Görselleştirme<em&gt; Streptococcus pneumoniae</em&gt; Kalp Microlesions ve sonraki Kardiyak Tadilat içinde

Özet

Streptococcus pneumoniae forms discrete non-purulent microscopic lesions in the heart. Outlined is the protocol for a murine model of cardiac microlesion formation. Instruction is provided on microlesion visualization using microscopy, discrimination between early and late microlesions, and methods to detect cardiac remodeling in hearts of convalescent animals.

Özet

Bakteriyemi sırasında Streptococcus pneumoniae miyokard içine vasküler endotel boyunca transloke ve ayrık bakteri dolu mikroskobik lezyonlar nedeniyle bağışıklık hücrelerini infiltre yokluğu dikkat çekiyor (microlesions) oluşturabilir. Nedeniyle kardiyotoksik ürünlerin onların serbest bırakılması, S. microlesions içinde pneumoniae sıklıkla erişkinlerde fulminate invazif pnömokok hastalığı sırasında gözlenen kalp yetmezliğine katkıda bulunduğu düşünülmektedir. Burada 30 saat içinde kalp microlesion oluşumunu tekrarlanabilir neden deneysel fare enfeksiyonu için bir protokol gösterilmiştir. Öğretim Hematoksilin ve lekeli kalp bölümleri ve erken ve geç microlesions arasındaki morfolojik farklılıkları eozin içinde microlesion tanımlama sağlanır vurgulanır. Öğretim S. doğrulanması için bir protokol sağlanır Pnömokok kapsüler polisakkarit ve karşı antikorlar kullanılarak microlesions içinde pneumoniaeimmunofluorescent mikroskopi. Son, enfekte fare ve algılama ve nekahet farelerin kalplerinde skar oluşumu değerlendirilmesi için kurtarır antibiyotik müdahale için bir protokol sağlanır. Birlikte, bu protokoller S. maruz kalma sonucu pnömokok kalp işgali, kardiyomiyosit ölümü, kardiyak remodeling altında yatan moleküler mekanizmaların soruşturma kolaylaştıracaktır pneumoniae ve kalp pneumococci için bağışıklık tepkisi.

Giriş

Toplum kökenli pnömoni (TKP) için yetişkinlerin Yatış mortalite ^1-4 katkıda istenmeyen kardiyak olaylar için belgelenmiş bir risk taşır. Corrales-Medine ve ark tarafından yapılan yeni bir çalışmada. Kardiyak komplikasyonlar ve / veya sorumlu pnömoni ile ilişkili ölümlerin ^3% 27 için ilişkili bulunmuştur. Streptococcus pneumoniae (pnömokok), TKP'nin ve sepsis ⁵ en yaygın nedeni, doğrudan başvuran erişkin hastaların ⁶ gibi birçok 19 olarak% olumsuz kardiyak olaylar ile ilişkili olmuştur. Pnömoni ile ilişkili advers kardiyak olaylar sıklığını ⁶ azalan yeni veya kötüleşen konjestif kalp yetmezliği, aritmi ve miyokard infarktüsü sayılabilir.

Brown ve arkadaşları tarafından yapılan bir PLoS patojenler makalede., S. pneumoniae myocardiu içine kardiyak vasküler endotelyum, giriş ile translokasyon yeteneğine sahip olduğu bulunmuşturm ve invaziv pnömokokal hastalığın (IPD) ⁷ sırasında ventrikül bakteri dolu ayrık olmayan pürülan mikroskobik lezyonlar (microlesions) oluşumu. Kardiyak microlesion oluşumunun kanıtı pnömokok enfeksiyonuna yenik olan insan olmayan primatlar ve bireylerden kardiyak örnekleri gözlenmiştir. Benzer şekilde, deneysel olarak enfekte olmuş fareler, yeniden üretilebilir kalp microlesions geliştirdi. Farelerde, microlesion büyüklüğü ve sayısı olumlu süresi ve bakteriyemi, serumlar kardiyak troponin düzeyleri şiddeti ve anormal kalp elektrofizyoloji ile korelasyon. Kalbine bakteriyel translokasyon, kan-beyin engeli ve pnömokok menenjit, bir laminin reseptörü ve Trombosit vasküler endotel hücrelerinin, yani kolin bağlanma proteini A aracılı istilası karşısında pnömokokun translokasyon için sorumlu olan mekanizmalar aracılığıyla meydana geldiği bulunmuştur harekete geçirme faktörü reseptörü bağımlı bir şekilde ^8. Microlesiyon oluşumu, kardiyomiyositlerde ⁷ öldürdüğü bulunmuştur pnömokok gözenek oluşturucu toksin pnömolizin gerekiyor.

