata dello studio, come molti isolati mantengono una infezione fattibile attraverso almeno 96 h senza la necessità di iniezioni ripetute di mantenere neutropenia. Il potenziale vantaggio di studiare l&#39;efficacia antibatterica negli animali immunocompetenti è stato notato in precedenza 20, 21, e ci sono prove che, per alcuni composti (ad esempio ossazolidinoni), i dati di roditori non neutropenici possono più prevedere con precisione obiettivi di esposizione umani rispetto a quelli neutropenia reso 5. L&#39;utilità polivalente tegli modello è dimostrata nelle figure 3 e 4 e tabelle 1 e 2. Questi studi sono parte di una grande raccolta di dati pubblicati e non pubblicati che è stato generato con questo modello di sostenere gli sforzi di ottimizzazione di piombo 16, 17, 22-24, per il confronto e la conferma del dosaggio umano proposto regimi 19, 25-29 e PK / PD caratterizzazione 18, 30-32 .While questo modello è inizialmente più complesso per condurre rispetto al metodo intranasale inalazione, ci sono molti vantaggi come descritto sopra. Con la pratica e l&#39;uso di routine, le tecniche dovrebbero diventare semplice da eseguire. Si può osservare in alcuni studi che la carica batterica al basale era inferiore a quello tipicamente mirata in altri modelli di infezione polmonare. Ciò è dovuto in gran parte alla diluizione richiesta in agar e il volume sfida piccola, particolarmente nei topi. Tuttavia, dovrebbe anche essere notatoche la crescita batterica è stata osservata in tutti i casi, anche quando il peso iniziale era relativamente basso. La carica batterica di riferimento obiettivo è 6-6,5 log10 CFU / polmoni (6.8 a 7.3 log 10 CFU / g di tessuto nei topi a base di peso medio del polmone), che corrisponde a densità stimate in pazienti umani con grave polmonite 33. Un fardello basale superiore può essere ottenuto concentrare ulteriormente l&#39;inoculo batterico o ritardando l&#39;inizio della somministrazione composti per consentire la crescita batterica supplementare; tuttavia, aumentando il carico sfida troppo può portare a malattie anormalmente grave ed acuta (cioè la morte in meno di 24 ore), che è refrattario a tutti i trattamenti antibatterici a prescindere di suscettibilità. Anche se l&#39;inoculo è inizialmente posizionato preferibilmente nel polmone sinistro dell&#39;animale, l&#39;infezione si diffonde generalmente in entrambi i polmoni. malattia progressiva dei polmoni, la diffusione dei batteri ad altri organi, e l&#39;eventuale morbidità è spesso observEd con S. pneumoniae, K. pneumoniae e P. aeruginosa. Di interesse, infezioni da H. influenzae e A. baumannii di solito sono più contenuti e raramente portano alla morte nel inoculi batterica prescritto. I risultati di efficacia ottenuti da questo modello hanno correlato bene con i profili di sensibilità in vitro così come bersagli PK / PD definiti. Riduzioni di carica batterica sono regolarmente osservati per isolati ritenuti suscettibili all&#39;agente in prova, mentre quelli mostre resistente considerati nessun cambiamento o crescita batterica sopra il basale 16, 17, 19, 24-29. Studi condotti su ratti valutano due chinoloni e un macrolide utilizzando questo modello 32 hanno dimostrato che la porta PK / PD necessarie per un 1-log 10 riduzione S. pneumoniae rispetto al basale correlata con l&#39;obiettivo determinato topi neutropenici e, soprattutto, con obiettivi clinici per pneum batterica acquisita in comunitàonia 6, 7, 34, 35. Gepotidacin, un nuovo meccanismo di antibiotici, è stato testato contro multipla S. pneumoniae e ha richiesto un simile obiettivo PK / PD per un 1-log 10 riduzione di questo polmone modello di infezione 31 come quello richiesto per un 1-log 10 riduzione, nel modello coscia neutropenico 36 in cui la penetrazione del polmone è stato preso in considerazione (i dati su file). Allo stesso modo, i PK / PD obiettivi stabiliti nei topi per GSK2251052 contro P. aeruginosa sono stati coerenti per la stasi, 1 e 2 log10 riduzioni CFU tra questo modello polmone 30 e il modello di infezione coscia neutropenia in cui la penetrazione del polmone era considerato 37, 38 . Correlazione con un modello di infezione polmonare neutropenia con l&#39;inoculazione intranasale era povera; tuttavia, GSK2251052 non produceva più di una risposta statica in questo studio 38. Questo può essere attribuibile alla inoculo batterico superiore, che era 8 log 10 CFU / topo rispetto ai 6 log <sub&gt; 10 CFU / mouse nella neutropenico coscia 37 e intratracheale intubazione 30 modelli. Raccolta di dati di questo tipo è fondamentale per il benchmarking, in quanto consente un confronto diretto con i modelli esistenti e correlazione con i dati clinici per valutare la capacità predittiva traslazionale. Un uso più diffuso del modello di intubazione endotracheale infezione polmonare fornirà dati aggiuntivi per questi tipi di analisi. Esistono diverse limitazioni di questo modello polmonite immunocompetenti. In primo luogo, non è ben adatto a valutare comparsa di resistenza spontanea perché l&#39;alto inoculo batterico generalmente richiesto per tali studi si traduce in troppo grave un&#39;infezione. Dopo i tentativi di raggiungere oneri batteriche di 7 o 8 log 10 CFU al basale, la rapida morbilità è stato osservato (cioè gli animali che diventano moribondo in meno di 24 ore), nonostante il lavaggio accurato della inoculi per eliminare le tossine pre-esistente (dati su file). essopuò essere possibile superare questo problema utilizzando i roditori più grandi. Ratti, ratti particolarmente pesanti (&gt; 250 g), sembrano tollerare meglio superiore inoculi rispetto a topi e possono essere adatti per questi tipi di studi. Una seconda limitazione è che l&#39;uso di agar come un&#39;infezione-enhancer può precludere utilizzando il modello per la valutazione di alcuni host: patogeno. Si ritiene che l&#39;agar fornisce un punto focale protetta fino infezione è completamente stabilito all&#39;interno del polmone. E &#39;possibile consegnare l&#39;inoculo in soluzione salina invece di agar per aiutare a superare questo problema; Tuttavia, va notato che questo produrrà soltanto l&#39;infezione con alcuni isolati. In terzo luogo, vi è una curva di apprendimento ripida necessaria per diventare esperti nella tecnica. La procedura può essere delicato, soprattutto nei topi. È facile posizionare erroneamente la cannula metallica nell&#39;esofago, e forza eccessiva può portare alla puntura sia dell&#39;esofago o della trachea. posizionamento attento del inoculo è anchetenuti o animali possono o non recuperare o non essere adeguatamente infetti. Tuttavia, con pazienza e perseveranza, si può diventare altamente competente ed eseguire la tecnica in modo rapido, agevole e preciso. Rimuovendo il requisito per la neutropenia, aumentare la robustezza e la riproducibilità, permettendo ai ricercatori di studiare di più agenti patogeni e isolati, migliorare la flessibilità del disegno sperimentale e di fornire una infezione difficile da caratterizzare farmacodinamica per la polmonite, questo modello infezione polmonare immunocompetenti aggiunge valore sostanziale alla scoperta di antibiotici comunità. Un maggiore uso di questo modello dagli investigatori ulteriori contribuirà a fornire l&#39;analisi comparativa necessario per la sua guadagnare più diffusa accettazione e continuare a fornire informazioni di supporto per l&#39;interpretazione appropriata.

