Os autores gostariam de agradecer a todos os membros do laboratório Dumenil, particularmente Silke Silva para a leitura crítica do manuscrito. O departamento de cirurgia no Hôpital Européen Georges-Pompidou (HEGP), Dr. David Maladry. Michael Hivelin e Dr. Patrick Bruneval, Patologia Departamento de HEGP. O biotério em PARCC, liderada por Elizabeth Huc. Este trabalho foi financiado pelas seguintes agências de subsídios: Marie Curie IEF comunhão não. 273.223 (KM), ATIP-Avenir Grant do INSERM, equipamentos CODDIM concessão (Ile de France Região), FRM (Fondation pour la recherche médicale) concessão de equipamentos, o Laboratório IBEID de excelência consórcio, ANR (Agence Nationale pour la Recherche) concessão &quot; Erros-em-fluxo &quot;. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito.

1. Riscos e Permissões <ol><li> Comitês de ética locais devem aprovar todos os protocolos de animais. Este protocolo foi conduzido de acordo com as diretrizes estabelecidas pela legislação francesa e europeia para o cuidado e uso de animais de laboratório (Decrets 87-848, 2001-464, 2001-486 e 2001-131 e Directiva Europeia 2010/63/UE) e aprovado pelo comitê de ética local Comité d&#39;Ethique em Matéria de Experimentação Animale, Universite Paris Descartes, Paris, França. No: CEEA34.GD.002.11. </li><li> Para a pele humana, consentimento informado do doente escrito foi obtido e todos os procedimentos foram realizados de acordo com as diretrizes nacionais franceses e aprovado pelo comitê de ética local, Comité d&#39;Evaluation de l&#39;INSERM Ethique IRB 00003888 00005881 FWA, Paris, França Opinião: 11-048 . </li><li> N. meningitidis é um patógeno humano potencialmente prejudiciais e todas as precauções necessárias devem ser tomadas ao manusear a organismo. Essas precauções incluem vacinação e trabalhando sob nível de Biossegurança 2 condições. </li></ol> 2. Enxerto de pele <ol><li> Colete de pele humana como perto de enxertia tempo possível. A maioria de pele neste trabalho vem de operações de cirurgia plástica, envolvendo a área abdominal. Outras fontes, como peito, perna e até mesmo o rosto têm sido utilizados com sucesso. </li><li> Preparar a amostra de pele humana com a limpeza da superfície da pele com etanol 70% e deitado-o deitado sobre uma superfície bem limpa, de preferência em uma capela de fluxo. </li><li> Fatia 200-400 mM fatias a partir do topo da pele utilizando uma dermatoma com espessura predefinida. </li><li> Verificar as fatias de pele para a integridade e cortou-las em 2 cm x 2 cm quadrados, em seguida, colocar em PBS (sem catiões divalentes), se enxertando imediatamente ou a 4 ° C em DMEM com 10% de soro durante o armazenamento a curto prazo (3-12 hr ). </li><li> Anestesiar 6-8 semanas de idade, ratinhos SCID.bg (aproximadamente 20 g) com cetamina (100 mg / kg) e Xilazina (10 mg / kg) injeCTED ip </li><li> Uma vez que os ratos são anestesiados, para verificar a resposta à dor através da realização de uma pitada do dedo do pé, um método padrão para estabelecer reflexo dor. Aplique gel para os olhos para evitar a secagem da córnea e raspar o lado esquerdo do animal por trás do ombro, em que o enxerto vai ser posicionado. Manter o aquecimento do mouse sobre uma almofada de calor durante todo o procedimento. </li><li> Depois de preparar o mouse para a cirurgia, limpe a área depilada com etanol 70%. </li><li> Aplicar anestésico local topicamente para o local do enxerto (Tronothane) e preparar o local do enxerto, retirando cuidadosamente a camada superficial da pele do rato com um par de tesouras curvas. Tenha cuidado para não interromper a vascularização subjacente. </li><li> Remover a pele numa zona um pouco menor do que a área da fatia de pele humana. </li><li> Retire pele fatia de PBS (ou DMEM) e coloque sobre a cama de enxerto, garantindo lado epidérmico é voltado para cima. Passos 2,8-2,10 deve ser realizado tão rapidamente quanto possível, garantindo o leito de enxerto não seca. </li><li> Alinhe um cantoou borda e correção com cola de tecido. Ajustar cuidadosamente o resto da fatia de pele para a cama de enxerto, a colocação de pequenas quantidades de cola para tecido em torno das bordas. Sempre cortar a pele humana para o tamanho, em vez de fazer a cama enxerto maior. </li><li> Não puxe a pele muito apertado sobre o leito do enxerto, pois a pele do rato é muito flexível. </li><li> Certifique-se que o enxerto é fixado com cola de tecido em cada canto. </li><li> Limpar a área com uma solução de iodo. </li><li> Aplique um Band-Aid com a área da almofada sobre o enxerto. Certifique-se que o Band-Aid é firme, mas não apertado e que a respiração do animal não é afetado. </li><li> Fixe o Band-Aid com fita de vestir. </li><li> Permitir que o animal se recuperar em uma superfície quente. </li><li> Uma vez acordado, devolver o animal para sua gaiola. Os animais são alojados 2-3 por gaiola. </li><li> Verifique regularmente os ratos durante a recuperação para sinais de dor ou sofrimento. 10-14 dias após a enxertia, remova o Band-Aid, tomando cuidado para não perturbar o enxerto. Em nossa experiência de dor pós-operatória é mini-mal. No entanto os animais devem ser monitorados a cada dia, em especial, nos poucos dias seguintes operação. Critérios para a dor ou aflição são os seguintes. <ul><li> Perda de peso mais de 10% </li><li> A aparência física, pele, posição corcunda, olhos </li><li> Taxas de respiração ou cardíacos aumentados </li><li> Movimentos diminuídos ou incomuns. </li><li> Aumento da temperatura corporal </li><li> Paracetamole No caso de serem detectados sinais de dor é administrado por via oral (300 mg / kg, a cada 4 horas). Endpoints Humane são rigorosamente respeitados se a dor persistir. </li></ul></li><li> Se o enxerto parece seca aplicar óleo de bebê a cada 2-3 dias para manter a pele macia. </li><li> O enxerto está pronto para a experimentação 21 dias após enxerto. </li></ol> 3. Infecção <ol><li> O dia antes da infecção, preparar estirpe bacteriana por estrias em ágar GCB com antibióticos apropriados. Crescer durante a noite a 37 ° C em 5% de CO 2. </li><li> Preparação Bactérias <ol&gt; <li> Reinoculate bactérias em 5 ml de meio SFM endotélio humano com 10% de soro a uma OD 600 de 0,05. </li><li> Incubar, agitando durante 2 horas na incubadora (37 ° C em 5% de CO 2) com a tampa solta, até que uma densidade bacteriana de cerca de DO600 de 0,1. </li><li> Centrifugar as bactérias por 3 min 15.000 rpm. </li><li> Remover o sobrenadante e ressuspender em PBS, depois centrifugar novamente. </li><li> Repita o passo de lavagem (2.2.4-2.2.5) duas vezes. </li><li> Ressuspender sedimento de bactérias em PBS. </li><li> Medida OD600. </li><li> Fazer a cultura de qualquer uma das DO600 de 0,1 (10 8 UFC / ml), ou 1,0 OD 600 (10 9 CFU / ml). Deste concentração conhecida, diluir a 10 7 CFU / mL. Tente preparar bactérias tão perto quanto possível do tempo de injecção. </li></ol></li><li> Ratos <ol><li> Pesar ratinhos. </li><li> Anestesiar os ratos com cetamina (100 mg / kg) e Xilazina (10 mg / kg) injectada ip </li><li> Uma vez adormecido, cParreira que a resposta a dor está ausente por um