Pnömokok kalp microlesions Staphylococcus aureus gibi diğer gram pozitif bakterilerin neden olduğu iltihaplı yumuşak doku ve kardiyak abseler farklıdır. Bu, nötrofillerin ve fibrin ^{oluşumu, 9,10} ile çevrili bir bakteri, tek odakları ile karakterize edilir. Microlesions S. tarafından oluşturulan pneumoniae etkilenen bir kalp boyunca dağılmış, boyut olarak daha küçüktür, ve immün hücre infiltrasyonu yoksundur. Enfeksiyonun erken aşamalarında, microlesions S. neden pneumoniae kardiyomiyopati patolojik bulguların anımsatan hasarlı veya iltihaplı doku alanlar olarak görünür. Bazı monositler, ancak kendi varlığını kısa ömürlü ve lezyonlar hızla aynı anda GR devam ederken görünüm nekrotik hale gelir ve bakteri dolu, bu süre içinde görülebilirhayvan veya antimikrobiyal müdahale ölümüne kadar boyutu ow. Önemli bir şekilde, antibiyotik müdahale 3 gün içinde, aşırı bağışık hücre içi filtratı önceki lezyon bölgesinde görülmektedir ve bu sağlam kollajen birikimi eşlik eder. Benzer kalp biçimlenme kardiyak fonksiyon ^11-15 sonuçlarını kalıcı birlikte enfarktüsü aşağıdaki meydana bildirilmiştir. Böylece, microlesions hastalık bölüm hayatta nekahet bireylerde kalp-ilişkili mortalite insidansında artış IPD'ye sırasında ve muhtemelen ortaya istenmeyen kardiyak olaylar için potansiyel bir açıklama vardır.

Burada, kullanıcı enfeksiyonun erken ve geç aşamalarında IPD ve kardiyak lezyon oluşumu ve kardiyak microlesions görselleştirme deneysel fare modelinde sağlanır. antimikrobiyal müdahale ile kaydedilmiş olan hayvanlarda kollajen birikimi tespiti için protokol gösterilmiştir. Bu makalenin amacı f olduğunuBu önemli ve yeni pnömokok patoloji diğer araştırmacıların araştırma acilitate.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokol

NOT: Tüm fare deneyleri gözden ve San Antonio Texas Sağlık Bilimleri Merkezi Üniversitesi'nde (protokol # 13032-34-01C) Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komiteleri tarafından kabul edildi. Hayvan bakımı ve Kamu Hukuku 89-544 (Hayvan Refahı Yasası) ve değişiklikleri, Halk Sağlığı Hizmetleri kurallar ve Laboratuvar Hayvanları Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu (Sağlık ve İnsan Hizmetleri Bakanlığı'nın) yapıştırılır deney protokolleri.

1. Enfeksiyon

1. Yaş 10-12 haftalık yaş arası her iki cinsiyetten, BALB / c fareleri elde edilir.
   NOT: S. pneumoniae serotip 4 suşu TIGR4 ¹⁶ sıralandı edilmiş bir şiddetli klinik izolat olduğunu.
2. Optik yoğunluk (OD) 0.5 ₆₂₀ ulaşana kadar% 5 _CO2 içinde 37 ° C 'de, Todd-Hewitt lapası içindeki TIGR4 büyütün (1.0 x 10 ⁸ koloni oluşturan birim [CFU] / ml'ye karşılık gelir). 3 ile 10 dakika boyunca santrifüj ile pnömokokal kültür Pelet500 xg ve bir vakum hattı kullanarak süpernatant kaldırmak. Askıda ve 1.0 x 10 ⁴ CFU / ml'lik bir son konsantrasyona değin steril fosfat-tamponlu tuzlu su (PBS) ile bakteri seyreltin.
3. Bir indüksiyon odasını kullanarak, oksijen% 2.5 buharlaşmış izofluran ile fareler uyutmak. Künt cımbız ile nazik ayak tutam tarafından anestezi durumunu onaylayın.
   1. Bir yandan ile ense anestezi fare tutarak, dik, S. 100 ul her bir fare karın içinden (ip) enjekte (1.0 x 10 ³ CFU yükleme dozuna tekabül eden), 27-30 ölçü iğne ile bir şırınga kullanılarak pneumoniae süspansiyon. Kendi kafeste fare geri yerleştirin. Fareler genellikle enjeksiyondan sonra 30-40 sn uyandırmak.
4. Enfeksiyon en az (erken) 24 veya 30 (gelişmiş) saat devam izin verin.
   1. CO ₂ boğularak fareler Euthanize. Fareyi sağlamak için servikal dislokasyon yapın vefat etti. Ötenazi ayrıca uzaklaştırılarak onaylanırAdım 1.6 kalbin.
5. Alkollü bir bezle kuyruk dezenfekte ve 2-3 mm'lik bölümü makasla kesme. Kan, 2 ul toplayın ve seri olarak, sodyum heparin, 1 U / mL, beş kez içeren PBS içinde kan 10 kat seyreltilir. Plaka seri bir triptik soya kan agar plakası üzerinde seyreltme ve koloni ertesi gün tahmin etmek bakteremi seviyesini önemli olan CO _2.% 5, 37 ° C'de gece boyunca inkübe edilir.
6. Bir cerrahi platformda bir yatar pozisyonda fare hareketsiz. % 70 etanol ve pat kuru ile göğüs püskürtün. Cerrahi makas ve forseps göğüs boşluğu açmak kullanarak, göğüs kafesini çıkarmak ve kalp ve akciğerler maruz diyaframı transect. Kullanımı makas kalbe bağlı kan damarlarını kesmek ve yavaşça forseps ile morarma önlemek için dikkatle kalp tüketim.
7. PBS ile kalp durulayın ve ardından koronal kesitler doku kesit sırasında elde olacağı gibi doku örnek toplama kasetleri içine yerleştirin. Parafin gömme, pla içinparafin gömme için göndermek% 10 tamponlu formalin çözeltisi ve ertesi gün kasetler ce.
   1. Alternatif kuru buz konulmuş bir cryomold içinde Ekim Bileşik kullanarak flaş dondurma.