Valutare l&#39;efficacia di potenziali farmaci candidati in modelli animali di infezione è una componente fondamentale del processo di scoperta di nuovi farmaci antibatterici. In vivo studi di efficacia forniscono dati importanti per il processo decisionale in tutto l&#39;arco di attività di scoperta, da chiarire le relazioni struttura-attività (SAR) e l&#39;ottimizzazione serie chimica piombo attraverso la determinazione di farmacocinetica-farmacodinamica (PK / PD) caratteristiche di composti e sostenere la selezione della dose per sviluppo clinico e l&#39;approvazione regolamentare. Numerosi modelli di infezione animale sono descritti in letteratura per questi scopi. Uno dei modelli più comuni e diffusi è il neutropenico infezione del mouse coscia, che è stato lanciato da Aquila 1, 2 e successivamente ampliato da Vogelman e Craig 3, 4. Questo modello è stato prezioso per supportare la determinazione dei punti di interruzione di sensibilità batterica e per fornire obiettivi PK / PD per il dosaggio umana. Ci sono molti esamiples dove la capacità predittiva di questo modello è stato dimostrato 4-7. Tuttavia, uno degli svantaggi del modello di infezione coscia è la mancanza di rilevanza diretta per le infezioni polmonari. Vi è ora una maggiore enfasi sulla corrispondenza del sito di infezione in modelli animali al sito di infezione negli esseri umani; e quindi, per studiare composti per il trattamento di polmonite, è ideale per utilizzare un modello di infezione polmonare in animali. Diversi metodi per indurre infezioni polmonari in animali da laboratorio sono stati descritti ed utilizzati per studi di efficacia antibatteriche compresa intranasale inalazione, l&#39;aspirazione per via orofaringea, l&#39;esposizione dell&#39;aerosol e chirurgica inoculazione intratracheale 8. In molti casi, gli animali (in particolare topi) devono prima essere resi neutropenia per ottenere una infezione polmonare robusta. Nonostante questo stato gravemente immunocompromessi, il numero di batteri patogeni e ceppi che producono infezioni vitali nei roditori èlimitato. Ad esempio, può essere difficile stabilire con successo Haemophilus influenzae o Acinetobacter baumannii in modelli polmonite 9, 10, e anche più virulenti patogeni, come ad esempio lo Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Klebsiella pneumoniae, può rappresentare sfide 11-13. Nel 1991, Smith ha descritto un modello di infezione polmonare nei ratti appena svezzati immunocompetenti in cui l&#39;infezione è stata fondata da instillare batteri direttamente nei polmoni tramite un semplice metodo di intubazione endotracheale non chirurgico 14. Berry et al. successivamente modificato il metodo per infettare i topi 15. Usando un inoculo di agar-based, questa tecnica di inoculazione induce infezioni polmonari robusti in ratti e topi immunocompetenti con S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa e A. baumannii. Si è suscettibile di una vasta gamma di isolati, comprese quelle ospitare diversi resistdeterminanti ANCE e quelli che non producono una infezione praticabile attraverso altre vie di inoculazione. Consente inoltre l&#39;efficacia da determinarsi animali immunocompetenti, una condizione che è più rilevante rispetto al modello tradizionale del mouse neutropenico per popolazioni di pazienti che non sono gravemente immunocompromessi. La consistenza e l&#39;affidabilità di questo modello su più agenti patogeni e isolati rende particolarmente adatto per studi di efficacia antibatterica.