toe-pitada, manter os ratos quente com uma almofada de calor e colocar pomada para evitar a secagem. </li><li> Dar a cada rato 8 mg de transferrina humana, suspensas em solução salina ou PBS, injectado ip </li><li> Tomar uma pequena gota de sangue a partir da cauda e espalhada sobre uma placa de ágar de sangue para verificar é esterilizada antes da infecção. </li><li> Injetar 100 l 10 7 UFC / ml de cultura bacteriana (10 6 UFC total) por via intravenosa através da veia retro-orbital ou cauda. Medidas de CFU tomadas 5 min pós-injeção são consistentes independentemente do local da injeção. </li><li> Depois de alguns minutos, cortar a extremidade da cauda e espalhar amostra de sangue em placas de agar com antibióticos apropriados, com uma diluição de 10 vezes para estabelecer CFU no sangue imediatamente após a infecção. </li><li> Selar a cauda com cola de tecido. </li><li> Após a injeção, diluir o inóculo bacteriano e espalhada em placas de ágar com os antibióticos apropriados para estabelecer UFC. </li><li> Permitir que os camundongospara se recuperar em uma almofada de calor até que eles estão em alta e em movimento </li><li> Às 6 horas após a infecção consumir uma pequena quantidade de sangue a partir da cauda, ​​diluir e placa para estabelecer CFU em 6 horas. </li><li> Incubar todas as placas de agar a 37 ° C em 5% de CO 2 durante a noite. </li></ol></li></ol> 4. Sacrifício <ol><li> No momento escolhido de infecção, anestesiar os ratos com cetamina (100 mg / kg) e Xilazina (10 mg / kg) injectada ip </li><li> Uma vez dormindo, manter o aquecimento do mouse com uma almofada de calor. </li><li> Quando o reflexo de dor passou (toe-pitada), corte final de cauda e tirar sangue. </li><li> Espalhe sangue em ágar com antibióticos adequados; diluição 5 mL e 10 mL direta 1:10 a estabelecer UFC. </li><li> Sacrifique o mouse por deslocamento cervical. </li><li> Depois de sacrificar o mouse de acordo com todas as diretrizes institucionais e éticos relevantes, confirmar a morte por falta de batimentos cardíacos. Faça uma incisão na linha média, cortar costelas, e fazer uma incisão no ouvirt. </li><li> Colete o máximo de sangue possível do coração cavidade / caixa e coloque em um tubo estéril. </li><li> Retirar os órgãos (por exemplo, fígado, baço, cérebro) em uma placa estéril. </li><li> Retire o enxerto de pele e uma seção de pele do rato na placa estéril. </li><li> Eliminar o corpo do rato. </li><li> Depois que o sangue coletado foi autorizado a coagular por 15 minutos, centrifugar ele 15 min a 3.000 rpm. </li><li> Remover o plasma do sangue, e armazenar a -80 ° C para análise posterior, por exemplo para a detecção de citocinas por métodos de ELISA ou FACS com base. </li></ol> 5. Counts Órgão UFC <ol><li> Pesar homogeneização tubos contendo 500 mL de PBS antes de cada colheita de amostras de biópsia. </li><li> Tome 4 amostras de biópsia mm de cada tecido, utilizando um soco biópsia estéril. </li><li> Colocar em tubos de homogeneização biópsias pré-pesado, contendo 500 ul de PBS. Homogeneizar amostras de pele com 2 contas mm, use contas menores para outros órgãos. </li><li> Coloque o restante tquestões em 4% de paraformaldeído (PFA) e armazenar a 4 ° C durante a microscopia (ver abaixo). </li><li> Pesar homogeneização tubos contendo as biópsias para estabelecer peso biópsia (para posterior cálculo de UFC / mg de tecido). </li><li> Homogeneizar amostras. <ol><li> Homogeneizar fígado, baço e cérebro, a 6.000 rpm durante 30 segundos. </li><li> Homogeneizar amostras de pele a 6.000 rpm por 30 segundos e repita se necessário. </li></ol></li><li> Espalhe diluições de cada tubo de homogeneização em placas de agar e crescer durante a noite a 37 ° C em 5% de CO 2 para estabelecer contagens de UFC de órgãos. </li></ol> 6. Histologia / imuno-histoquímica <ol><li> Fixação <ol><li> Fixar os tecidos em PFA a 4% durante a noite a 4 ° C. O passo de fixação pode ser mais longo, se o armazenamento por períodos mais longos colocar os tecidos em 0,25% de PFA. </li><li> Lavar os tecidos em PBS e, em seguida, colocar em solução de sacarose a 20% e regresso a 4 ° C durante a noite ou até que os tecidos se afundaram na solução. </li><li> Lave os tecidos em PBS, cortados e coloque em solução outubro (seja em um molde de tecido ou adere a uma placa de base). </li><li> Congelar rapidamente os tecidos em uma placa de Petri flutuante em nitrogênio líquido. </li><li> Após o congelamento, coloque os tecidos em gelo seco antes da transferência para -80 ° C para armazenamento. </li></ol></li><li> Fatiar <ol><li> Retirar tecidos de -80 ° C e deixar equilibrar a -20 ° C num criostato. </li><li> Tecidos da fatia com uma espessura de cerca de 10-15 mM e colocar em lâminas de microscopia revestidos. </li><li> Loja desliza a -20 ° C até ser necessário. </li></ol></li><li> Coloração <ol><li> Deixar as lâminas voltar à temperatura ambiente. </li><li> Desenhe em torno da fatia no slide com uma caneta hidrofóbica. Espere 5-10 min. </li><li> Rehidratar fatia / lavagem em PBS por 5 min, repetir duas vezes. </li><li> Permeabilizar fatia em 0,1% de Triton em PBS durante 10 min. </li><li> Lavar com PBS 2-3x durante 5 min. </li><li> Bloco em PBS0,1% de Triton a 1% de BSA durante entre 10-60 minutos, dependendo do anticorpo ou mancha a ser utilizado. </li><li> Remover o tampão de bloqueio e adicionar anticorpo primário diluído, conforme necessário, em tampão de bloqueio. Incubar por determinado tempo. (Muitas vezes 1 h à temperatura ambiente ou durante a noite a 4 ° C). </li><li> Lavar com PBS 2-3x durante 5 min. </li><li> Aplicar anticorpo secundário diluído conforme apropriado em tampão Bock; DAPI é normalmente incluído nesta etapa. Incubar por tempo determinado, geralmente 1-2 horas à temperatura ambiente, no escuro. </li><li> Lavar com PBS 2-3x durante 5 min. </li><li> Monte em desaparecer proteger mídia montagem com uma tampa de vidro e selar com verniz de unhas. </li><li> Imagem lâminas coradas imediatamente ou armazenar a 4 ° C. </li><li> Realize imagem com um microscópio confocal ou fluorescente configurado com filtros / lasers apropriados para fluoróforos usados. </li></ol></li><li> Histologia <ol><li> Deixar as lâminas a serem utilizados para a histologia para voltar à temperatura ambiente. </li><li> Lâminas Mancha usando comotandard protocolo de coloração com hematoxilina / eosina. <ol><li> Colocar as lâminas em porta-lâminas. </li><li> Rack de Transferência com slides entre as soluções na seguinte ordem: </li><li> 2 segundos em água corrente. </li><li> 3 min em solução de hematoxilina filtrada. </li><li> 10 seg em água corrente. </li><li> 10 seg em água destilada. </li><li> 10 seg em etanol a 100%. </li><li> 2 s em eosina filtrada. </li><li> 10 seg em água corrente. </li><li> 10 seg em etanol a 100% </li><li> 2 min em xileno x 3 (banho de I, II, III). </li><li> Transfira imediatamente e adicione algumas gotas de cola de fixação para cada slides, lugar tampa de deslizamento em cima, remova as bolhas de ar, deixe secar por algumas horas. </li><li> Imagem desliza sob um padrão de microscópio de luz branca. </li></ol></li></ol></li></ol>