Kardiyak Lezyonların ve Lezyonlarının içinde pnömokok 2. Görselleştirme

1. Kalbin 4 odaları her doku bölümünde görünür şekilde parafin kalp bölümleri azaltın. 5 mikron kalınlığında slaytlar kesin.
2. Standart yöntemler kullanılarak ¹⁷ hematoksilen eosin ve (H & E) ile Deparaffinize ve leke slaytlar.
3. Büyütme: Görünüm H & E düşük (100X, 200X) ve yüksek (400X, 1,000X yağ daldırma) bir ışık mikroskobu kullanılarak kalp bölümleri boyandı. Miyokardiyumda microlesions varlığı için kalpleri karakterize etmektedir. Burada, bir 100X 1.3 Sayısal açıklık Planı-Neofluar amacı ile donatılmış bir Zeiss Axioskop 2 mikroskop kullanılarak, H & E görüntüleri kazanır.
   NOT: En erken kardiyak l aşamalarıesions bağışıklık hücrelerine monositler gibi görünen (monositler ve granülositler) varlığında ayırıcı renkli görünüm ve bazı durumlarda ayrımcılık yapılmaktadır. Özellikle 30 saatte görülen ilerlemiş lezyonlar, ise, bağışıklık hücreleri yok ve büyük vakuol benzeri lezyonlar onların yerine gözlenmektedir vardır. Kalp lezyon gelişiminin erken evrelerinde bağışıklık hücre akını oluşabilir ederken bir gereklilik olarak görünmüyor unutmayın önemlidir.

Microlesions içinde pnömokokki, 3. immünoflüoresan mikroskopi

1. Pozitif yüklü cam slaytlar üzerine 5 um ve yer bölümleri bir kalınlığa mikrotom ile cryomolds Bölüm kalp. Dondurulmuş kalp bölümler çözülme ve hava kuru izin ver. (25 ° C'de, pH 6.8-7.2) 10 dakika,% 10 nötr tamponlu formalin için bölümler düzeltildi.
2. Daha sonra PBS içinde tekrar yıkama, PBS içinde% 0.2 Triton X-100 içinde, 15 dakika boyunca geçirgenliği, 5 dakika boyunca PBS içinde slaytlar (3x) yıkanır.
3. Blok doku secti 1 saat boyunca PBS içinde% 10 keçi serumu ile slaytlar üzerine.
4. PBS, kapaklı slaytlar durulayın ve 1 tavşan anti-serotip 4 pnömokok antiserumu ile kardiyak bölümleri inkübe: 1000 PBS içerisinde% 10 keçi serumu ile 2 st için 37 ° C 'de.
   NOT: Negatif kontroller için araştırmacılar naif tavşan antiserumunu kullanmanız gerekir
5. 37 ° C'de 30 dakika süre ile 2000: 1 bir keçi anti-tavşan FITC ile konjüge edilmiş antikor ile% 10 keçi serumu-PBS ile bölümlere PBS, kapak ile yıkanıp inkübe sonra.
6. Üreticinin talimatlarına sonra ökaryotik çekirdeklerin görünüm için, 5 mg / ml DAPI (4 ', 6-diamidino-2-fenilindol) kullanın. Yıkayın ve FluorSave ile doku bölümleri monte edin.
7. Düşük ve yüksek hem büyütmede bir konfokal mikroskop sistemi kullanılarak floresan görüntü elde. En iyi sonuçları elde etmek için buna göre sayısal diyafram ayarlayın. Burada, bir 60X 1.42 sayısal diyafram amacı ile bir konfokal sistemi kullanılarak floresan görüntüler elde.

