This work was supported by National Institutes of Health grants HL105947-01 (YL), HL07829-16 (AM), HL090152 (AM).

Gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dal Comitato di cura degli animali e istituzionali biosicurezza Comitati della University of Illinois a Chicago. NOTA: Tutte le procedure che coinvolgono Pseudomonas devono essere eseguite con il livello di biosicurezza 2 (BSL2) pratiche, che includono ma non sono limitate a: maschera, occhiali di protezione, abito o tuta, e due paia di guanti. Lavorare in sicurezza biologica certificata Gabinetto. Trattare gli strumenti in contatto con i batteri con candeggina o biossido di cloro disinfettante a base. Utilizzare una scatola sigillata per i campioni di trasporto. 1. P. aeruginosa cultura e di crescita <ol><li> Negozio P. aeruginosa PA103 come uno stock batterica in un tappo a vite esageratamente a -80 ° C. </li><li> Posizionare la fiala in un rack in una scatola con etanolo al 70% bagnato asciugamani di carta e prendere al laboratorio livello di biosicurezza 2 (BSL2). </li><li> Streak i batteri su piastre di agar sangue di pecora e crescono a 37 ° C per ~ 15 ore in un incubatore. </li&gt; <li> In una cappa BSL2, graffiare i batteri dalla piastra con batteri loop e risospendere in 5 ml di PBS. </li><li> Conservare il titolo a 4 ° C per un massimo di 3 mesi. Tuttavia, determinare il titolo ogni 2 settimane. </li><li> Serialmente diluire i batteri in PBS (di solito da 1:10 a 1:10 4 7) e piastra fuori la diluizione noto su piastre di agar sangue di pecora. </li><li> Incubare le piastre per ~ 15 ore. Contare le colonie e calcolare Colony Forming Unit (CFU) per determinare la concentrazione di batteri. </li><li> Risospendere le concentrazioni appropriate (~ 5 x 10 3 UFC / ml) in 0,5 ml di PBS in 1,5 ml sterili cryovials con tappo a vite. Sigillare i cryovials e metterli in un rack esageratamente sul disinfettante salviette di carta a pieno carico in una scatola coperchio a scatto. </li><li> Trasportare la casella di stabulario BSL2. Una volta lì, aprire la scatola nell&#39;armadio BSL2. </li></ol> 2. P. aeruginosa instillazione <ol><li> Eseguire un intervento chirurgico di sopravvivenza in condizioni asettiche (guanti sterili, strumenti sterili, ed impiegare tecniche asettiche). Utilizzare un telino sterile per fornire un piano di lavoro per la (autoclave) gli strumenti chirurgici sterili. Sterilizzare gli strumenti utilizzando uno sterilizzatore tallone caldo tra ogni instillazione tracheale procedura. </li><li> Pesare i topi prima di anestesia. Anestetizzare topi con ketamina (100 mg / kg), xilazina (5 mg / kg), in 0,1 - 0,2 ml di PBS per via intraperitoneale (ip). Determinare l&#39;efficacia dell&#39;anestetico dalla non rispondenza alle pinch punta. Usare una pomata veterinario sugli occhi per prevenire la secchezza sotto anestesia. </li><li> Trattenere mouse su una scheda chirurgico in armadietto BSL2. </li><li> Identificare l&#39;area per il taglio verso il basso. Radere questo settore e preparare la pelle con alternanza di alcol e tamponi povidone iodio 3 volte. </li><li> Trattare l&#39;area di incisione con anestetico locale (lidocaina) poiché l&#39;anestesia è sufficiente per un intervento chirurgico minore come un incisione cutanea per accedere alla trachea. </li><li> Fai una piccola incisione (circa 5 mm) sulla linea mediana del collo, e l&#39;uso schietto forceps per spostare delicatamente il muscolo per l&#39;accesso alla trachea. Esporre la trachea da dissezione chirurgica. </li><li> Disegna la soluzione di batteri in un 1 ml siringa monouso con ago 27 G. Per ogni mouse, somministrare 20-30 ml di batteri alla concentrazione adeguata (fino a 10 5 CFU ogni mouse). </li><li> Inserire l&#39;ago nella trachea. Iniettare la soluzione lentamente nel tracheale. </li><li> Assicurarsi che i rantoli di animali, che di solito indica che la soluzione ha raggiunto nei polmoni. </li><li> Chiudere la ferita con punti di sutura sterili (6-0 monofilamento) in condizioni asettiche. </li><li> Utilizzare 0,1 mg / kg di buprenorfina per via sottocutanea come post-operatoria analgesia per controllare il dolore postoperatorio. </li><li> Assicurarsi che il tempo richiesto dalla induzione di anestesia prima di incisione di chiusura è inferiore a 15 min. </li><li> Dopo l&#39;iniezione, gettare