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Os autores declaram não haver interesses financeiros concorrentes.

Os modelos animais são extremamente importantes para a pesquisa patogênese bacteriana. É impossível imitar totalmente o ambiente in vivo em cultura de células e está se tornando evidente que a interação patógeno-hospedeiro é influenciado por muitos fatores dinâmicos. A especificidade humana de alguns agentes patogénicos clinicamente importantes, tais como N. meningitidis, HIV, HCV, o Plasmodium falciparum, Listeria monocytogenes, Salmonella typhi e tem limitado a utilização de modelos in vivo para estas infecções. No entanto, quando começamos a compreender que medidas infecciosos estão envolvidos na especificidade, modelos humanizados estão sendo desenvolvidos. O protocolo aqui descrito é uma demonstração deste com a introdução de microvasos humanos em ratos, permitindo extensa infecção in vivo com N. meningitidis, resultando em dano vascular e, ocasionalmente, o desenvolvimento de erupções purpúricas. Usando esse modelo,temos sido capazes de definir que as propriedades adesivas da Tfp estão envolvidos na colonização vascular in vivo usando mutantes bacterianos e que a lesão vascular é reduzido na ausência de aderência 18. Anteriormente, circulam produtos bacterianos foram implicados neste danos, mas os nossos resultados sugerem um papel decisivo para a aderência vascular local e colonização. Isso abre novas possibilidades para o desenvolvimento de metas romance de tratamento. Se a adesão de bactérias patogênicas pode ser bloqueada farmacêutico que poderia prevenir o desenvolvimento de lesões dérmicas e levar a melhores resultados para os sobreviventes meningocócica em termos de necrose tecidual, debridamento e amputações. O trabalho demonstrou também a complexidade da infecção e com o envolvimento da resposta imune e da cascata de coagulação. Identificamos sinalização de citocina humana no soro dos camundongos infectados apesar da quantidade relativamente pequena de endotélio humano presente 18.Isto indicou uma resposta significativa de citocinas, juntamente com a infiltração de populações de células imunes de ratinho na área. Os modelos animais pode, naturalmente, nunca replicar totalmente a doença humana e todos os resultados obtida a partir deles deve ser considerada com isso em mente. Por exemplo, neste modelo, o sangue e as células circulantes são de origem em ratinho e não podemos excluir que podem comportar-se de maneira diferente para as células humanas. Uma vantagem desta entanto, como demonstrado na nossa recente publicação 18, é a capacidade de diferenciar de sinalização provenientes do endotélio humano a partir de que as células circulantes rato. O fundo imunocomprometidos dos ratos utilizados neste modelo também permite a transferência alogênico de populações de células do sistema imunológico humano, acrescentando mais um &#39;humanização&#39; aspecto. O fundo dos ratinhos imunocomprometidos podem no entanto mascarar um papel para as células NK, T e B, os quais são todos falta ou defeito neste modelo. O relativamente short prazo (24 horas) utilizado neste modelo refere-se, principalmente, a resposta inata, mas para infecções de longo prazo eo desenvolvimento de imunidade outras opções podem precisar de ser explorado. A pele é um site de infecção importante para N. meningitidis, mas ter uma quantidade relativamente pequena de vasos humanos significa também que extrapolar os dados para uma infecção sistêmica, envolvendo vários órgãos é difícil. Embora este modelo permite o estudo de desenvolvimento da lesão cutânea, passos importantes de infecção meningocócica, tais como epiteliais e sangue-cérebro atravessamento não estão incluídos. O desenvolvimento destes modelos humanizados é necessário endereçar esses outros aspectos da infecção. No entanto, este modelo oferece um grande potencial para vários patógenos específicos humanos, particularmente aquelas voltadas para os vasos sanguíneos.

