著者はこれらの画像検査手順を確立する指導の感染対策と L. Eoin カーニー Lopresti ブライアンをアウトラインのマーク ・ ロジャースを認めることを希望します。国立衛生研究、国立研究所のアレルギーと感染疾患 R01 AI111871 (P.L.L.)、国立心臓、肺、血液研究所 R01 HL106804 (J、ビル ・ アンド ・ メリンダ ・ ゲイツ財団 (J.L.F.、P.L.L.) でに提供されているこの仕事のための資金.バミューダ) R01 HL110811。

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ペット/CT から得られたデータは、そのような技術がなければ観測できないM. 結核感染の多くの側面の代理人測定として使用できます。ペット/CT は x 線技術、ニホンザルの研究で頻繁に使用されるよりもはるかに敏感です。ペット/CT は、構造、空間、機能情報を提供します。上記解析がある病気の進行を監視、薬物治療の有効性を評価する、再活性化6,10、11、リスク要因を提供など多くの実用的なアプリケーション 13。
肉芽腫の広がりおよび個々 の病変の fdg の追跡は、コントロールと感染症の特定の場所を提供するだけでなく、また疾患25の普及に従うに実験群間比較できます。たとえば、コールマンらからの仕事で初期感染カニクイザル macaques、マカク属、次の感染の進行を記述するを判断できます動物内感染がアクティブのまま、悪化や免疫システムに含まれているかどうか (すなわち除外)11。これは、ペット/ct は肉芽腫に関して病気の進行を勉強して、電力のほんの一例です。時間をかけて実験パラメーターの様々 な研究には、同じメソッドを使用することができます。たとえば、4 週間後感染によって確立肉芽腫の列挙体は、最高のワクチンが禁止または制限するチャレンジ肉芽腫設立以来、ワクチンのため強力なアウトカムを提供できます。別アウトカム ワクチンの普及を制限する場合があります。これらの定量化可能な結果の措置は、動物の初期の腑分を実行することがなく重要なデータを提供します。個々 の肉芽腫を評価するための制限は、CT スキャナーの感度肉芽腫の可視化 &#60; 1 mm のサイズがよくあります。
縦隔のリンパ節 (MLNs) の評価は、結核感染と同様の勉強するときに重要です。MLNs、T 細胞のプライミングおよび免疫細胞の伝染の間に人身売買の重要です。しかし、ほぼすべてのニホンザルの少なくとも 1 つと時々 いくつか MLNs 感染することが。したがって、MLNs はアクティブの TB と除外中の細菌の存続の追加サイト、再活性化26,27に貢献する可能性がある細菌のための貯蔵として使用できます。重度の MLN の関与の場合、気道を圧縮できます。大えそ MLNs は、感染症の普及につながる気道をむしばむことはできません。ノードの構造コンポーネントは CT スキャンで容易に表示されませんので、リンパ節の PET/CT データを分析、肉芽腫よりも複雑です。また、fdg による代謝活性、リンパ節のみを分析できます。このため、ホット リンパ節を分析し、一貫性を確保するには、各画像解析の同じ最大値と最小輝度スケールに PET 画像を調整することを確認することが重要です。大型構造物をすることができますに、壊死の中心は FDG 親和の負にすることができます、したがって FDG 親和は、時間の経過とともに減少する表示できますので、時でさえ、MLNs で病気が増えています。
FDG 親和は全肺は、肺内総炎症を表します。肺炎症の量が疾患の重症度の指標であると相関している細菌負担6,10,28したがってこの定量的と客観的評価は多数のアプリケーション。合計 FDG 親和を測定するショーの 2.3 より大きい SUV ペット イメージ内のすべてのボクセルが単一興味ボリューム (VOI) で結合され、全体のボイの合計の SUV 値が最終的な親和値。この値は、人間24で様々 な感染性疾患に肺腫瘍の fdg の SUV 値を比較文学から選ばれました。この FDG 親和総額が肺領域の疾患に限定すべて FDG の取り込み以外の病気関連に位置する近くに肺を考慮されなければならないことに注意することが重要です。さらに、総肺 FDG 親和 MLNs は含みません。ホスト内での TB の結果の変動を参照してくださいすることができます個々 の肉芽腫およびリンパ節の親和、一方 FDG 親和総肺は全体としてホストを評価に不可欠です。これらのメソッドは、結核病の薬剤応答を測定するための分析ツールとしても機能します。前作は、TB の薬剤の処置は時間12サイズと個々 の肉芽腫の FDG の親和性を減らすことができ、これらの変更された細菌負荷の低減に関連付けられているを示しています。薬物療法のフルコースで炎症の変化は薬剤の有効性や障害を評価するために使用もできます。
これらの手順の非常に詳細な性質のためのトラブルシューティングのかなりの量の研究中に最も一貫性のあるデータを得るために必要があります。本稿の目標不可欠ですがその正確な詳細に注意を念頭にこれらの技術を使用して世界中の人を有効にする手順の概要を説明することです。画像の評価者は特定スキャン内の異常を確認するために解剖学と生理学に非常に精通してはずです。イメージ リーダーは、TB が胸腔内を超えて広がることができるので非標準プローブ吸収体全体を認識する必要があります。さらに、PET 像と CT 画像の登録は、完璧なプロセスではありませんし、画像登録に時折偏差が発生することができます。これを認識は、非常に小さな病機能 (すなわち1-2 mm の肉芽腫) を評価するとき極めて重要です。感染前のスキャンは通常肺 (と他の器官) を識別するコンパレータとして特に有用することができます構造し、パターンをペットが新しいか変更されてそれらを認識後の感染症。この分析の別の重要なコンポーネントは、バック グラウンドの測定値です。ペットのすべてのデータは fdg が代謝に基づいているために筋肉取り込み生理的基準として正規化されます。後ろに菱形と前鋸筋の組み合わせは、胸腔内および絶食の動物で fdg の相対的な一貫性への近さのためバック グラウンド測定のため使用されます。M. 結核・感染アカゲザル、場合、これは、肝臓などの他臓器を用いたバック グラウンド計測結核が肝臓に感染する動物の治療と肝臓の代謝に影響するとすることが望ましい様々 な抗結核薬。分析の終わりにすべての画像領域の興味が保存されますを確保するだけでなく、アカウントに上記の要因を取ると、再現性の高い結果が得られるはず。
クラス ="jove_content"> 概要、PET/CT 普及初期感染に関連する量的な結果の措置を提供する非ひと霊長類における結核感染を調査するためのユニークでパワフルなメソッドを提供していて、細菌の負担。これにより、さまざまな時点で腑分を必要とせず、個々 の動物の間で感染の変数の結果を追跡、リソースの節約と動物の使用を減らします。この技術は、PET/CT は、hiv 感染、HIV 陽性の科目10,29,30,31の除外と同様に、TB、薬物治療を評価するためにいくつかの研究で使用されています、人間に直接翻訳。最後に、この技術と PET/CT データを解析するための定量的ツールセットでワクチンの有効性の研究のための将来役に立つ可能性が高い、可能性が高いモデル動物やヒトでの感染症の解析のテンプレートとして使用できます。