siringhe e aghi in un apposito contenitore per rischio biologico taglienti. </li><li> Trattare gli strumenti chirurgici con disi a base di biossido di cloronfectant per 15 minuti, risciacquare e tornare al laboratorio per la sterilizzazione e il riutilizzo, se necessario. </li><li> La casa dei topi singolarmente in gabbie pulite in ambiente caldo. </li><li> Controllare sull&#39;animale ogni 30 minuti fino a quando non riprende conoscenza e comincia a muoversi; e in seguito a intervalli di 12 h per i primi 3 giorni dopo l&#39;intervento chirurgico. </li><li> Tenere i topi nella struttura BSL2 animali tutto l&#39;esperimento. Assicurarsi che solo il tessuto contenute in scatola sigillata lasciano l&#39;impianto BSL2 animali. Se i topi esprimono uno dei comportamenti moribondi (definito come distress respiratorio, letargia, incapacità di deambulare in risposta alla stimolazione dolce) in qualsiasi punto dello studio, i topi eutanasia da CO 2 inalazione da una fonte in bottiglia seguita da dislocazione cervicale. </li><li> Euthanize il soggetto sperimentale per dissanguamento in anestesia. <ol><li> Raccogliere tessuto polmonare di topi eutanasia. Eseguire queste procedure in un cappuccio BSL2. Se necessario, trasferire il campione utilizzando tubi sigillati posti in una rack su disinfettanti carta assorbente pieno carico in una scatola coperchio a scatto per un ulteriore processo. </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Il mouse polmone modello di lesioni Pseudomonas che descriviamo qui imita l&#39;intero processo di infiammazione, danno polmonare, la riparazione e la risoluzione che si verificano a seguito di lesione polmonare acuta o polmonite. Ha vantaggi unici a confronto con diversi altri modelli di pregiudizio, in quanto è clinicamente rilevante e relativamente sicuro e facile da maneggiare. La fase critica nella procedura è che l&#39;iniezione della soluzione di batteri deve essere molto lenta. Se l&#39;iniezione è troppo veloce, i topi sono probabilità di morire da starter. Dopo una iniezione di successo, i topi mostrano di solito diversi respira profondo e cuore in gola, che aiuteranno i batteri particelle entrano nei polmoni. Il ceppo che abbiamo usato era PA103 6. Uno dei punti critici di questo modello è che il titolo di P. aeruginosa deve essere strettamente controllato. Lotto di P. aeruginosa da fonte diversa potrebbe mostrare diversi gradi di infiammazione e danni anche quandoutilizzato allo stesso CFU. Pertanto, si raccomanda che ogni nuovo lotto di batteri essere testati per i loro effetti causali (come infiammazione, proliferazione cellulare, ecc), e di conseguenza regolare il numero di CFU da utilizzare. Se inconsistenza dei risultati avviene utilizzando batteri refrigerati magazzino, si può utilizzare stock fresche ottenute da batteri che crescono da un piatto fresco per ogni esperimento. Inoltre, la fase di crescita dei batteri e scelta dei supporti può anche avere un impatto sulla effetto sulla risposta dell&#39;ospite. Pertanto, occorre prestare attenzione a garantire che inoculazioni batteriche si verificano durante la stessa fase del ciclo di crescita batterica. Ci potrebbe essere una differenza nella risposta a P. aeruginosa da diversi ceppi di topi. Il ceppo abbiamo usato era una miscela di C57BL / 6 e FVB / N. L&#39;appropriata P. aeruginosa titolo deve essere determinato per i diversi ceppi di topi. Un fattore da considerare per questo modello èche il danno dei batteri non è limitato a un tipo di cellula. Ad esempio, epiteliali, endoteliali, fibroblasti potrebbero tutti sono stati danneggiati. Pertanto, questo modello non è adatto per studiare gli effetti di cellule di tipo lesioni polmonari specifiche. I batteri causano la morte delle cellule del polmone, stimolando le risposte infiammatorie e secernendo tossine nel tessuto 6. Batteri vivi sono di solito cancellati dal polmone entro 48 ore dopo lesioni 7,14. Un&#39;elevata concentrazione di batteri morti può anche causare danni inducendo risposte infiammatorie 15. I meccanismi di danno polmonare e riparazione sono suscettibili di essere differente in risposta a diversi tipi di danno polmonare. Pertanto, è importante confrontare diversi modelli di pregiudizio. Il P. aeruginosa modello qui descritto è una bella aggiunta agli altri modelli.