Sepsis meningocócica é uma infecção do sangue nascido frequentemente fatal, causada pelo patógeno bacteriano Neisseria meningitidis. Pacientes com sepse meningocócica freqüentemente presente com uma erupção petequial ou purpúrica em sua pele que tenha sido previamente associado com a destruição vascular causada por bactérias que circulam e produtos bacterianos 1. Biópsias de pele de pacientes clínicos mostram bactérias associadas com microvasos, muitas vezes preenchendo os vasos 2. Para além da bactéria, trombose extensa, coagulação, e congestão vascular vazamento é visto nas regiões purpúricos 3-5. Este dano vascular pode conduzir a uma extensa necrose da pele e dos tecidos envolventes, resultando em desbridamento e até amputação em sobreviventes de meningococos. Entender como infecção provoca este dano vascular é importante para otimizar as estratégias de prevenção e tratamento. A maioria das pesquisas sobre sepsis meningocócica foi realizada in vitro emlinhas de células humanas devido à especificidade humana de N. meningitidis. Muitos aspectos da infecção foram estudadas in vitro, incluindo a adesão bacteriana, a resposta da célula hospedeira, assim como a resposta citocina 6-9. Pili de tipo IV (PTF) têm sido implicadas como a principal organelo aderência for N. meningitidis em ambas as células epiteliais e endoteliais 10. Tem também sido demonstrado que a adesão de N. meningitidis às células hospedeiras é tensão de cisalhamento dependente e, portanto, é pensado para ser relacionado com as taxas de fluxo de sangue na microcirculação 11. Isso sugere que as tensões dinâmicas as bactérias enfrentam in vivo são essenciais para a patogênese. No entanto, é muito difícil de modelar o microambiente de pequenos vasos in vitro. O receptor de adesão para Neisseria Tfp é ainda desconhecido e, por conseguinte, as estratégias knock-in para conseguir a aderência bacteriana em um modelo animal não pode ser previsto neste momento. CD46 foi sugerida para ser o receptor Tfp e animais transgénicos foram produzidas para agir como modelos de ratos. No entanto, a infecção nestes animais não leva à infecção extensa ou a erupção desenvolvimento 12,13. Outros modelos animais, que foram descritas para o aspecto de bacteremia de infecção por Neisseria ter em conta a preferência de bactérias para a transferrina humana como fonte de ferro 14,15. Quer completando a transferrina humana ou expressá-lo a partir de um transgene que resulta num aumento da carga bacteriana no fluxo de sangue ao longo de um período de tempo prolongado, mas este modelo não mostra nenhuma aderência bacteriana ou desenvolvimento erupção 16,17. Neste protocolo, descrevemos um modelo humanizado rato em que a pele humana, incluindo a microcirculação cutânea, é transplantado em ratos imunocomprometidos 18,19. Isto resulta em vasos humanos funcionais, perfundidos com a circulação do rato. Combinado com a suplementação da transferrina humana, este modelo responsável por, pelo menos, dois dos aspectos específicos humanos de N. meningitidis, ie endotélio humano e transferrina humana, em um ambiente in vivo. N. meningitidis introduzido por via intravenosa neste modelo aderem especificamente ao endotélio humano, a produção de uma patologia que é semelhante ao que é relatado em pacientes clínicos, incluindo os danos vasculares e desenvolvimento erupção purpúrica 18.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="693">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">DMEM</td>
			<td style="width:161px;">Gibco Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">31885-023</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Phosphate buffered saline</td>
			<td style="width:161px;">Gibco Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">10010-056</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Ketamine 500</td>
			<td style="width:161px;">Virbac France&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">LOT N&#176;VAL4243</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Xylazine</td>
			<td rowspan="2" style="width:161px;">Bayer Healthcare</td>
			<td rowspan="2" style="width:119px;">AMM N&#176; FR/8146715 2/1980</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;">LOT N&#176; KPO809S</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">(Rompun 2%)</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:39px;width:247px;">Optigel&#160;&#160;&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:161px;">Europhta</td>
			<td rowspan="2" style="width:119px;">Medicament autoris&#233; N&#176;3400933521134</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Lacrigel&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Tronothane</td>
			<td style="width:161px;">Lisa Pharma</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="40" rowspan="2" style="height:40px;width:247px;">GC agar Base</td>
			<td rowspan="2" style="width:161px;">Conda</td>
			<td rowspan="2" style="width:119px;">1106</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Human endothelium SFM media</td>
			<td style="width:161px;">Gibco Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">11111</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Fetal bovine serum</td>
			<td style="width:161px;">P A A</td>
			<td style="width:119px;">A15-101</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Human transferrin</td>
			<td style="width:161px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">T3309</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">UEA lectin - rhodamine</td>
			<td style="width:161px;">Vector Labs</td>
			<td style="width:119px;">RL-1062</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Hematoxylin</td>
			<td style="width:161px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">H9627</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Eosin</td>
			<td style="width:161px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">E4009&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Xylene</td>
			<td style="width:161px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">534056</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;"></td>
			<td style="width:161px;">Humeca BV, Holland</td>
			<td style="width:119px;">4.SB01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;"></td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;"></td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Equiptment Name</td>
			<td style="width:161px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalogue Number</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Sober Hand Dermatome</td>
			<td style="width:161px;">Humeca BV, Holland</td>
			<td style="width:119px;">4.SB01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Animal housing</td>
			<td style="width:161px;">Innovive</td>
			<td style="width:119px;">M-BTM-C8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Biopsy punch (4 mm)</td>
			<td style="width:161px;">Dominic Dutscher</td>
			<td style="width:119px;">30737</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Fast-Prep lysing matrix M tubes</td>
			<td style="width:161px;">MP Bio</td>
			<td style="width:119px;">116923050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">MagNA Lyzer Green Beads</td>
			<td style="width:161px;">Roche</td>
			<td style="width:119px;">3358941001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">MagNA Lyzer</td>
			<td style="width:161px;">Roche</td>
			<td style="width:119px;">3358976001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Vectashield mounting media</td>
			<td style="width:161px;">Vector Labs</td>
			<td style="width:119px;">H-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Vetbond</td>
			<td style="width:161px;">3M</td>
			<td style="width:119px;">1469SB</td>
			<td>Tissue Glue</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">OCT tissue tek</td>
			<td style="width:161px;">Sakura</td>
			<td style="width:119px;">4583</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

humanized mouse model to study bacterial infections targeting the microvasculature

Neisseria meningitidis provoca uma sepse grave, freqüentemente fatal quando ele entra na corrente sanguínea humana. A infecção leva a danos dos vasos sanguíneos, resultando em vazamento vascular, o desenvolvimento de erupções purpúricas e eventual necrose tecidual. Estudando a patogénese da infecção foi previamente limitada pela especificidade humana das bactérias, o que torna difícil em modelos in vivo. Neste protocolo, descrevemos um modelo humanizado para esta infecção em que a pele humana, contendo microvasos dérmicas, é enxertado em ratos imunocomprometidos. Estes vasos anastomosam com a circulação do mouse, mantendo suas características humanas. Uma vez introduzida neste modelo, N. meningitidis aderir exclusivamente para os vasos humanos, resultando em grande dano vascular, inflamação e, em alguns casos, o desenvolvimento de erupção purpúrica. Este protocolo descreve os passos do miocárdio, infecção e avaliação deste modelo no context de N. infecção meningitidis. A técnica pode ser aplicada a vários patógenos específicos humanos que infectam a corrente sanguínea.