結核菌は何千年も人間を悩ませているし、世界で、今他の単一感染エージェントよりもより多くの死亡率を引き起こします。2015 年に場合があった 1050 万報告された新しい結核 (TB) のグローバルにインド、インドネシア、中国、ナイジェリア、パキスタン、南アフリカ共和国から発せられる場合の大半の1 。見積もりはその同じ期間の間に 140 万人に TB から世界の死者数を配置します。この値は、100 年前ほぼ 25% 死亡率よりも低いです。敏感な TB の薬剤は治療、処方、複数の薬を必要とする非常に長いとコンプライアンスが問題。多剤耐性 (MDR) 株の出現は、2015 年に ~ 新しい TB のケースの 580,000 を占めています。MDR結核系統と患者の治療の成功率は 50% 程度になると推定されるのみ。さらに驚くべきは、広範囲 (XDR) の耐性菌の結核、ほぼすべての薬剤に対して耐性があるの登場です。したがって、新しい技術、する必要がある結核を診断する能力を高める TB 研究分野で病気プロセスの免疫学的理解を深める新しい治療法と予防抗生物質を含むスクリーニングを可能にします。療法とワクチンの有効性の研究。
結核は、物理的にその外側の細胞壁が非常に複雑と遅い成長カイネティクスに特徴付けられる好気性の結核菌です。感染症は一般的に咳、くしゃみ、または歌いながら個々 の症状、感染から排出される噴霧液滴に含まれている個々 の細菌の吸入を介して行われます。被曝感染症を発症は、人々 の唯一の 5-10% は臨床的活動性結核を開発します。残りの 90% は、潜在結核感染 (除外)2,3として臨床的にすべての分類はない病気に不顕性感染から範囲のすべてでは、無症候性の感染症の様々 なスペクトルを持っています。この無症候性感染症は、人口の約 10% は彼らの一生の間含まれている感染症の再活性化によって活動性結核を開発します。再活性化のリスクは飛躍的に契約無症候性感染症 hiv 感染者が増加または TNF 阻害剤4,5,6などの免疫抑制薬による治療を受けます。TB 疾患は肺結核、肺と胸部のリンパ節に影響を与えるほとんどの人々 と、スペクトルとしても表示されます。ただし、結核感染も関与の肺のサイトで表示できるように、任意の臓器に感染します。
結核感染の病理学的特徴は、肉芽腫と呼ばれる宿主細胞の組織球状構造です。マクロファージ、T 細胞、B 細胞は、好中球7の変数番号を持つ、肉芽腫の主要なコンポーネントです。肉芽腫の中心部は壊死頻繁です。したがって、肉芽腫は、人を殺したり、肺の他の部分への拡散を防止する、細菌を含む免疫微小環境として機能します。ただし、結核は、肉芽腫によって殺害を覆すし、何十年もこれらの構造の内で永続化できます。一貫した、規則的の新しい感染後結核病変の開発または除外の再活性化のため監視は非現実的であり、科学的に挑戦、時間がかかる。人間と人間のような動物モデル、結核感染や病気の多くの複雑さの理解を促進の科学界にとって非常に有用で縦、これらのプロセスを勉強するテクニック。
ペット/CT は人間と動物モデル8病気の状態の広大な範囲を勉強するために採用されている非常に便利な撮像技術です。ペットは、記者として陽電子放出放射性化合物を使用して機能的な手法です。ブドウ糖などの代謝化合物またはターゲット グループ興味の受容体に結合するように設計、これらの放射性同位元素は通常機能集積化します。非常に低濃度を代謝には影響がないと受容体ターゲット化合物で、十分に低い濃度の飽和レベル以下に関することができますで使用できるペット同位体から放出される放射線は十分に強力な組織に浸透するため、2 などのエージェントを使用する場合の処理-デオキシ - 2-(18F) フッ素 D-グルコース (FDG)。CT は体9内器官の物理的な特性を識別するためにさまざまなレベルの x 線の減衰を使用して三次元 x 線イメージング技術です。組み合わせれば、PET、CT は、特定の場所とペット検査の取り込みを示す構造を決定する地図として使用されます。ペット/CT は人間と病態、薬物治療、疾患のスペクトルの応答に多くの重要な洞察をもたらした結核感染と感染動物モデルの生体内イメージングのための強力なツール等6 ,,1011,12。この作品は、縦肉芽腫サイズ、fdg 個々 の病変、全体の肺とリンパ節 FDG 親和と肺の検出などのパラメーターを使用した非ひと霊長類モデルで TB を勉強する特定のペット/CT 分析方法をについて説明します病6,10、11,12。
本稿では画像非ひと霊長類 (NHPs) 使用して縦病気の進行と薬物治療結核の感染を評価する具体的にはカニクイザルのニホンザルにおける解析の方法論を説明します。.動物が活動性結核と無症候性感染症を持つ残りの動物の開発 〜 50% とさまざまな疾患の転帰を示す結核アードマンひずみの低用量を接種したときので、NHPs は貴重な動物モデル (すなわち感染症の除外を制御する)、人間3,13,14,15,16に見られる臨床疾患のスペクトルに最も近いモデルを提供します。Macaques、マカク属の除外の再活性化は、人間、ひと免疫不全ウイルス (エイズ、HIV のサル バージョンとしてサル免疫不全ウイルス (SIV) を使用して)、CD4 の枯渇や腫瘍の例が含まれての再活性化を引き起こす同じエージェントによってトリガーされます。壊死因子 (TNF) 中和13,16です。さらに、macaques、マカク属を呈する病態を形成する組織の肉芽腫を含む肺や他の臓器の17の人間に見られるように非常に似ています。したがって、このモデルは、薬物療法と結核14,18のためのワクチンについての貴重な知識と同様、結核感染の基本的な宿主-病原体相互作用に重要な洞察を提供して,19,20,21。