I polmoni sono esposti agli agenti patogeni ambientali e sono suscettibili di infiammazione e lesioni 1-3. In condizioni patologiche come la polmonite o sindrome da sofferenza respiratoria dell&#39;adulto (ARDS), agenti patogeni e fattori infiammatori rilasciati dai leucociti inducono lesioni e la morte delle cellule alveolari 1-3. E &#39;importante sviluppare modelli animali di danno polmonare acuto per facilitare lo studio della patologia del pregiudizio, nonché il meccanismo di riparazione. Attualmente, la maggior parte delle persone usano iperossia e bleomicina topo indotto modelli danno polmonare 4. Tuttavia, i meccanismi di iperossia causato lesioni non sono gli stessi come maggior parte delle lesioni polmonari comuni che si verificano durante polmonite o ARDS 5. Bleomicina indotta lesione acuta è rara in un contesto clinico 4. Qui riportiamo un polmone modello di lesione del mouse usando iniezione intra-tracheale di P. aeruginosa 6,7. Questo modello è clinicamente rilevante, e imita il processes che accadono dopo la polmonite 8. Come un opportunista, agente patogeno nosocomiale di individui immunocompromessi, P. aeruginosa infetta in genere il tratto polmonare, delle vie urinarie, ustioni, ferite, e causa anche altre infezioni del sangue 6. Il batterio rilascia virulenza fattore esotossina A, si moltiplicano e si scatenano risposte immunitarie 6. Somministrazione intra-trachael di P. aeruginosa riflette la situazione di esposizione umana ai batteri che causano la polmonite e la patologia è probabile che sia diverso dal virus H1N1 dell&#39;influenza polmonare indotta modello di lesione recentemente riportato 9. Dal momento che P. aeruginosa è un patogeno opportunista, è relativamente sicuro da maneggiare rispetto ad alcuni dei patogeni più virulenti. Qui abbiamo usato iniezione intra-tracheale per amministrare i batteri, perché abbiamo osservato che questo metodo ha introdotto più batteri nella regione distale alveoli del polmone rispetto aalcune altre procedure come l&#39;utilizzo di un catetere attraverso la bocca. Rispetto ad altri modelli di danno polmonare acuto, il P. aeruginosa modello qui descritto è adatto per studiare danno polmonare indotta da batteri e infiammazione eccessiva. A differenza di altri modelli animali che utilizzano P. aeruginosa per indurre la sepsi 10,11, qui si usa l&#39;iniezione intra-tracheale di questi batteri di indurre localizzata danno polmonare acuto.

<table><tbody><tr><td>Anesthetic: Ketamin, xylazine, lidocaine, buprenorphine</td><td></td><td></td><td>pharmaceutical grade</td></tr><tr><td>27 G needle</td><td>Fisher</td><td>1482648</td><td></td></tr><tr><td>syringe</td><td>Fisher</td><td>14823434</td><td>1 ml</td></tr><tr><td>scissors</td><td>Fine Science tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>forceps</td><td>Fine Science tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>suture&amp;nbsp;</td><td>Fisher</td><td>19-037-526</td><td></td></tr><tr><td>Eye gauge, glove, gown</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biosafety Cabinet</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>chlorine dioxide based disinfectant</td><td></td><td></td><td>Clidox</td></tr><tr><td>sheep blood agar plates&amp;nbsp;</td><td>Medex supply</td><td>HL-1160</td><td></td></tr></tbody></table>

pseudomonas aeruginosa induced lung injury model

Per studiare danno polmonare acuto umana e la polmonite, è importante sviluppare modelli animali per simulare varie caratteristiche patologiche di questa malattia. Qui abbiamo sviluppato un modello di topo polmone lesioni da iniezione intra-tracheale di batteri Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa o PA). Utilizzando questo modello, siamo stati in grado di mostrare l&#39;infiammazione polmonare in fase precoce di lesioni. Inoltre, alveolare leakiness barriera epiteliale è stato osservato analizzando lavaggio broncoalveolare (BAL); e la morte delle cellule alveolari è stato osservato da Tunel test utilizzando il tessuto ottenuto da polmoni feriti. In una fase successiva dopo un trauma, abbiamo osservato proliferazione cellulare richiesto per il processo di riparazione. L&#39;infortunio è stato risolto 7 giorni dalla apertura di P. aeruginosa iniezione. Questo modello riproduce il corso sequenziale di infiammazione polmonare, lesioni e di riparazione durante la polmonite. Questo modello animale clinicamente rilevante è adatto per studiare la patologia, il meccanismo di riparazione, fopo danno polmonare acuto, e può anche essere usato per testare potenziali agenti terapeutici per questa malattia.

