Tomografia tridimensional de órgãos inteiros de alta resolução de infecções microbianas

As infecções bacterianas são uma grande ameaça à saúde humana. A resistência antimicrobiana está aumentando e ainda faltam vacinas para vários patógenos importantes. Para identificar novos caminhos para estratégias de controle, precisamos saber mais sobre como os patógenos respondem ao sistema imunológico do hospedeiro e aos antibióticos in vivo nos tecidos infectados.

As bactérias sobreviventes podem causar recaídas se os antimicrobianos não erradicarem uma infecção. Usando tomografia seriada, mostramos que a febre tifoide causando salmonela pode persistir durante a terapia em uma parte específica do baço. A inflamação é fraca nessa região, o que interrompe a sinergia crítica entre antibióticos e inflamação para uma depuração eficaz.

As bactérias são objetos do tamanho de micrômetros. É difícil localizar objetos tão pequenos em seu contexto de tecido. A tomografia serial de dois fótons pode detectar uma única bactéria em órgãos do tamanho de um centímetro e determinar sua taxa de replicação.

Também podemos detectar células imunes, como neutrófilos, e determinar sua relação espacial com as bactérias. Estudamos as atividades dos antibióticos bacteriostáticos. Esses antibióticos podem curar infecções, embora só possam inibir o crescimento bacteriano sem realmente matar o patógeno.

Também determinamos a disseminação de mutantes bacterianos que não possuem certos fatores de virulência e o impacto dos defeitos imunológicos na infecção e no tratamento.