Septik Fareler "> 4. Antibiyotik Kurtarma

1. Daha önce 1. adımda belirtildiği gibi TIGR4 1.0 x 10 ³ CFU ile fareler enfekte ip ile başlayın.
2. 30 saat sonra enfeksiyondan itibaren, 36 saat süre ile 100 ul tuzlu su içinde her 12 saat farmasötik dereceli ampisilin ip (80 mg / kg vücut ağırlığı) uygulamaktadır. Parafine ve doku, kesit olarak, adım 1.6 de tarif edildiği gibi arzu edilen bir zaman noktasında ve süreç kalpleri toplayın.

5. Kollajen Biriktirme Algılama

1. Standart yöntemler kullanılarak ¹⁷ deiyonize su, deparaffinize ve hidrat doku bölümleri ile ksilen ve kademeli alkol yıkar kullanma. 5 dakika boyunca, sulu% 0.2 fosfomolibdik asit ile bölümleri tedavi ve 5 dakika boyunca iyonu giderilmiş su ile durulama.
2. Oda sıcaklığında 2 saat süre ile pikrik asit içinde% 0.1 Sirius Kırmızı leke bölümleri.
3. 3 dakika boyunca 0.01 N hidroklorik asit bölümleri yıkayın ve 1 dakika boyunca% 70 etanol ile yıkayın.
4. Dehydraaynı kullanarak bölümleri te ancak 5.1 de tarif edilene yıkama sırasını tersine çevirmek, ksilen artan kardiyak bölümleri kurutmak ve daha sonra etanol konsantrasyonlarını kademeli.
5. Mikroskopik değerlendirme için bir montaj çözümü Mount doku bölümleri.
6. Kollajen birikimi bölgeleri belirlemek için, bir ışık mikroskobu kullanılarak düşük ve yüksek büyütme altında derin okuma boyama alanlarında lekeli doku bölümleri inceleyin. Kırmızı kalp ventriküller içinde herhangi bir alan kollajen tevdi edilmiş bir alandır. Bu kırmızı leke olmadan Alanları kollajen birikimi eksik sağlıklı doku sitelerdir. Burada, bir 20X 0.5 sayısal diyafram objektif ile donatılmış bir mikroskop kullanılarak Picro Sirius Kırmızı lekeli görüntüler elde.
   NOT: Sağlıklı dokularda kırmızı atrium lekeleri.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Sonuçlar

H & E ile Microlesions görselleştirme

Kardiyak microlesions Şekil 1. TIGR4 ile ip meydan aşağıdaki İPH farelerin kalp bölümleri lekeli H & E ventrikül gözlenen hematoksilen daha fazla sayıda 24 ve 30 saat sonrası enfeksiyon (hpi) arasındaki bu lezyonların boyutunda artış gösteriyor edildi lezyon içinde görünür -stained (yani, mor-mavi) pnömokok. Microlesions bir vakuol-benzeri morfolojisi, daha yoğun eosin (kırmızı), lezyo...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Tartışmalar

Bu raporda, son derece tekrarlanabilir bir yöntem S. ikna etmek pneumoniae IPD sırasında farelerde kalp microlesions aracılı ve görselleştirme teknikleri gösterilmiştir. Fareler, insan sepsiste oluşur ve miyokarda nihai bakteriyel translokasyon neden benzer yüksek dereceli bakteremi, yol temizlenmesi için bağışıklık sisteminin eşiği aşması bakterilerin bir dozu ile enfekte edilir. S., henüz bilinmeyen nedenlerden dolayı merkezinde pneumoniae vücut bağışıkl?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Todd-Hewitt broth	Neogen	7161A
O.C.T Compound	Tissue-Tek (Sakura Finetek)	4583
Triton X-100	Fisher Scientific (Acros)	9002-93-1
Normal Goat Serum	Abcam	ab7481
anti-serotype 4 pneumococcus antiserum	Statens Serum Institut	16747
goat anti-rabbit FITC conjugated antibody	Jackson ImmunoResearch	111-096-144
DAPI	Invitrogen	D1306
Fluorsave	Millipore	345789
Permount	Fisher Scientific	S70104
Ampicillin	Sigma	A9393
phosphomolybdic acid 0.2%	Electron Microscopy Sciences	26357-01
0.1% Sirius Red in picric acid	Electron Microscopy Sciences	26357-02
0.01 N hydrochloric acid	Electron Microscopy Sciences	26357-03
Tissue Tack Microscope Slides	Polysciences, Inc	24216
Paralube Vet Ointment	Dechra	12920060
Hematoxylin and Eosin Staining Kit	unspeciified		Standard