<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

L&#39;efficacia di candidati trattamenti antibatterici deve essere dimostrato in modelli animali di infezione, come parte del processo di scoperta e lo sviluppo, preferibilmente in modelli che imitano l&#39;indicazione clinica prevista. Un metodo per indurre infezioni polmonari robusti in ratti e topi immunocompetenti è descritto che permette la valutazione dei trattamenti in un modello di gravi polmonite da S. pneumoniae, H. influenzae, P. aeruginosa, K. pneumoniae o A. baumannii. Gli animali sono anestetizzati, e un inoculo di agar-based si deposita in profondità nei polmoni tramite intubazione endotracheale non chirurgica. L&#39;infezione risultante è coerente, riproducibile e stabile per almeno 48 ore e fino a 96 ore per la maggior parte degli isolati. Studi con antibatterici commercializzati hanno dimostrato una buona correlazione tra l&#39;efficacia in vivo e in sensibilità in vitro, e la concordanza tra farmacocinetica / farmacodinamica obiettivi determinatoin questo modello e gli obiettivi clinicamente accettate è stato osservato. Sebbene non vi sia un investimento di tempo iniziale quando l&#39;apprendimento della tecnica, può essere eseguita rapidamente ed efficientemente una volta raggiunta competenza. I vantaggi del modello comprendono eliminazione del requisito di neutropenia, maggiore robustezza e riproducibilità, capacità di studiare più agenti patogeni e isolati, una maggiore flessibilità nel disegno dello studio e la creazione di una infezione difficile in un host immunocompetenti.