Partendo 24-72 ore dopo P. iniezione aeruginosa, aumentata cellularità è stata osservata in sezioni polmonari (Figura 1A-D). Il polmone ha iniziato a recuperare da infortuni 96 ore dopo (Figura 1E). A 7 giorni dopo il P. aeruginosa, normale morfologia alveoli è stato in gran parte restaurato (Figura 1F). Tunnel di colorazione sezioni grazie polmonari preparati in 24 ore di post P. aeruginosa ha mostrato la morte cellulare nelle cellule alveoli (Figura 1G-I). Al fine di studiare il processo di riparazione in questo modello infortunio, BrdU è stato iniettato in topi a 3 giorni dopo l&#39;P. aeruginosa. I polmoni sono stati isolati a 5 ore dopo l&#39;iniezione di BrdU e trattati per anticorpi BrdU colorazione. Come mostrato in Figura 1J e K, aumentato significativamente il numero di cellule BrdU incorporati a 72 ore dopo P. amministrazione aeruginosa indicando iperproliferazione. Per studiare la variazione di barriera perpermeabilità e l&#39;infiammazione dopo lesioni, lavaggio broncoalveolare (BAL) è stato raccolto in diversi momenti postare P. aeruginosa iniezione. La concentrazione delle proteine ​​nel BAL era notevolmente aumentata in 48 ore di post P. aeruginosa iniezione (Figura 2A), indicando epiteliale leakiness barriera. Il numero di cellule in BAL anche aumentato in modo significativo a 48 ore di post P. aeruginosa iniezione (Figura 2B), suggerendo una risposta infiammatoria. A 4 - 5 giorni Alberino P. iniezione aeruginosa, sia a livello proteico BAL e il numero di cellule iniziato a diminuire suggerendo di recupero (Figura 2A, B). Inoltre, lisato polmone sono stati raccolti in diversi punti L&#39;alberino P. somministrazione aeruginosa e il livello di macrofagi proteine ​​infiammatorie 2 (MIP2), una citochina coinvolta nella neutrofili attrazione 12, è stata misurata mediante ELISA. In linea con i risultati delle analisi BAL, livello MIP2 Increa in modo significativo<html> sed a 48 ore di post P. aeruginosa iniezione e tornò a livello basale a 96 ore di post P. aeruginosa iniezione (Figura 2C). Inoltre, le cellule di BAL sono stati fissati su vetrini e sottoposte a colorazione ematologico. Senza P. aeruginosa, c&#39;erano solo un piccolo numero di monociti nel BAL (Figura 2D). Al contrario, la grande quantità di neutrofili erano presenti nel BAL isolato a 48 ore di post P. aeruginosa iniezione (Figura 2E). Con 96 ore di post P. iniezione aeruginosa, la composizione delle cellule di BAL restituito al livello di controllo (Figura 2F). Per riassumere, i risultati hanno indicato in figura 2 una risposta infiammatoria neutrofila acuta insieme ad una maggiore permeabilità di barriera alveoli e aumento delle concentrazioni di citochine, che sono tutte caratteristiche del danno polmonare acuto 13. In tutti gli esperimenti, è iniezione di soluzione salina è stata usata come controllo. ve_content &quot;&gt; Parte dei dati, tra cui H e E colorazione, marcatura con BrdU, saggio TUNEL, BAL analisi e misurazione del livello MIP2, è stato precedentemente pubblicato con il 7. In questo articolo, abbiamo studiato il ruolo di FoxM1, un fattore di trascrizione, nella riparazione di danno alveolare utilizzando il modello di danno polmonare da P. aeruginosa qui 7 descritto. <img alt="Figura 1" fo:content-width="6.5in" src="/files/ftp_upload/52044/52044fig1highres.jpg" width="600" /> Figura 1. Istologia, morte cellulare e la proliferazione in P. aeruginosa del mouse mediata modello di danno polmonare. Isolamento (AF) Lung, il sezionamento e H / E colorazione è stata realizzata utilizzando non P. aeruginosa-iniettato (non-PA) polmoni di controllo (A), così come i polmoni a 24 ore (B), 48 ore (C), 72 ore (D), 96 ore (E) 7 giorni (F) post P. aeruginosa ininiezione (post-PA). (GI) sezioni polmonari sono stati preparati dai polmoni di controllo (G) e 24 ore post-P. aeruginosa iniettato polmoni (H, I) e proseguire per il saggio TUNEL per rilevare la morte cellulare. Sezioni polmonari sono state colorate per marcatore delle cellule epiteliali del polmone Sp-C (blu), T1α (rosso) per mostrare la morfologia e anche colorate per TUNEL (verde). Frecce a (H) indicano cellule positive TUNEL. (J, K) BrdU è stato iniettato in non-P. aeruginosa iniettato topi (J) e 72 ore di post P. aeruginosa iniettato topi (K) per ip, i polmoni sono stati preparati a 5 ore dopo l&#39;iniezione di BrdU e trattati per la colorazione degli anticorpi contro BrdU (colorazione verde). Scala bar = 60 micron per AF, 50 micron per G e H, 20 micron per I, e 100 micron per J e K. Questo dato è stato modificato da Liu <em&gt; et al. 7. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52044/52044fig1highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 2" fo:content-width="6.5in" src="/files/ftp_upload/52044/52044fig2highres.jpg" width="600" /> Figura 2. alveolare barriera di permeabilità e l&#39;infiammazione in seguito in P. aeruginosa indotto danno polmonare. (A, B) BAL è stato raccolto dal controllo e P. aeruginosa trattato polmoni. (A) la concentrazione di proteine ​​nel BAL è aumentato a 48 ore di post P. aeruginosa iniezione e riduzione a 96 ore, a 5 giorni dopo P. aeruginosa iniezione. (B) il numero di cellule totali nel BAL aumentati a 48 ore di post P. aeruginosa iniezione (B) e il livello di controllo riaccordata a 96 ore di post P. aeruginosa iniezione. (C) MIP-2 livelli sono stati misurati noiing lisati polmonari isolati da topi di controllo e topi a 48 ore e 96 ore di post P. aeruginosa iniezione. I dati sono stati presentati in media ± SE, n ≥ 3. (DF) Le cellule di BAL sono stati centrifugati e fissati su vetrini e sottoposte a HEMA3 colorazione. Un piccolo numero di monociti erano presenti nel BAL di topi di controllo (D). Grande quantità di neutrofili erano presenti nel BAL isolato a 48 ore di post P. aeruginosa iniezione (E). Con 96 ore di post P. iniezione aeruginosa, c&#39;erano un piccolo numero di monociti nel BAL (F). Scala bar = 10 micron, questi risultati sono rappresentativi di almeno 5 esperimenti indipendenti. Questo dato è stato modificato da Liu et al. 7. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52044/52044fig2highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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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. ...