ペット/ct の外観、配布、および個々 の肉芽腫の進行を追跡する機能を提供します.この作品は主にグルコースのアナログとして、代謝活性の高い宿主の細胞、マクロファージ、好中球、リンパ球8などいずれも肉芽腫に取り入れたプローブとして FDG を使用します。したがって、FDG はプロキシでホストの炎症のためです。詳細な解析手順は本購入、使用できる広く使用される DICOM ビューワ OsiriX を使用します。説明画像解析法は、時間をかけて図形、サイズ、および個々 の肉芽腫の代謝活性 (fdgを経由) を追跡し、地図として動物の剖検時に特定の病変を識別するためのイメージングを使用しています。また、別のメソッドを開発した特定のしきい値 (SUV ≥ 2.3) 上肺野に fdg の合計を数量化し、ワクチンに至る研究の間で対照群と実験群間の違いを評価するこの値を使用します。共同感染モデルに試験。これらのデータは、肺で fdg のこの全体的な測定、細菌負荷、従って病気の状態についての情報を提供することに関連付けられたサポートします。同様の分析は、同様に病気の進行を研究する胸部のリンパ節の FDG 取り込みで実行できます。次のプロトコルでは、画像解析による動物の感染実験のプロセスについて説明します。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>23061</td>
			<td>Henry Schein</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Telazol</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>4866</td>
			<td>Henry Schein</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cetacaine</td>
			<td>Patterson Vet Generics</td>
			<td>07-892-6862</td>
			<td>Patterson</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile saline</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>07-800-9721</td>
			<td>Patterson</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7H11 agar</td>
			<td>BD</td>
			<td>283810</td>
			<td>BD Biosciences</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IV catheter</td>
			<td>Surflash</td>
			<td>07-806-7659</td>
			<td>Patterson</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18F-FDG</td>
			<td>Zevacor</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endotracheal tube</td>
			<td>Jorgensen Labs Inc</td>
			<td>07-887-0284</td>
			<td>Patterson</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artificial tears</td>
			<td>Patterson Vet Generics</td>
			<td>07-888-1663</td>
			<td>Patterson</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>07-806-3204</td>
			<td>Patterson</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurologica Ceretom CT</td>
			<td>Samsung Neurologica</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Siemens Focus 220 microPET</td>
			<td>Siemens Molecular Imaging Systems</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inveon Research Software</td>
			<td>Siemens Molecular Imaging Systems</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OsiriX</td>
			<td>Pixmeo</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of 18fdg pet/ct imaging as a tool for studying mycobacterium tuberculosis infection and treatment in non-human primates