Contagem de CFU O N. meningitidis tensão usada nesses resultados representativos é N. meningitidis 8013 clone 12, um isolado clínico sorogrupo C, expressando uma classe I SB pilin, Opa -, Opc -, PilC1 + / PilC2 + 20. A cepa foi projetado para expressar a proteína fluorescente verde (GFP) de uma inserção cromossômica 18. Formadoras de colónias contagem de unidades bacterianas são estabelecidas por contagem do número de colónias nas placas de agar e o cálculo ou UFC / ml de sangue ou de CFU / mg de tecido a partir de volumes conhecidos plaqueadas. Contagens de sangue mostraram que 5 minutos após a injecção intravenosa de 10 6 CFU de bactérias, houve uma média de 1,5 x 10 5 CFU / ml em circulação no sangue (Figura 1A). Após 6 horas a contagem média de 4,8 x 10 4 CFU / mL. Por 24 horas as contagens médias foram de 2,4 x 10 4 CFU / ml, mas neste grupo de 10 ratinhos, 5 tinhamnão detectável bactérias circulantes, enquanto os restantes 5 tinham contagens relativamente elevadas (Figura 1A). Contagens de UFC tomadas a partir das amostras de pele demonstram que a maioria dos ratinhos possuindo contagens consideráveis ​​na pele humana, em média 2,1 x 10 4 CFU / mg de tecido em 6 horas e 4,4 x 10 2 CFU / mg de tecido em 24 horas (Figura 1B) . As amostras de pele de rato contralateral não mostrou contagens bacterianas às 24 horas e apenas um número muito baixo de 6 horas, o que demonstra a forte preferência por N. meningitidis aos vasos humanos na pele enxertada (Figura 1B). Em geral, as contagens bacterianas foram muito baixas para não detectáveis ​​em outros órgãos amostrados embora dois animais mostrou que as contagens podem ser atribuídas a contaminação a partir do sangue, como se correlacionam com elevado número de bactérias em circulação (Figura 1C). O modelo pode também ser utilizado para determinar o papel dos factores de virulência in vivo, por exemplo, o tipo IV pili. As estirpes bacterianas com mutações definidas no gene pilD 21, resultando numa estirpe sem Tfp, bem como o gene pilC1 8, em que o proposto Tfp &#39;adesina&#39; foram introduzidas no modelo. Estas mutações resultou em nenhuma adesão bacteriana no enxerto de pele humana, o que confirma o papel crucial Tfp está a desempenhar na adesão in vivo (Figura 1D). Imunohistoquímica / Histologia Nestas experiências utilizou-se N. cepas meningitidis que expressam a proteína fluorescente verde (GFP) para permitir a detecção de fluorescência, sem a necessidade de coloração secundário. Vasos humanos foram coradas utilizando um marcador de endotélio humano, ou CD31 (PECAM-1) ou a lectina Ulex europaeus aglutinina (UEA) 18,22. A UEA foi conjugado com rodamina permitindo a coloração de uma etapa (Figuras 2A-C). Núcleos celulares podem ser manchared com DAPI para ajudar a identificar as estruturas de tecidos (Figuras 2A-B). Histologia foi realizada utilizando uma coloração hematoxilina / eosina padrão. A fronteira epiderme / dérmica da pele é claramente identificável. A inflamação, trombose vascular e vazamento foram concentradas para vasos perto deste rebordo 24 horas após a infecção (Figura 2D). Trombose era visível em vários pequenos vasos da derme, muitas vezes acompanhados por congestão e inflamação. O vazamento de células vermelhas do sangue para os tecidos pode ser vista, indicando um extenso grau de dano do vaso. A histopatologia da pele enxertada em camundongos não infectados parecia normal, sem inflamação distinguíveis 18. Em cerca de 30% das infecções aderência bacteriana na pele conduz ao desenvolvimento de púrpura macroscopicamente detectável (figuras 2E e 2F). <img alt="Figura 1" fo:content-width=<html> &quot;5in&quot; fo: src = &quot;/ files/ftp_upload/51134/51134fig1highres.jpg&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/51134/51134fig1.jpg&quot; /&gt; Figura 1. Contagens de UFC. (A) a contagem bacteriana UFC por ml de sangue em 5 min, 6 horas e 24 horas após a infecção. (B) em bactérias CFU conta a partir de amostras de pele comparando a pele humana (HS) e da pele do rato (MS) em ambas as 6 horas e 24 horas após a infecção. (C) bacteriana UFC conta de outros órgãos tomada 24 horas após a infecção. (D) Comparando contagens de UFC de bactérias a partir de amostras de pele humana e de rato tomadas na infecção pós 24 horas a partir de camundongos infectados com o tipo selvagem N. meningitidis 2C43 mancha (WT), uma estirpe com uma mutação no gene pilD (pilD) ou uma estirpe com uma mutação no gene pilC1 (pilC1). Todos os gráficos são apresentados como dados brutos, com mediana. A figura é uma modificação de Melican et al. 18&quot;_blank&quot;&gt; Clique aqui para ver imagem ampliada. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51134/51134fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51134/51134fig2.jpg" /> Figura 2. Microscopia. (A) Projeção de uma pilha confocal mostrando uma microvasos humano corado com lectina UEA (vermelho) perto do dérmica (d) epidérmico (e) fronteira. O vaso está infectado com N. meningitidis (verde) 2 horas após a infecção. (B) Uma fatia óptica e uma projeção fatia (C) mostrando N. infecção microcolônias meningitidis (verde) um vaso humano (UEA - vermelho) dentro de uma infecção da pele enxerto 2 horas post. (D) Hematoxilina / eosina de enxerto de pele humano infectado por 24 horas com N. meningitidis. A epiderme (e), dérmico (d) fronteira é claramente trombose e congestionamento de microvess visível e extensaels (setas) é visto na derme. Inflamação e algum vazamento vascular (ponta de seta) pode também ser identificado. (E) enxerto de pele humana antes da infecção. (F) O mesmo enxerto de pele como (E) 24 horas após a infecção com N. meningitidis mostrando regiões purpúricas (setas). Figuras 2B, 2D, 2E, 2F e são modificadas a partir de Melican et al. 18 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51134/51134fig2highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver a imagem ampliada</a> .

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Humanized Mouse Model to Study Bacterial Infections Targeting the Microvasculature

Neisseria meningitidis é um patógeno específico humano que infecta os vasos sanguíneos. Neste protocolo microvasos humanos são introduzidos em um rato por enxertia de pele humana em ratos imunocomprometidos. As bactérias aderem extensivamente para os vasos humanos, levando a danos vasculares e desenvolvimento da erupção purpúrica normalmente observada em casos em humanos.

Humanizado mouse modelo para estudar Infecções Bacterianas Segmentação microvasculatura

Neisseria meningitidis causes a severe, frequently fatal sepsis when it enters the human blood stream. Infection leads to extensive damage of the blood ...

humanized-mouse-model-to-study-bacterial-infections-targeting

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

14.7K visualizações.  Paris Cardiovascular Research Centre.  Neisseria meningitidis é um patógeno específico humano que infecta os vasos sanguíneos. Neste protocolo microvasos humanos são introduzidos em um rato por enxertia de pele humana em ratos imunocomprometidos. As bactérias aderem extensivamente para os vasos humanos, levando a danos vasculares e desenvolvimento da erupção purpúrica normalmente observada em casos em humanos. 