pseudomonas-aeruginosa-induced-lung-injury-model

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Model

18.4K Views.  University of Illinois at Chicago. 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. 

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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 ...

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Immunologia e infezioni

A Method for Generating Pulmonary Neutrophilia Using Aerosolized Lipopolysaccharide

Acute lung injury (ALI) is a severe disease characterized by alveolar neutrophilia, with limited treatment options and high mortality. Experimental models of ALI are key in enhancing our understanding of disease pathogenesis. Lipopolysaccharide (LPS) derived from gram positive bacteria induces neutrophilic inflammation in the airways and lung parenchyma of mice. Efficient pulmonary delivery of compounds such as LPS is, however, difficult to achieve. In the approach described here, pulmonary delivery in mice is achieved by challenge to aerosolized Pseudomonas aeruginosa LPS. Dissolved LPS was aerosolized by a nebulizer connected to compressed air. Mice were exposed to a continuous flow of LPS aerosol in a Plexiglas box for 10 min, followed by 2 min conditioning after the aerosol was discontinued. Tracheal intubation and subsequent bronchoalveolar lavage, followed by formalin perfusion was next performed, which allows for characterization of the sterile pulmonary inflammation. Aerosolized LPS generates a pulmonary inflammation characterized by alveolar neutrophilia, detected in bronchoalveolar lavage and by histological assessment. This technique can be set up at a small cost with few appliances, and requires minimal training and expertise. The exposure system can thus be routinely performed at any laboratory, with the potential to enhance our understanding of lung pathology.

We describe a method for inducing neutrophilic pulmonary inflammation by challenge to aerosolized lipopolysaccharide by nebulization, to model acute lung injury. In addition, basic surgical techniques for lung isolation, tracheal intubation and bronchoalveolar lavage are also described.