結核は、世界でナンバーワンの感染エージェントを今日残る。抗生物質耐性菌の出現は、新しい臨床的に関連するメソッドは病気プロセスおよび潜在的な抗生物質やワクチン治療のため画面を評価するを必要です。癌、アルツハイマー病、炎症/感染症など苦悩の数を研究するための貴重なツールとしてポジトロン断層法/計算トモグラフィー (PET/CT) を設置します。結核の低用量で intrabronchially に感染しているカニクイザルにおける PET/CT 画像の評価に採用されている戦略の数は、ここで説明しました。CT で病巣の大きさの評価と18F f-フルオロデオキシグル コース (FDG) 病変やリンパ節の PET 画像の取り込み、これらの記載されているメソッドを示す PET/CT イメージングが潜在疾患対アクティブの未来の開発を予測できると感染症の潜伏状態から再活性化のための傾向。さらに、肺の炎症の全体的なレベルを分析することによって、これらのメソッドは結核の最も臨床的に関連する既存の動物モデルで治療薬の抗生物質の有効性を決定します。これらの画像解析法、この病気に対してアーセナルで最も強力なツールのいくつか、いくつかの感染症や薬物治療の特性を評価することができますだけでなく、人間の使用のための臨床設定に直接翻訳も研究。

個々 の病変の同定と解析
個々 の肉芽腫は、数、サイズ、および fdg 感染プロセス (図 1) の一般的な範囲を理解するために質的に視覚化できます。これらのイメージを使用して、病拡散の定量的測定は、時間の経過とともに肉芽腫をカウントします。図 2は、10 の動物のグループで時間をかけて個々 の肉芽腫のカウントを示しています。10 動物のアクティブな病を発症 3 と 6 は潜在的な感染症を開発しました。示したアクティブな病気の兆候がない時折 1 つの動物文化 (胃吸引または気管支肺胞洗浄のサンプル) で陽性の結核アクティブと潜在的な間の病気のスペクトル内に配置と削除されましたのでこの実験の解析。アクティブな病の 3 つの動物の一匹が 12 週間後感染によって粟粒病を発症、安楽死だった (これは TNTC [あまり多数にカウント] として図 2で指定されます)。その後、アクティブな病気を開発する後動物感染後 6 週間から潜伏感染を開発する動物よりも肉芽腫の統計学的に高い数値を示した。
特徴付けるし肉芽腫アクティブおよび潜在的な動物の間の区別、FDG の取り込みパターンの 2 つのグループ間の違いがあったかどうかを決定するペット スキャンで個々 の病変を行った。すべてのアクティブな感染動物、3 から 6 週間ポスト感染症 (図 3 a) にすべての肉芽腫で fdg の増加があった。逆に、潜在的な感染症を開発する動物の肉芽腫は増加、減少、または 3 から 6 週間 (図 3 b) に同じ吸収を示すいくつかの病変と fdg のバリエーションを示した。これらの結果は、24 週間 (図 3 D) 対 6 週間 (図 3) 3 週間で潜在的な動物と対3 週間の変化の違いを示すグループに比較されます。両方のケースで活発な動物の肉芽腫を示し, 正と大幅に異なる変更 SUV で (それぞれの個々 の動物 (図 3 a と 3 b) 内 (図 3 および 3 D) 動物のグループで比較すると。
「ホット」リンパ節に Fdg を分析
大幅に拡大しない限り、縦隔のリンパ節は CT スキャンで容易に視覚化されませんと PET 画像はこれらの病変組織を識別するために使用する必要があります。リンパ節を分析する場合は、イメージを常にプロセス全体の一貫性を維持するために同じの最大値と最小ペットのスケールに調整することが重要です。林ら示したというリンパ節に fdg MLNs 有意活発な動物から 3 週間でアクティブと潜在的な動物の間類似していた MLNs の ROI 分析を通してアクティブまたは潜在的な病気を開発した動物の MLNs を比較すると、6 週間11高い吸収。違いは、8 〜 12 週間 (図 4) で大きい程度に見られました。したがって、PET/CT データは、リンパ節に感染した動物に肉芽腫を検討するほか、有意差を評価するために利用できます。
総肺 FDG 親和
評価総肺 FDG 親和力の例として、林らは動物の高い肺の炎症は、除外6再活性化のリスクと相関するように臨床的に分類を示した。本研究では除外カニクイザル macaques、マカク属 (低用量結核に感染している) だった PET/CT イメージング (感染後 6 ヶ月) 臨床的に定義されている除外に見られる病変のスペクトルを評価する腫瘍壊死因子 (TNF) 中和前と再活性化のリスクを決定します。高い総肺 FDG 親和を持つ動物が (図 5) を再アクティブ化する可能性が高い。以上 10 以上3肺 FDG 親和や感染症の (スキャン) することにより、少なくとも 1 つ余分肺サイト動物の 90% は、TNF 中和処理後再アクティブ化。再アクティブ化はされない 1 つだけの動物では、この総肺 FDG の親和しきい値を超えました。したがって、PET/CT パラメーターは固有のパラメーターを科学的に特定する必要がありますが、臨床結果を予測する強力なツールを使用できます。
薬物治療では、コールマンらの研究で人間、カニクイザルで章のテスト ユーティリティを表示する例として総肺 FDG 親和がいたニホンザル測定前薬物治療と 1、2 ヶ月治療後10。薬剤応答 1 ヶ月 (図 6 a) を示し、2 ヶ月後治療 (図 6 b) にフォールドの変更を求めた。両方の時点で対照動物は、薬剤を投与した動物よりも全肺野領域に FDG の有意に高い親和を示した。すべての薬剤を投与した動物、2 ヶ月治療レジメン以上総肺の炎症の減少、対照動物のほとんどは、時間の経過と共に増加した肺炎症を合計または変わりませんでした。