Vídeo: Humanized Mouse Model to Study Bacterial Infections Targeting the Microvasculature

Using Luciferase to Image Bacterial Infections in Mice

Imaging is a valuable technique that can be used to monitor biological processes. In particular, the presence of cancer cells, stem cells, specific immune cell types, viral pathogens, parasites and bacteria can be followed in real-time within living animals 1-2. Application of bioluminescence imaging to the study of pathogens has advantages as compared to conventional strategies for analysis of infections in animal models3-4. Infections can be visualized within individual animals over time, without requiring euthanasia to determine the location and quantity of the pathogen. Optical imaging allows comprehensive examination of all tissues and organs, rather than sampling of sites previously known to be infected. In addition, the accuracy of inoculation into specific tissues can be directly determined prior to carrying forward animals that were unsuccessfully inoculated throughout the entire experiment. Variability between animals can be controlled for, since imaging allows each animal to be followed individually. Imaging has the potential to greatly reduce animal numbers needed because of the ability to obtain data from numerous time points without having to sample tissues to determine pathogen load3-4.
This protocol describes methods to visualize infections in live animals using bioluminescence imaging for recombinant strains of bacteria expressing luciferase. The click beetle (CBRLuc) and firefly luciferases (FFluc) utilize luciferin as a substrate5-6. The light produced by both CBRluc and FFluc has a broad wavelength from 500 nm to 700 nm, making these luciferases excellent reporters for the optical imaging in living animal models7-9. This is primarily because wavelengths of light greater than 600 nm are required to avoid absorption by hemoglobin and, thus, travel through mammalian tissue efficiently. Luciferase is genetically introduced into the bacteria to produce light signal10. Mice are pulmonary inoculated with bioluminescent bacteria intratracheally to allow monitoring of infections in real time. After luciferin injection, images are acquired using the IVIS Imaging System. During imaging, mice are anesthetized with isoflurane using an XGI-8 Gas Anethesia System. Images can be analyzed to localize and quantify the signal source, which represents the bacterial infection site(s) and number, respectively. After imaging, CFU determination is carried out on homogenized tissue to confirm the presence of bacteria. Several doses of bacteria are used to correlate bacterial numbers with luminescence. Imaging can be applied to study of pathogenesis and evaluation of the efficacy of antibacterial compounds and vaccines.

Methods for bioluminescence imaging of bacterial infections in living animals are decribed. Pathogens are modified to express luciferase allowing optical whole body imaging of infections in live animals. Animal models can be infected with luciferase expressing pathogens and the resulting course of disease visualized in real-time by bioluminescence imaging.

Usando a luciferase Infecções bacterianas Imagem em camundongos

Imaging is a valuable technique that can be used to monitor biological processes.  In particular, the presence of cancer cells, stem cells, specific ...

Imunologia e Infecção

Introducing Shear Stress in the Study of Bacterial Adhesion

During bacterial infections a sequence of interactions occur between the pathogen and its host. Bacterial adhesion to the host cell surface is often the initial and determining step of the pathogenesis. Although experimentally adhesion is mostly studied in static conditions adhesion actually takes place in the presence of flowing liquid. First encounters between bacteria and their host often occur at the mucosal level, mouth, lung, gut, eye, etc. where mucus flows along the surface of epithelial cells. Later in infection, pathogens occasionally access the blood circulation causing life-threatening illnesses such as septicemia, sepsis and meningitis. A defining feature of these infections is the ability of these pathogens to interact with endothelial cells in presence of circulating blood. The presence of flowing liquid, mucus or blood for instance, determines adhesion because it generates a mechanical force on the pathogen. To characterize the effect of flowing liquid one usually refers to the notion of shear stress, which is the tangential force exerted per unit area by a fluid moving near a stationary wall, expressed in dynes/cm2. Intensities of shear stress vary widely according to the different vessels type, size, organ, location etc. (0-100 dynes/cm2). Circulation in capillaries can reach very low shear stress values and even temporarily stop during periods ranging between a few seconds to several minutes 1. On the other end of the spectrum shear stress in arterioles can reach 100 dynes/cm2 2. The impact of shear stress on different biological processes has been clearly demonstrated as for instance during the interaction of leukocytes with the endothelium 3. To take into account this mechanical parameter in the process of bacterial adhesion we took advantage of an experimental procedure based on the use of a disposable flow chamber 4. Host cells are grown in the flow chamber and fluorescent bacteria are introduced in the flow controlled by a syringe pump. We initially focused our investigations on the bacterial pathogen Neisseria meningitidis, a Gram-negative bacterium responsible for septicemia and meningitis. The procedure described here allowed us to study the impact of shear stress on the ability of the bacteria to: adhere to cells 1, to proliferate on the cell surface 5and to detach to colonize new sites 6 (Figure 1). Complementary technical information can be found in reference 7. Shear stress values presented here were chosen based on our previous experience1 and to represent values found in the literature. The protocol should be applicable to a wide range of pathogens with specific adjustments depending on the objectives of the study.

During the infection process, a key step is the adhesion of pathogens with host cells. In most instances this adhesion step occurs in the presence of mechanical stress generated by flowing liquid. We describe a technique that introduces shear stress as an important parameter in the study of bacterial adhesion.

Apresentando tensão de cisalhamento em o Estudo da adesão bacteriana

During bacterial infections a sequence of interactions occur between the pathogen and its host. Bacterial adhesion to the host cell surface is often the ...

Using the BLT Humanized Mouse as a Stem Cell based Gene Therapy Tumor Model

Small animal models such as mice have been extensively used to study human disease and to develop new therapeutic interventions. Despite the wealth of information gained from these studies, the unique characteristics of mouse immunity as well as the species specificity of viral diseases such as human immunodeficiency virus (HIV) infection led to the development of humanized mouse models. The earlier models involved the use of C. B 17 scid/scid mice and the transplantation of human fetal thymus and fetal liver termed thy/liv (SCID-hu) 1, 2 or the adoptive transfer of human peripheral blood leukocytes (SCID-huPBL) 3. Both models were mainly utilized for the study of HIV infection.
One of the main limitations of both of these models was the lack of stable reconstitution of human immune cells in the periphery to make them a more physiologically relevant model to study HIV disease. To this end, the BLT humanized mouse model was developed. BLT stands for bone marrow/liver/thymus. In this model, 6 to 8 week old NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ (NSG) immunocompromised mice receive the thy/liv implant as in the SCID-hu mouse model only to be followed by a second human hematopoietic stem cell transplant 4. The advantage of this system is the full reconstitution of the human immune system in the periphery. This model has been used to study HIV infection and latency 5-8.
We have generated a modified version of this model in which we use genetically modified human hematopoietic stem cells (hHSC) to construct the thy/liv implant followed by injection of transduced autologous hHSC 7, 9. This approach results in the generation of genetically modified lineages. More importantly, we adapted this system to examine the potential of generating functional cytotoxic T cells (CTL) expressing a melanoma specific T cell receptor. Using this model we were able to assess the functionality of our transgenic CTL utilizing live positron emission tomography (PET) imaging to determine tumor regression (9).
The goal of this protocol is to describe the process of generating these transgenic mice and assessing in vivo efficacy using live PET imaging. As a note, since we use human tissues and lentiviral vectors, our facilities conform to CDC NIH guidelines for Biosafety Level 2 (BSL2) with special precautions (BSL2+). In addition, the NSG mice are severely immunocompromised thus, their housing and maintenance must conform to the highest health standards (<a href="http://jaxmice.jax.org/research/immunology/005557-housing.html" target="_blank">http://jaxmice.jax.org/research/immunology/005557-housing.html</a>).