Un metodo per generare polmonare Neutrofilia Uso inalato Lipopolisaccaride

Acute lung injury (ALI) is a severe disease characterized by alveolar neutrophilia, with limited treatment options and high mortality. Experimental models ...

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 Robust Pneumonia Model in Immunocompetent Rodents to Evaluate Antibacterial Efficacy against S. pneumoniae, H. influenzae, K. pneumoniae, P. aeruginosa or A. baumannii

Efficacy of candidate antibacterial treatments must be demonstrated in animal models of infection as part of the discovery and development process, preferably in models which mimic the intended clinical indication. A method for inducing robust lung infections in immunocompetent rats and mice is described which allows for the assessment of treatments in a model of serious pneumonia caused by S. pneumoniae, H. influenzae, P. aeruginosa, K. pneumoniae or A. baumannii. Animals are anesthetized, and an agar-based inoculum is deposited deep into the lung via nonsurgical intratracheal intubation. The resulting infection is consistent, reproducible, and stable for at least 48 h and up to 96 h for most isolates. Studies with marketed antibacterials have demonstrated good correlation between in vivo efficacy and in vitro susceptibility, and concordance between pharmacokinetic/pharmacodynamic targets determined in this model and clinically accepted targets has been observed. Although there is an initial time investment when learning the technique, it can be performed quickly and efficiently once proficiency is achieved. Benefits of the model include elimination of the neutropenic requirement, increased robustness and reproducibility, ability to study more pathogens and isolates, improved flexibility in study design and establishment of a challenging infection in an immunocompetent host.

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, ...

An IL-8 Transiently Transgenized Mouse Model for the In Vivo Long-term Monitoring of Inflammatory Responses

Airway inflammation is often associated with bacterial infections and represents a major determinant of lung disease. The in vivo determination of the pro-inflammatory capabilities of various factors is challenging and requires terminal procedures, such as bronchoalveolar lavage and the removal of lungs for in situ analysis, precluding longitudinal visualization in the same mouse. Here, lung inflammation is induced through the intratracheal instillation of Pseudomonas aeruginosa culture supernatant (SN) in transiently transgenized mice expressing the luciferase reporter gene under the control of a heterologous IL-8 bovine promoter. Luciferase expression in the lung is monitored by in vivo bioluminescent image (BLI) analysis over a 2.5- to 48-h timeframe following the instillation. The procedure can be repeated multiple times within 2 - 3 months, thus permitting the evaluation of the inflammatory response in the same mice without the need to terminate the animals. This approach permits the monitoring of pro- and anti-inflammatory factors acting in the lung in real time and appears suitable for functional and pharmacological studies.

An IL-8 Transiently Transgenized Mouse Model for the In Vivo Long-term Monitoring of Inflammatory Responses

The method described here allows for the visualization of IL-8 promoter-dependent inflammation activation in the lungs of mice through non-invasive bioluminescence imaging (BLI). The same animal can be subjected to BLI multiple times for up to two months from the time of delivery of the luciferase reporter construct.

Un modello di topo transgenizzato IL-8 per il<em&gt; In Vivo</em&gt; Monitoraggio a lungo termine delle risposte infiammatorie

Airway inflammation is often associated with bacterial infections and represents a major determinant of lung disease. The in vivo determination of the ...

Open Tracheostomy Gastric Acid Aspiration Murine Model of Acute Lung Injury Results in Maximal Acute Nonlethal Lung Injury

Acid pneumonitis is a major cause of sterile acute lung injury (ALI) in humans. Acid pneumonitis spans the clinical spectrum from asymptomatic to acute respiratory distress syndrome (ARDS), characterized by neutrophilic alveolitis, and injury to both alveolar epithelium and vascular endothelium. Clinically, ARDS is defined by acute onset of hypoxemia, bilateral patchy pulmonary infiltrates and non-cardiogenic pulmonary edema. Human studies have provided us with valuable information about the physiological and inflammatory changes in the lung caused by ARDS, which has led to various hypotheses about the underling mechanisms. Unfortunately, difficulties determining the etiology of ARDS, as well as a wide range of pathophysiology have resulted in a lack of critical information that could be useful in developing therapeutic strategies.
Translational animal models are valuable when their pathogenesis and pathophysiology accurately reproduce a concept proven in both in vitro and clinical settings. Although large animal models (e.g., sheep) share characteristics of the anatomy of human trachea-bronchial tree, murine models provide a host of other advantages including: low cost; short reproductive cycle lending itself to greater data acquisition; a well understood immunologic system; and a well characterized genome leading to the availability of a variety of gene deletion and transgenic strains. A robust model of low pH induced ARDS requires a murine ALI that targets mainly the alveolar epithelium, secondarily the vascular endothelium, as well as the small airways leading to the alveoli. Furthermore, a reproducible injury with wide differences between different injurious and non-injurious insults is important.
The murine gastric acid aspiration model presented here using hydrochloric acid employs an open tracheostomy and recreates a pathogenic scenario that reproduces the low pH pneumonitis injury in humans. Additionally, this model can be used to examine interaction of a low pH insult with other pulmonary injurious entities (e.g., food particles, pathogenic bacteria).