<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56375/56375fig1.jpg"> 
図 1。普及を示すシリアル FDG PET/CT 画像と初期の感染症の中に肉芽腫進化の安定したパターン。 (上段)新しい肉芽腫は隣接する既存病変 (緑の矢印) または (黄色の矢印) の新しいサイトで開発中、プライマリ肉芽腫 (白い矢印) 最初 3 週間後感染症で確立されました。アクティブな TB 後で開発する動物では、感染の過程でより多くの病変を開発しました。(下段)潜在的な動物の主な肉芽腫 (白い矢印) は通常感染の過程を通じて開発いくつかの新しい肉芽腫を安定している残った。wks PI、感染後数週間。コールマンら11から撮影図<a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56375/56375fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56375/56375fig2v2.jpg"> 
図 2。CT から数えて中央値と範囲の肉芽腫を描いたの代表データ スキャンの潜伏感染するアクティブな感染症 (赤マル) 比較動物(緑の記号)。 アクティブな感染動物は感染後 6 週には早くも潜在感染している動物よりもより多くの肉芽腫を持っていた。P &#60; 0.05 (*) マンホイットニー検定で。週間週間感染後 PI。TNTC、数え切れない。コールマンら11から適応図<a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56375/56375fig2v2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56375/56375fig3.jpg"> 
図 3。ペットの ROI 分析の活用画像ショーにその代謝活動の肺肉芽腫とは異なる間アクティブな潜在感染している動物の間に初期の感染症。 活発な動物で個々 の肉芽腫 [A] 3 および 6 週間後感染、潜伏感染動物 [B] かない間にある (筋取り込み [SUVCMR] に正規化された標準摂取量として測定) の代謝活性が大幅に増加。24 週間 [D] 積極的に感染した動物 (赤い正方形) が吸収よりも潜在的に大きく変化を持っている示す対 6 週間 [C] と 3対3 でグループとしての潜在的なアクティブな動物間病変の代謝活性の変化を調べた両方の時点で動物 (緑の円)。黒の実線は、中央値を表します。ウィルコクソンの順位和検定は、A と B のパネルのデータを分析に使用されました。C と D のパネルについて値を行ったマンホイットニー検定で。P &#60; 0.0001 (*) すべてのパネル。コールマンら11から適応図<a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56375/56375fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56375/56375fig4.jpg"> 
図 4。アクティブな病気 (赤い正方形) と動物と潜在的な病気 (緑色の円) の間の縦隔のリンパ節に Fdg の違いを表示する PET 画像の ROI 分析。 6、8、12 週間後感染症で積極的に感染した動物に摂取量が高かった。各ドットは、個々 のリンパ節を表します。黒の実線は、中央値を表します。P &#60; 0.05 (*) P &#60; 0.01 (*) と P &#60; 0.001 (*) マンホイットニー検定で。コールマンら11から適応図<a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56375/56375fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56375/56375fig5.jpg"> 
図 5。6 ヶ月ポスト感染潜伏感染 (ピンクの正方形) 潜熱 (緑色の円) のまま動物と比較してから再アクティブ化する動物で Fdg の違いを強調表示では全肺 FDG 親和測定の投資収益率分析。 点線の下にある 4 つの「再開」動物の 3 つは TNF (腫瘍壊死因子) 中和前に余分な肺疾患を持っていた。各ドットは、1 つの動物を表します。点線は、可能性があります再活性化リスクのしきい値値を表します。黒の実線は、中央値を表します。P &#60; 0.01 (*) マン-ホイットニー試験データからの改作林ら6 <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56375/56375fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56375/56375fig6.jpg"> 
図 6。代表合計肺 FDG 親和 ROI 測定全体の強調表示変更肺未処理 (赤丸) を比較することで測定の炎症とリネゾリド治療 (青い円) サル。 リネゾリド治療 (30 mg/kg 毎日) の前に測定した FDG 親和総 fdg のフォールドの変更を 1 ヶ月で測定した [A] と治療を 2 ヶ月 [B] 投稿します。各猿は、個々 の円で表されます。黒の実線は、中央値を表します。P &#60; (*) マン-ホイットニー テストあたり 0.01<a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56375/56375fig6large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

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Analysis of 18FDG PET/CT Imaging as a Tool for Studying Mycobacterium tuberculosis Infection and Treatment in Non-human Primates

ここでは、病気のプロセス、薬物治療、および疾患の再アクティブ化を研究する結核に感染しているヒト以外の霊長類における18F-FDG PET/CT 画像の分析を記述するプロトコルを提案する.

18FDG PET/CT イメージング勉強結核感染と非ひと霊長類における治療のためのツールとしての解析

Mycobacterium tuberculosis remains the number one infectious agent in the world today. With the emergence of antibiotic resistant strains, new clinically ...

analysis-18fdg-petct-imaging-as-tool-for-studying-mycobacterium

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Analysis of 18FDG PET/CT Imaging as a Tool for Studying Mycobacterium tuberculosis Infection and Treatment in Non-human Primates

18.6K ビュー.  University of Pittsburgh School of Medicine. ここでは、病気のプロセス、薬物治療、および疾患の再アクティブ化を研究する結核に感染しているヒト以外の霊長類における18F-FDG PET/CT 画像の分析を記述するプロトコルを提案する.

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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.