The generation and characterization of tumor specific T cells using humanized mice is described here. Human thymic tissue and genetically modified human hematopoietic stem cells are transplanted into immunocompromised mice. This results in the reconstitution of an engineered human immune system allowing for in vivo examination of anti-tumor immune responses.

Utilizando o rato como um BLT humanizado baseado Stem Modelo Gene Therapy célula tumoral

Small animal models such as mice have been extensively used to study human  disease and to develop new therapeutic interventions. Despite the wealth of  ...

The Insect Galleria mellonella as a Powerful Infection Model to Investigate Bacterial Pathogenesis

The study of bacterial virulence often requires a suitable animal model. Mammalian models of infection are costly and may raise ethical issues. The use of insects as infection models provides a valuable alternative. Compared to other non-vertebrate model hosts such as nematodes, insects have a relatively advanced system of antimicrobial defenses and are thus more likely to produce information relevant to the mammalian infection process. Like mammals, insects possess a complex innate immune system1. Cells in the hemolymph are capable of phagocytosing or encapsulating microbial invaders, and humoral responses include the inducible production of lysozyme and small antibacterial peptides2,3. In addition, analogies are found between the epithelial cells of insect larval midguts and intestinal cells of mammalian digestive systems. Finally, several basic components essential for the bacterial infection process such as cell adhesion, resistance to antimicrobial peptides, tissue degradation and adaptation to oxidative stress are likely to be important in both insects and mammals1. Thus, insects are polyvalent tools for the identification and characterization of microbial virulence factors involved in mammalian infections.
Larvae of the greater wax moth Galleria mellonella have been shown to provide a useful insight into the pathogenesis of a wide range of microbial infections including mammalian fungal (Fusarium oxysporum, Aspergillus fumigatus, Candida albicans) and bacterial pathogens, such as Staphylococcus aureus, Proteus vulgaris, Serratia marcescens Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes or Enterococcus faecalis4-7. Regardless of the bacterial species, results obtained with Galleria larvae infected by direct injection through the cuticle consistently correlate with those of similar mammalian studies: bacterial strains that are attenuated in mammalian models demonstrate lower virulence in Galleria, and strains causing severe human infections are also highly virulent in the Galleria model8-11. Oral infection of Galleria is much less used and additional compounds, like specific toxins, are needed to reach mortality.
G. mellonella larvae present several technical advantages: they are relatively large (last instar larvae before pupation are about 2 cm long and weight 250 mg), thus enabling the injection of defined doses of bacteria; they can be reared at various temperatures (20 &deg;C to 30 &deg;C) and infection studies can be conducted between 15 &deg;C to above 37 &deg;C12,13, allowing experiments that mimic a mammalian environment. In addition, insect rearing is easy and relatively cheap. Infection of the larvae allows monitoring bacterial virulence by several means, including calculation of LD5014, measurement of bacterial survival15,16 and examination of the infection process17. Here, we describe the rearing of the insects, covering all life stages of G. mellonella. We provide a detailed protocol of infection by two routes of inoculation: oral and intra haemocoelic. The bacterial model used in this protocol is Bacillus cereus, a Gram positive pathogen implicated in gastrointestinal as well as in other severe local or systemic opportunistic infections18,19.

The Insect Galleria mellonella as a Powerful Infection Model to Investigate Bacterial Pathogenesis

Oral and intra haemocolic infection of larvae of the greater wax moth Galleria mellonella is described. This insect can be used to study virulence factors of entomopathogenic as well as mammalian opportunistic bacteria. Rearing of the insects, methods of infection and examples of in vivo analysis are described.

O inseto<em&gt; Galleria mellonella</em&gt; Como um modelo de infecção poderosa para investigar Patogênese Bacteriana

The study of bacterial virulence often requires a suitable animal model. Mammalian models of infection are costly and may raise ethical issues. The use of ...

An Experimental Model to Study Tuberculosis-Malaria Coinfection upon Natural Transmission of Mycobacterium tuberculosis and Plasmodium berghei

Coinfections naturally occur due to the geographic overlap of distinct types of pathogenic organisms. Concurrent infections most likely modulate the respective immune response to each single pathogen and may thereby affect pathogenesis and disease outcome. Coinfected patients may also respond differentially to anti-infective interventions. Coinfection between tuberculosis as caused by mycobacteria and the malaria parasite Plasmodium, both of which are coendemic in many parts of sub-Saharan Africa, has not been studied in detail. In order to approach the challenging but scientifically and clinically highly relevant question how malaria-tuberculosis coinfection modulate host immunity and the course of each disease, we established an experimental mouse model that allows us to dissect the elicited immune responses to both pathogens in the coinfected host. Of note, in order to most precisely mimic naturally acquired human infections, we perform experimental infections of mice with both pathogens by their natural routes of infection, i.e. aerosol and mosquito bite, respectively.

An Experimental Model to Study Tuberculosis-Malaria Coinfection upon Natural Transmission of Mycobacterium tuberculosis and Plasmodium berghei

Tuberculosis and malaria are two of the most prevalent infections in humans and major causes of morbidity and mortality in impoverished populations in the tropics. We established an experimental model system to study outcome of malaria-tuberculosis coinfection in mice after challenge with both pathogens via their natural route of infection.

Um modelo experimental para estudar a Tuberculose-Malária Coinfection sobre Transmissão Natural de Mycobacterium tuberculosis E Plasmodium berghei</i

Coinfections naturally occur due to the geographic overlap of distinct types of pathogenic organisms. Concurrent infections most likely modulate the ...

Generation and Multi-phenotypic High-content Screening of Coxiella burnetii Transposon Mutants

Invasion and colonization of host cells by bacterial pathogens depend on the activity of a large number of prokaryotic proteins, defined as virulence factors, which can subvert and manipulate key host functions. The study of host/pathogen interactions is therefore extremely important to understand bacterial infections and develop alternative strategies to counter infectious diseases. This approach however, requires the development of new high-throughput assays for the unbiased, automated identification and characterization of bacterial virulence determinants. Here, we describe a method for the generation of a GFP-tagged mutant library by transposon mutagenesis and the development of high-content screening approaches for the simultaneous identification of multiple transposon-associated phenotypes. Our working model is the intracellular bacterial pathogen Coxiellaburnetii, the etiological agent of the zoonosis Q fever, which is associated with severe outbreaks with a consequent health and economic burden. The obligate intracellular nature of this pathogen has, until recently, severely hampered the identification of bacterial factors involved in host pathogen interactions, making of Coxiella the ideal model for the implementation of high-throughput/high-content approaches.

Generation and Multi-phenotypic High-content Screening of Coxiella burnetii Transposon Mutants

Coxiella burnetii is an obligate intracellular Gram-negative bacterium responsible for the zoonotic disease Q fever. Here we describe methods for the generation of Coxiella fluorescent transposon mutants as well as the automated identification and analysis of the resulting internalization, replication and cytotoxic phenotypes.