Gli strumenti necessari, orientamento dell&#39;animale, e la profondità di intubazione sono mostrati in Figura 1. Anche mostrato è un esempio rappresentativo di colonie che crescono su una piastra di agar dopo la diluizione seriale e la placcatura triplice copia di un campione omogenato polmone. Un aumento della carica batterica di vari log 10 CFU sopra controlli di base è tipicamente osservata nei polmoni infetti per isolati batterici più, anche dopo l&#39;infezione, 96 h, e la variabilità tra animali è basso (figura 2). Per alcuni H. influenzae, ci può essere poca crescita; tuttavia, l&#39;infezione non dovrebbe cominciare ad auto-determinazione entro un periodo di tempo 48 o 96 ore (Figura 2B). Questo modello di infezione polmonare può essere utilizzato durante l&#39;ottimizzazione di serie chimica piombo per sostenere SAR, come mostrato in figura 3 per i composti rappresentativi di due diverse serie 16, 17. Esso fornisce un costante, riproducibile incontratohod per valutare PK / PD negli animali immunocompetenti ed è stato utilizzato per determinare quella zona libera di droga sotto la curva concentrazione-tempo sopra la concentrazione minima inibente (fAUC / MIC) correlata con l&#39;efficacia di un polipeptide deformylase romanzo (PDF) inibitore contro S. pneumoniae e H. influenzae (Figura 4). Inoltre, gli obiettivi / MIC fAUC per stasi e un 1-log 10 CFU riduzione dai controlli di base sono stati determinati attraverso 11 S. pneumoniae e 5 isolati H. influenzae (Tabella 1) 18. Accoppiamento questo modello di infezione con un sistema di somministrazione di farmaci per ricreare profili farmacocinetici umani in ratti crea un potente strumento per valutare regimi di dosaggio umani prima degli studi clinici. Un esempio di questo è riassunto nella tabella 2, il che dimostra che una formulazione a rilascio prolungato di amoxicillina-acido clavulanico è stato più efficace regimi di dosaggio esistenti per gli organismi con ElevaTed MIC Valori 19. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55068/55068fig1.jpg" /> Figura 1: non chirurgico intratracheale intubazione. Gli strumenti sono indicati per intubazione ratto (A) e il mouse (B). Una volta anestetizzato, l&#39;animale deve essere posizionato come mostrato in C, con la testa a destra e la coda a sinistra se la persona che esegue la tecnica è destrorso. Mettere il dito indice sinistro delicatamente sulla gola per aiutare a palpare gli anelli tracheali per la conferma del posizionamento della cannula corretta. L&#39;inoculo deve essere collocato in profondità nel polmone sinistro, come mostrato nella vista ventrale di un polmone di ratto (D). Le colonie che crescono su agar dopo diluizione seriale e placcatura di un campione dovrebbe apparire simile a quello mostrato in E. Figura 1D, Copyright © Gill Smith [animali da laboratorio, Volume 25 (1991), G. Smith, Ametodo non chirurgico semplice di instillazione endobronchiale per la costituzione delle infezioni respiratorie nel ratto, pagine 46 - 49] 14. Ristampato con il permesso. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/55068/55068fig2.jpg" /> Figura 2: esempi rappresentativi di batterica crescita nei polmoni di animali infetti. Media ± deviazione dati CFU standard da N = 5 animali / gruppo viene mostrato per diversi isolati di S. pneumoniae (A), H. influenzae (B), P. aeruginosa (C), K. pneumoniae (D) e A. baumannii (E). La prima barra di ogni coppia (grigio chiaro) è la linea di base bacteonere rial a infezioni post 1 o 2 ore, mentre il secondo bar è il controllo della crescita di fine studio a 48 ore dopo l&#39;infezione (grigio scuro) o infezione dopo 96 h (nero). sono stati applicati No Metodi Censura dati; in tal modo, questi risultati includono i dati provenienti da tutti i 5 animali per gruppo. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55068/55068fig3.jpg" /> Figura 3: valutare l&#39;efficacia delle varie serie chimica durante l&#39;ottimizzazione di piombo. modelli di infezione polmonare, utilizzando le tecniche descritte sono stati utilizzati per esplorare le relazioni struttura-attività come parte di tipo abacterial programma IIA topoisomerasi. Promettenti composti 7 e 1 sono stati valutati contro i chinoloni-sensibili (A) 16 o resistenti ai chinoloni(B) 17 isolati di S. pneumoniae, rispettivamente. Ciascun simbolo rappresenta CFU determinato dai polmoni di un ratto con linee che rappresentano il gruppo media e deviazione standard. Limite inferiore di quantificazione (LLQ) era 1,7 log 10 CFU / polmoni. I composti sono stati pesati (56 o 112 mg di pura molecola genitore gratuito), sciolto in 9 ml di acqua sterile, diluita 3 ml in 3 ml di acqua (1: 1) e gestito da sonda gastrica di 1 ml / 125 g di ratto due volte al giorno ( 6 - 7 h a parte) per 2 giorni, a partire da dopo l&#39;infezione 1 h. controlli non trattato (NTC) sono stati campionati dopo l&#39;infezione 1 h per basale o trattate con soluzione salina e campionati alla fine dello studio (48 h) per i controlli di crescita. Figura 3A ristampato da Bioorganici &amp; Medicinal Chemistry Letters, Volume 21, TJ Miles et al, Novel cicloesil-amidi come antibatterici potenti di targeting di tipo batterico IIA topoisomerasi, Pages 7483 -. 7488, Copyright (2011) 16, con il permesso di Elsevier.Figura 3B ristampato da Bioorganici &amp; Medicinal Chemistry Letters, Volume 26, TJ Miles et al, triciclici Novel (ad es GSK945237) inibitori come potenti di tipo batterico IIA topoisomerasi, Pagine 2464 -. 2469, Copyright (2016) 17, con il permesso di Elsevier. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/55068/55068fig4.jpg" /> Figura 4: PK / PD Caratterizzazione di un inibitore PDF Novel. Modelli Emax sono stati creati utilizzando dosi che vanno dati di efficacia nei topi immunocompetenti infettati nel polmone con isolati di S. pneumoniae (A) o H. influenzae (B) per determinare gli obiettivi PK / PD per un inibitore PDF novel 18. Circlesrappresentare la carica batterica media 4-5 topi / gruppo trattato con dosi variabili di composto. Le analisi sono state eseguite per correlare l&#39;efficacia con libera dalla droga 24 ore AUC (circoli aperti) o AUC / MIC (cerchi pieni). Ristampato con il permesso, Copyright © American Society for Microbiology, [agenti antimicrobici e Chemioterapia, il volume 60, 2016, pagine 180 - 189] 18. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55068/55068fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</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"> Stasi </td><td colspan="2"> 1-log 10 riduzione </td><td></td></tr><tr><td> Organismo </td><td> MIC (mg / ml) </td><td> R 2 per linea fit (%) </td><td> fAUC </td><td> fAUC / MIC </td><td> fAUC </td><td> fAUC / MIC </td><td> Max uccisione (log 10 riduzione) </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> 298.443 </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> 336.808 </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> 338.860 </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> Media ± DS </td><td> NA un </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> Mediano </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> Media ± DS </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> Mediano </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> un NA, non applicabile. </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table> Tabella 1: PK / PD Obiettivi per un inibitore PDF romanzo contro S. pneumoniae e H. influenzae Isolati. AUC libera dalla droga e AUC / MIC obiettivi di stasi e un 1-log 10 CFU riduzione dal basale sono stati determinati per 11 S. pneumoniae e 5 H. influenzae in topi immunocompetenti infettati nel polmone e trattati con il composto 18. il DATuna è stata utilizzata per aiutare a selezionare le dosi umane per lo sviluppo clinico. Questa tabella è stata adattata e ristampato con il permesso, Copyright © American Society for Microbiology, [agenti antimicrobici e Chemioterapia, il volume 60, 2016, pagine 180 - 189] 18. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2"> Gruppo di trattamento a </td><td colspan="8"> Significano log 10 S. pneumoniae (CFU / polmone) b ± SD per ceppo (AMX / CA MIC): </td></tr><tr><td> 05010S (2 mg / ml) </td><td> 16001S c (4 mg / ml) </td><td> 16001S (4 mg / ml) </td><td> 30005S (4 mg / ml) </td><td> 20009S (4 mg / ml) </td><td> 05003S (8 mg / ml) </td><td> 404.053 (8 mg / ml) </td><td> 47003S (8 mg / ml) </td></tr><tr><td> Controllo </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 bid (rapporto 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 tre volte al giorno (rapporto 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 (rapporto 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 bid (rapporto 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 tre volte al giorno (rapporto 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> Azitromicina, 1.000 / 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> Levofloxacina, 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"> Gruppo di trattamento d </td><td colspan="8"> Media log 10 H. influenzae (CFU / polmone) ± SD per ceppo: </td></tr><tr><td colspan="4"> H128 (β-lattamasi positivi) </td><td colspan="4"> Chesterfield (β-lattamasi negativo, resistente ampicillina) </td></tr><tr><td> Controllo </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 bid (rapporto 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 tre volte al giorno (rapporto 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 (rapporto 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 bid (rapporto 7: 1) </td><td colspan="4"> 2.0 ± 0.8 ** </td><td colspan="4"> 5.1 ± 1.1 ** </td></tr><tr><td> Azitromicina, 1.000 / 500 mg od </td><td colspan="4"> 3.2 ± 1.7 * </td><td colspan="4"> 5.8 ± 1.1 </td></tr><tr><td> Levofloxacina, 500 mg od </td><td colspan="4"> ≤ 1,7 ** </td><td colspan="4"> ≤ 1,7 ** </td></tr><tr><td colspan="9"> un AMX / CA, amoxicillina-acido clavulanico; offerta, due volte al giorno; tid., tre volte al giorno; od una volta al giorno. </td></tr><tr><td colspan="9"> B Il limite di rilevazione è stato &lt;1,7; *, Significativamente differenti dal controllo (P ≤ 0,05); **, Significativamente differenti dal controllo (P ≤ 0,01); NT, non testato. </td></tr><tr><td colspan="9"> c Strain 16001S è stato testato in due esperimenti separati. </td></tr><tr><td colspan="9"> d amoxicillina-acido clavulanico 500/125 mg (4: 1) tre volte al giorno non è stato testato contro i ceppi di H. influenzae. </td></tr></tbody></table> Tabella 2: Efficacia di Recreated plasma umano profili di esposizione per i diversi Amoxicillina / Clavulanate regimi di dosaggio. I dati generati nei ratti infetti immunocompetenti nel polmone con isolati di S. pneumoniae o H. influenzae che utilizzano questo modello hanno dimostrato che una migliore formulazione di amoxicillina-acido clavulanico (2, 000/125 mg due volte al giorno) è stato più efficace di regimi di dosaggio standard, nei confronti di isolati con elevata sensibilità in vitro 19. Questa tabella è stata adattata e ristampato con il permesso, Copyright © American Society for Microbiology, [agenti antimicrobici e Chemioterapia, il volume 49, 2005 pagine 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.