細菌付着の研究ではせん断応力を導入する

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

免疫・感染学

Sample Preparation of Mycobacterium tuberculosis Extracts for Nuclear Magnetic Resonance Metabolomic Studies

Mycobacterium tuberculosis is a major cause of mortality in human beings on a global scale. The emergence of both multi- (MDR) and extensively-(XDR) drug-resistant strains threatens to derail current disease control efforts. Thus, there is an urgent need to develop drugs and vaccines that are more effective than those currently available. The genome of M. tuberculosis has been known for more than 10 years, yet there are important gaps in our knowledge of gene function and essentiality. Many studies have since used gene expression analysis at both the transcriptomic and proteomic levels to determine the effects of drugs, oxidants, and growth conditions on the global patterns of gene expression. Ultimately, the final response of these changes is reflected in the metabolic composition of the bacterium including a few thousand small molecular weight chemicals. Comparing the metabolic profiles of wild type and mutant strains, either untreated or treated with a particular drug, can effectively allow target identification and may lead to the development of novel inhibitors with anti-tubercular activity. Likewise, the effects of two or more conditions on the metabolome can also be assessed. Nuclear magnetic resonance (NMR) is a powerful technology that is used to identify and quantify metabolic intermediates. In this protocol, procedures for the preparation of M. tuberculosis cell extracts for NMR metabolomic analysis are described. Cell cultures are grown under appropriate conditions and required Biosafety Level 3 containment,1 harvested, and subjected to mechanical lysis while maintaining cold temperatures to maximize preservation of metabolites. Cell lysates are recovered, filtered sterilized, and stored at ultra-low temperatures. Aliquots from these cell extracts are plated on Middlebrook 7H9 agar for colony-forming units to verify absence of viable cells. Upon two months of incubation at 37 &deg;C, if no viable colonies are observed, samples are removed from the containment facility for downstream processing. Extracts are lyophilized, resuspended in deuterated buffer and injected in the NMR instrument, capturing spectroscopic data that is then subjected to statistical analysis. The procedures described can be applied for both one-dimensional (1D) 1H NMR and two-dimensional (2D) 1H-13C NMR analyses. This methodology provides more reliable small molecular weight metabolite identification and more reliable and sensitive quantitative analyses of cell extract metabolic compositions than chromatographic methods. Variations of the procedure described following the cell lysis step can also be adapted for parallel proteomic analysis.

Sample Preparation of Mycobacterium tuberculosis Extracts for Nuclear Magnetic Resonance Metabolomic Studies

The metabolomic profile of Mycobacterium tuberculosis is determined after growth in broth cultures. Conditions can be varied to test the effects of nutritional supplements, oxidants, and anti-tuberculosis agents on the metabolic profile of this microorganism. Procedure for extract preparation is applicable for both 1D 1H and 2D 1H-13C NMR analyses.

のサンプル調製<em&gt;結核菌</em核磁気共鳴代謝研究のための&gt;抽出

Mycobacterium tuberculosis is a major cause of mortality in human beings on a global scale. The emergence of both multi- (MDR) and extensively-(XDR) ...

Growth of Mycobacterium tuberculosis Biofilms

Mycobacterium tuberculosis, the etiologic agent of human tuberculosis, has an extraordinary ability to survive against environmental stresses including antibiotics. Although stress tolerance of M. tuberculosis is one of the likely contributors to the 6-month long chemotherapy of tuberculosis 1, the molecular mechanisms underlying this characteristic phenotype of the pathogen remain unclear. Many microbial species have evolved to survive in stressful environments by self-assembling in highly organized, surface attached, and matrix encapsulated structures called biofilms 2-4. Growth in communities appears to be a preferred survival strategy of microbes, and is achieved through genetic components that regulate surface attachment, intercellular communications, and synthesis of extracellular polymeric substances (EPS) 5,6. The tolerance to environmental stress is likely facilitated by EPS, and perhaps by the physiological adaptation of individual bacilli to heterogeneous microenvironments within the complex architecture of biofilms 7.
In a series of recent papers we established that M. tuberculosis and Mycobacterium smegmatis have a strong propensity to grow in organized multicellular structures, called biofilms, which can tolerate more than 50 times the minimal inhibitory concentrations of the anti-tuberculosis drugs isoniazid and rifampicin 8-10. M. tuberculosis, however, intriguingly requires specific conditions to form mature biofilms, in particular 9:1 ratio of headspace: media as well as limited exchange of air with the atmosphere 9. Requirements of specialized environmental conditions could possibly be linked to the fact that M. tuberculosis is an obligate human pathogen and thus has adapted to tissue environments. In this publication we demonstrate methods for culturing M. tuberculosis biofilms in a bottle and a 12-well plate format, which is convenient for bacteriological as well as genetic studies. We have described the protocol for an attenuated strain of M. tuberculosis, mc27000, with deletion in the two loci, panCD and RD1, that are critical for in vivo growth of the pathogen 9. This strain can be safely used in a BSL-2 containment for understanding the basic biology of the tuberculosis pathogen thus avoiding the requirement of an expensive BSL-3 facility. The method can be extended, with appropriate modification in media, to grow biofilm of other culturable mycobacterial species.
Overall, a uniform protocol of culturing mycobacterial biofilms will help the investigators interested in studying the basic resilient characteristics of mycobacteria. In addition, a clear and concise method of growing mycobacterial biofilms will also help the clinical and pharmaceutical investigators to test the efficacy of a potential drug.

Growth of Mycobacterium tuberculosis Biofilms

Mycobacterium tuberculosis forms drug tolerant biofilms when cultured in certain conditions. Here we describe methods for culturing M. tuberculosis biofilms and determining the frequency of drug tolerant persisters. These protocols will be useful for further studies into the mechanisms of drug tolerance in M. tuberculosis.