This protocol induces acute lung injury in a mouse that has close fidelity to the pathogenesis of acid pneumonitis observed in humans. We generate a maximal acute nonlethal low pH lung injury and account for differences in rodent-human anatomic respiratory structure using an open tracheostomy coupled with circumferential pressure release.

Aprire tracheostomia gastrico acido aspirazione Modello murino di lesioni polmonari acute Risultati in massima acuta non letale Lung Injury

Acid pneumonitis is a major cause of sterile acute lung injury (ALI) in humans. Acid pneumonitis spans the clinical spectrum from asymptomatic to acute ...

Medicina

A Model of Self-limited Acute Lung Injury by Unilateral Intra-bronchial Acid Instillation

Selective intra-bronchial instillation of hydrochloric acid (HCl) to the murine left mainstem bronchus causes acute tissue injury with histopathologic findings similar to human acute respiratory distress syndrome (ARDS). The resulting alveolar edema, alveolar-capillary barrier damage, and leukocyte infiltration predominantly affect the left lung, preserving the right lung as an uninjured control and allowing animals to survive. This model of self-limited acute lung injury enables investigation of tissue resolution mechanisms, such as macrophage efferocytosis of apoptotic neutrophils and restitution of alveolar-capillary barrier integrity. This model has helped identify important roles for resolution agonists, including specialized pro-resolving mediators (SPMs), providing a foundation for the development of new therapeutic approaches for patients with ARDS.

Selective intra-bronchial acid instillation to the left lung in mice results in unilateral and self-limited acute lung injury that models human acute respiratory distress syndrome (ARDS) induced by gastric acid aspiration.

Un modello di lesione polmonare acuta autolimitata dall'instillazione unilaterale dell'acido intra-bronchiale

Selective intra-bronchial instillation of hydrochloric acid (HCl) to the murine left mainstem bronchus causes acute tissue injury with histopathologic ...

A Delayed Inoculation Model of Chronic Pseudomonas aeruginosa Wound Infection

Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) is a major nosocomial pathogen of increasing relevance to human health and disease, particularly in the setting of chronic wound infections in diabetic and hospitalized patients. There is an urgent need for chronic infection models to aid in the investigation of wound pathogenesis and the development of new therapies against this pathogen. Here, we describe a protocol that uses delayed inoculation 24 hours after full-thickness excisional wounding. The infection of the provisional wound matrix present at this time forestalls either rapid clearance or dissemination of infection and instead establishes chronic infection lasting 7&#8211;10 days without the need for implantation of foreign materials or immune suppression. This protocol mimics a typical temporal course of post-operative infection in humans. The use of a luminescent P. aeruginosa strain (PAO1:lux) allows for quantitative daily assessment of bacterial burden for P. aeruginosa wound infections. This novel model may be a useful tool in the investigation of bacterial pathogenesis and the development of new therapies for chronic P. aeruginosa wound infections.

A Delayed Inoculation Model of Chronic Pseudomonas aeruginosa Wound Infection

We describe a delayed inoculation protocol for generating chronic wound infections in immunocompetent mice.

Un modello di inoculazione ritardata dell'infezione cronica di Pseudomonas aeruginosa Wound

Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) is a major nosocomial pathogen of increasing relevance to human health and disease, particularly in the setting of ...