Una polmonite Modello robusto in immunocompetenti roditori per valutare antibatterico efficacia contro<i&gt; S. pneumoniae</i&gt;,<i&gt; H. influenzae</i&gt;,<i&gt; K. pneumoniae</i&gt;,<em&gt; P. aeruginosa</em&gt; o<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

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 Views.  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.

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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.

Long Term cronica<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Infezione delle vie aeree nei topi

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 ...

Ricerca

Immunologia e infezioni

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.

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. ...

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 Induced Lung Injury Modello

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.

Studiare comunità microbiche<em&gt; In Vivo</em&gt;: Un modello di interazione ospite-mediata tra<em&gt; Candida Albicans</em&gt; E<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em&gt; Nei Airways

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.

Un metodo non invasivo e tecnicamente non intensiva per l&#39;induzione e Fenotipizzazione Sperimentale polmonite batterica nei topi

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.

Un sistema preciso di distribuzione e recupero di patogeni per i modelli Murine di polmonite batterica secondaria

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.

Modello murino aspirazione orofaringea di polmonite batterica associata a ventilazione e acquisite in ospedale

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

Medicina

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.

Un modello murino per la transizione di Streptococcus pneumoniae da colonizzatore a patogeno in seguito a co-infezione virale ricapitola la malattia esacerbata dall'età

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.

Modello sperimentale per valutare la risoluzione della polmonite

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.

Preparazione di Mycobacterium abscessus incluso nella perla di agar per inoculare topi immunocompetenti per via intratracheale

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

Una polmonite Modello robusto in immunocompetenti roditori per valutare antibatterico efficacia contro

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Long Term cronica

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