の成長結核バイオフィルム

Mycobacterium tuberculosis, the etiologic agent of human tuberculosis, has an extraordinary ability to survive against environmental stresses including ...

Demonstrating a Multi-drug Resistant Mycobacterium tuberculosis Amplification Microarray

Simplifying microarray workflow is a necessary first step for creating MDR-TB microarray-based diagnostics that can be routinely used in lower-resource environments. An amplification microarray combines asymmetric PCR amplification, target size selection, target labeling, and microarray hybridization within a single solution and into a single microfluidic chamber. A batch processing method is demonstrated with a 9-plex asymmetric master mix and low-density gel element microarray for genotyping multi-drug resistant Mycobacterium tuberculosis (MDR-TB). The protocol described here can be completed in 6 hr and provide correct genotyping with at least 1,000 cell equivalents of genomic DNA. Incorporating on-chip wash steps is feasible, which will result in an entirely closed amplicon method and system. The extent of multiplexing with an amplification microarray is ultimately constrained by the number of primer pairs that can be combined into a single master mix and still achieve desired sensitivity and specificity performance metrics, rather than the number of probes that are immobilized on the array. Likewise, the total analysis time can be shortened or lengthened depending on the specific intended use, research question, and desired limits of detection. Nevertheless, the general approach significantly streamlines microarray workflow for the end user by reducing the number of manually intensive and time-consuming processing steps, and provides a simplified biochemical and microfluidic path for translating microarray-based diagnostics into routine clinical practice.

Demonstrating a Multi-drug Resistant Mycobacterium tuberculosis Amplification Microarray

An amplification microarray combines asymmetric PCR amplification and microarray hybridization into a single chamber, which significantly streamlines microarray workflow for the end user. Simplifying microarray workflow is a necessary first step for creating microarray-based diagnostics that can be routinely used in lower-resource environments.

多剤耐性を実証<em&gt;結核菌</em&gt;増幅マイクロアレイ

Simplifying microarray workflow is a necessary first step for creating MDR-TB microarray-based diagnostics that can be routinely used in lower-resource ...

A 3D Human Lung Tissue Model for Functional Studies on Mycobacterium tuberculosis Infection

Tuberculosis (TB) still holds a major threat to the health of people worldwide, and there is a need for cost-efficient but reliable models to help us understand the disease mechanisms and advance the discoveries of new treatment options. In vitro cell cultures of monolayers or co-cultures lack the three-dimensional (3D) environment and tissue responses. Herein, we describe an innovative in vitro model of a human lung tissue, which holds promise to be an effective tool for studying the complex events that occur during infection with Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis). The 3D tissue model consists of tissue-specific epithelial cells and fibroblasts, which are cultured in a matrix of collagen on top of a porous membrane. Upon air exposure, the epithelial cells stratify and secrete mucus at the apical side. By introducing human primary macrophages infected with M. tuberculosis to the tissue model, we have shown that immune cells migrate into the infected-tissue and form early stages of TB granuloma. These structures recapitulate the distinct feature of human TB, the granuloma, which is fundamentally different or not commonly observed in widely used experimental animal models. This organotypic culture method enables the 3D visualization and robust quantitative analysis that provides pivotal information on spatial and temporal features of host cell-pathogen interactions. Taken together, the lung tissue model provides a physiologically relevant tissue micro-environment for studies on TB. Thus, the lung tissue model has potential implications for both basic mechanistic and applied studies. Importantly, the model allows addition or manipulation of individual cell types, which thereby widens its use for modelling a variety of infectious diseases that affect the lungs.

A 3D Human Lung Tissue Model for Functional Studies on Mycobacterium tuberculosis Infection

Human tuberculosis infection is a complex process, which is difficult to model in vitro. Here we describe a novel 3D human lung tissue model that recapitulates the dynamics that occur during infection, including the migration of immune cells and early granuloma formation in a physiological environment.

上の機能的研究のための3Dヒト肺組織モデル<em&gt;結核菌</em&gt;感染

Tuberculosis (TB) still holds a major threat to the health of people worldwide, and there is a need for cost-efficient but reliable models to help us ...

Murine Lymphocyte Labeling by 64Cu-Antibody Receptor Targeting for In Vivo Cell Trafficking by PET/CT

This protocol illustrates the production of 64Cu and the chelator conjugation/radiolabeling of a monoclonal antibody (mAb) followed by murine lymphocyte cell culture and 64Cu-antibody receptor targeting of the cells. In vitro evaluation of the radiolabel and non-invasive in vivo cell tracking in an animal model of an airway delayed-type hypersensitivity reaction (DTHR) by PET/CT are described.
In detail, the conjugation of a mAb with the chelator 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA) is shown. Following the production of radioactive 64Cu, radiolabeling of the DOTA-conjugated mAb is described. Next, the expansion of chicken ovalbumin (cOVA)-specific CD4+ interferon (IFN)-&#947;-producing T helper cells (cOVA-TH1) and the subsequent radiolabeling of the cOVA-TH1 cells are depicted. Various in vitro techniques are presented to evaluate the effects of 64Cu-radiolabeling on the cells, such as the determination of cell viability by trypan blue exclusion, the staining for apoptosis with Annexin V for flow cytometry, and the assessment of functionality by IFN-&#947; enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Furthermore, the determination of the radioactive uptake into the cells and the labeling stability are described in detail. This protocol further describes how to perform cell tracking studies in an animal model for an airway DTHR and, therefore, the induction of cOVA-induced acute airway DHTR in BALB/c mice is included. Finally, a robust PET/CT workflow including image acquisition, reconstruction, and analysis is presented.
The 64Cu-antibody receptor targeting approach with subsequent receptor internalization provides high specificity and stability, reduced cellular toxicity, and low efflux rates compared to common PET-tracers for cell labeling, e.g.64Cu-pyruvaldehyde bis(N4-methylthiosemicarbazone) (64Cu-PTSM). Finally, our approach enables non-invasive in vivo cell tracking by PET/CT with an optimal signal-to-background ratio for 48 h. This experimental approach can be transferred to different animal models and cell types with membrane-bound receptors that are internalized.