Geração e Multi-fenotípica rastreio de alto teor de<em&gt; Coxiella burnetii</em&gt; mutantes por transposões

Invasion and colonization of host cells by bacterial pathogens depend on the activity of a large number of prokaryotic proteins, defined as virulence ...

In Vitro and In Vivo Model to Study Bacterial Adhesion to the Vessel Wall Under Flow Conditions

In order to cause endovascular infections and infective endocarditis, bacteria need to be able to adhere to the vessel wall while being exposed to the shear stress of flowing blood.
To identify the bacterial and host factors that contribute to vascular adhesion of microorganisms, appropriate models that study these interactions under physiological shear conditions are needed. Here, we describe an in vitro flow chamber model that allows to investigate bacterial adhesion to different components of the extracellular matrix or to endothelial cells, and an intravital microscopy model that was developed to directly visualize the initial adhesion of bacteria to the splanchnic circulation in vivo. These methods can be used to identify the bacterial and host factors required for the adhesion of bacteria under flow. We illustrate the relevance of shear stress and the role of von Willebrand factor for the adhesion of Staphylococcus aureus using both the in vitro and in vivo model.

In Vitro and In Vivo Model to Study Bacterial Adhesion to the Vessel Wall Under Flow Conditions

To study the interaction of bacteria with the blood vessels under shear stress, a flow chamber and an in vivo mesenteric intravital microscopy model are described that allow to dissect the bacterial and host factors contributing to vascular adhesion.

In Vitro e In Vivo modelo para estudar a adesão bacteriana para o Vaso de parede em condições de escoamento

In order to cause endovascular infections and infective endocarditis, bacteria need to be able to adhere to the vessel wall while being exposed to the ...

Human Placental and Decidual Organ Cultures to Study Infections at the Maternal-fetal Interface

The placenta shows a large degree of interspecies anatomic variability. To best understand biology and pathophysiology of the human placenta, it is imperative to design experiments using human cells and tissues. An advantage of organ culture is maintenance of three-dimensional (3D) structural organization and extracellular matrix. The goal of the method described here is successful establishment of ex vivo human gestational tissue organ cultures and their healthy culture maintenance for 72-96 hr. The protocol details the immediate processing of research-consented, placental and decidual specimens fresh from the operating suite. These are abundant specimens that would otherwise be discarded. Detailed instructions on the sterile collection of these samples, including morphologic details on how to select appropriate tissues to establish 3D organ cultures, is provided. Placental villous and decidual tissues are microdissected into 2-3 mm3 pieces and placed separately on matrix-lined transwell filters and cultured for several days. Villous and decidual organ cultures are well suited for the study of human host-pathogen interaction. As compared to other model organisms, these human cultures are particularly advantageous to examine mechanism of infection for pathogens that demonstrate variable patterns of host specificity. As an example, we demonstrate infection of placental and decidual organ cultures with the clinically relevant, facultative intracellular bacterial pathogen Listeria monocytogenes.

A simple method to establish primary human placental (villous) and decidual organ cultures is described. Villous and decidual organ cultures are invaluable tools for studying pathogenesis at the human maternal-fetal interface. Infection with the facultative intracellular bacterium Listeria monocytogenes is demonstrated.

Culturas placentária e Decidual órgão humano para estudar Infecções na interface materno-fetal

The placenta shows a large degree of interspecies anatomic variability. To best understand biology and pathophysiology of the human placenta, it is ...

Methods to Study Lipid Alterations in Neutrophils and the Subsequent Formation of Neutrophil Extracellular Traps

Lipid analysis performed by high performance thin layer chromatography (HPTLC) is a relatively simple, cost-effective method of analyzing a broad range of lipids. The function of lipids (e.g., in host-pathogen interactions or host entry) has been reported to play a crucial role in cellular processes. Here, we show a method to determine lipid composition, with a focus on the cholesterol level of primary blood-derived neutrophils, by HPTLC in comparison to high performance liquid chromatography (HPLC). The aim was to investigate the role of lipid/cholesterol alterations in the formation of neutrophil extracellular traps (NETs). NET release is known as a host defense mechanism to prevent pathogens from spreading within the host. Therefore, blood-derived human neutrophils were treated with methyl-&#946;-cyclodextrin (M&#946;CD) to induce lipid alterations in the cells. Using HPTLC and HPLC, we have shown that M&#946;CD treatment of the cells leads to lipid alterations associated with a significant reduction in the cholesterol content of the cell. At the same time, M&#946;CD treatment of the neutrophils led to the formation of NETs, as shown by immunofluorescence microscopy. In summary, here we present a detailed method to study lipid alterations in neutrophils and the formation of NETs.

Lipids are known to play an important role in cellular functions. Here, we describe a method to determine the lipid composition of neutrophils, with emphasis on the cholesterol level, by using both HPTLC and HPLC to gain a better understanding of the underlying mechanisms of neutrophil extracellular trap formation.

Métodos de estudo de lipídios Alterações nos neutrófilos ea subsequente formação de neutrófilos Extracelular Traps

Lipid analysis performed by high performance thin layer chromatography (HPTLC) is a relatively simple, cost-effective method of analyzing a broad range of ...

The WinCF Model - An Inexpensive and Tractable Microcosm of a Mucus Plugged Bronchiole to Study the Microbiology of Lung Infections

Many chronic airway diseases result in mucus plugging of the airways. Lungs of an individual with cystic fibrosis are an exemplary case where their mucus-plugged bronchioles create a favorable habitat for microbial colonization. Various pathogens thrive in this environment interacting with each other and driving many of the symptoms associated with CF disease. Like any microbial community, the chemical conditions of their habitat have a significant impact on the community structure and dynamics. For example, different microorganisms thrive in differing levels of oxygen or other solute concentrations. This is also true in the CF lung, where oxygen concentrations are believed to drive community physiology and structure. The methods described here are designed to mimic the lung environment and grow pathogens in a manner more similar to that from which they cause disease. Manipulation of the chemical surroundings of these microbes is then used to study how the chemistry of lung infections governs its microbial ecology. The method, called the WinCF system, is based on artificial sputum medium and narrow capillary tubes meant to provide an oxygen gradient similar to that which exists in mucus-plugged bronchioles. Manipulating chemical conditions, such as the media pH of the sputum or antibiotics pressure, allows for visualization of the microbiological differences in those samples using colored indicators, watching for gas or biofilm production, or extracting and sequencing the nucleic acid contents of each sample.

The mucus plugged airways of cystic fibrosis (CF) patients are an ideal environment for microbial pathogens to thrive. The manuscript describes a novel method for studying the CF lung microbiome in an environment that mimics where they cause disease and how alterations of chemical conditions can drive microbial dynamics.

O Modelo WinCF - Um Microcosmo barato e tratável de um muco Plugged Bronquíolo para estudar a Microbiologia do Pulmão Infecções

Many chronic airway diseases result in mucus plugging of the airways. Lungs of an individual with cystic fibrosis are an exemplary case where their ...