P. aeruginosa Infected 3D Co-Culture of Bronchial Epithelial Cells and Macrophages at Air-Liquid Interface for Preclinical Evaluation of Anti-Infectives

fDrug research for the treatment of lung infections is progressing towards predictive in vitro models of high complexity. The multifaceted presence of bacteria in lung models can re-adapt epithelial arrangement, while immune cells coordinate an inflammatory response against the bacteria in the microenvironment. While in vivo models have been the choice for testing new anti-infectives in the context of cystic fibrosis, they still do not accurately mimic the in vivo conditions of such diseases in humans and the treatment outcomes. Complex in vitro models of the infected airways based on human cells (bronchial epithelial and macrophages) and relevant pathogens could bridge this gap and facilitate the translation of new anti-infectives into the clinic. For such purposes, a co-culture model of the human cystic fibrosis bronchial epithelial cell line CFBE41o- and THP-1 monocyte-derived macrophages has been established, mimicking an infection of the human bronchial mucosa by P. aeruginosa at air-liquid interface (ALI) conditions. This model is set up in seven days, and the following parameters are simultaneously assessed: epithelial barrier integrity, macrophage transmigration, bacterial survival, and inflammation. The present protocol describes a robust and reproducible system for evaluating drug efficacy and host responses that could be relevant for discovering new anti-infectives and optimizing their aerosol delivery to the lungs.

P. aeruginosa Infected 3D Co-Culture of Bronchial Epithelial Cells and Macrophages at Air-Liquid Interface for Preclinical Evaluation of Anti-Infectives

We describe a protocol for a three-dimensional co-culture model of infected airways, using CFBE41o- cells, THP-1 macrophages, and Pseudomonas aeruginosa, established at the air-liquid interface. This model provides a new platform to simultaneously test antibiotic efficacy, epithelial barrier function, and inflammatory markers.

P. aeruginosa Co-cultura 3D infetta di cellule epiteliali bronchiali e macrofagi all'interfaccia aria-liquido per la valutazione preclinica degli anti-infettivi

fDrug research for the treatment of lung infections is progressing towards predictive in vitro models of high complexity. The multifaceted presence of ...

Inducing Acute Lung Injury in Mice by Direct Intratracheal Lipopolysaccharide Instillation

Airway administration of lipopolysaccharide (LPS) is a common way to study pulmonary inflammation and acute lung injury (ALI) in small animal models. Various approaches have been described, such as the inhalation of aerosolized LPS as well as nasal or intratracheal instillation. The presented protocol describes a detailed step-by-step procedure to induce ALI in mice by direct intratracheal LPS instillation and perform FACS analysis of blood samples, bronchoalveolar lavage (BAL) fluid, and lung tissue. After intraperitoneal sedation, the trachea is exposed and LPS is administered via a 22 G venous catheter. A robust and reproducible inflammatory reaction with leukocyte invasion, upregulation of proinflammatory cytokines, and disruption of the alveolo-capillary barrier is induced within hours to days, depending on the LPS dosage used. Collection of blood samples, BAL fluid, and lung harvesting, as well as the processing for FACS analysis, are described in detail in the protocol. Although the use of the sterile LPS is not suitable to study pharmacologic interventions in infectious diseases, the described approach offers minimal invasiveness, simple handling, and good reproducibility to answer mechanistic immunological questions. Furthermore, dose titration as well as the use of alternative LPS preparations or mouse strains allow modulation of the clinical effects, which can exhibit different degrees of ALI severity or early vs. late onset of disease symptoms.

Presented here is a step-by-step procedure to induce acute lung injury in mice by direct intratracheal lipopolysaccharide instillation and to perform FACS analysis of blood samples, bronchoalveolar lavage fluid, and lung tissue. Minimal invasiveness, simple handling, good reproducibility, and titration of disease severity are advantages of this approach.

Indurre lesioni polmonari acute nei topi mediante instillazione diretta del lipopolioaccaride intracheale

Airway administration of lipopolysaccharide (LPS) is a common way to study pulmonary inflammation and acute lung injury (ALI) in small animal models. ...

Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Modello

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Long Term cronica

Un metodo per generare polmonare Neutrofilia Uso inalato Lipopolisaccaride

Studiare comunità microbiche

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

Un modello di topo transgenizzato IL-8 per il

Aprire tracheostomia gastrico acido aspirazione Modello murino di lesioni polmonari acute Risultati in massima acuta non letale Lung Injury

Un modello di lesione polmonare acuta autolimitata dall'instillazione unilaterale dell'acido intra-bronchiale

Un modello di inoculazione ritardata dell'infezione cronica di Pseudomonas aeruginosa Wound

P. aeruginosa Co-cultura 3D infetta di cellule epiteliali bronchiali e macrofagi all'interfaccia aria-liquido per la valutazione preclinica degli anti-infettivi

Indurre lesioni polmonari acute nei topi mediante instillazione diretta del lipopolioaccaride intracheale