Murine Lymphocyte Labeling by 64Cu-Antibody Receptor Targeting for In Vivo  Cell Trafficking by PET/CT

Following the preparation of a 64Cu-modified monoclonal antibody binding to a transgenic murine T cell receptor, T cells are radiolabeled in vivo, analyzed for viability, functionality, labeling stability and apoptosis, and adoptively transferred into mice with an airway delayed-type hypersensitivity reaction for non-invasive imaging by positron emission tomography/computed tomography (PET/CT).

マウスリンパ球標識による<sup&gt; 64</sup以下のためのターゲット設定&gt;のCu-抗体の受容体<em&gt;インビボ</em&gt; PET / CTによる細胞輸送

This protocol illustrates the production of 64Cu and the chelator conjugation/radiolabeling of a monoclonal antibody (mAb) followed by murine lymphocyte ...

System for Efficacy and Cytotoxicity Screening of Inhibitors Targeting Intracellular Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of tuberculosis (TB), is a leading cause of morbidity and mortality worldwide. With the increased spread of multi drug-resistant TB (MDR-TB), there is a real urgency to develop new therapeutic strategies against M. tuberculosis infections. Traditionally, compounds are evaluated based on their antibacterial activity under in vitro growth conditions in broth; however, results are often misleading for intracellular pathogens like M. tuberculosis since in-broth phenotypic screening conditions are significantly different from the actual disease conditions within the human body. Screening for inhibitors that work inside macrophages has been traditionally difficult due to the complexity, variability in infection, and slow replication rate of M. tuberculosis. In this study, we report a new approach to rapidly assess the effectiveness of compounds on the viability of M. tuberculosis in a macrophage infection model. Using a combination of a cytotoxicity assay and an in-broth M. tuberculosis viability assay, we were able to create a screening system that generates a comprehensive analysis of compounds of interest. This system is capable of producing quantitative data at a low cost that is within reach of most labs and yet is highly scalable to fit large industrial settings.

System for Efficacy and Cytotoxicity Screening of Inhibitors Targeting Intracellular Mycobacterium tuberculosis

We have developed a modular high-throughput screening system for discovering novel compounds against Mycobacterium tuberculosis, targeting intracellular and in-broth growing bacteria as well as cytotoxicity against the mammalian host cell.

細胞内の標的阻害剤の有効性及び細胞毒性スクリーニングのためのシステム<em&gt;結核菌</em

Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of tuberculosis (TB), is a leading cause of morbidity and mortality worldwide. With the increased spread ...

Imaging Mycobacterium tuberculosis in Mice with Reporter Enzyme Fluorescence

Reporter enzyme fluorescence (REF) utilizes substrates that are specific for enzymes present in target organisms of interest for imaging or detection by fluorescence or bioluminescence. We utilize BlaC, an enzyme expressed constitutively by all M. tuberculosis strains. REF allows rapid quantification of bacteria in lungs of infected mice. The same group of mice can be imaged at many time points, greatly reducing costs, enumerating bacteria more quickly, allowing novel observations in host-pathogen interactions, and increasing statistical power, since more animals per group are readily maintained. REF is extremely sensitive due to the catalytic nature of the BlaC enzymatic reporter and specific due to the custom flourescence resonance energy transfer (FRET) or fluorogenic substrates used. REF does not require recombinant strains, ensuring normal host-pathogen interactions. We describe the imaging of M. tuberculosis infection using a FRET substrate with maximal emission at 800 nm. The wavelength of the substrate allows sensitive deep tissue imaging in mammals. We will outline aerosol infection of mice with M. tuberculosis, anesthesia of mice, administration of the REF substrate, and optical imaging. This method has been successfully applied to evaluating host-pathogen interactions and efficacy of antibiotics targeting M. tuberculosis.

Imaging Mycobacterium tuberculosis in Mice with Reporter Enzyme Fluorescence

We describe the optical imaging of mice infected with Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) using reporter enzyme fluorescence (REF). This protocol facilitates the sensitive and specific detection of M. tuberculosis in pre-clinical animal models for pathogenesis, therapeutics and vaccine research.

レポーター酵素蛍光を用いたマウスにおける結核菌をイメージング

Reporter enzyme fluorescence (REF) utilizes substrates that are specific for enzymes present in target organisms of interest for imaging or detection by ...

Modeling Tuberculosis in Mycobacterium marinum Infected Adult Zebrafish

Mycobacterium tuberculosis is currently the deadliest human pathogen causing 1.7 million deaths and 10.4 million infections every year. Exposure to this bacterium causes a wide disease spectrum in humans ranging from a sterilized infection to an actively progressing deadly disease. The most common form is the latent tuberculosis, which is asymptomatic, but has the potential to reactivate into a fulminant disease. Adult zebrafish and its natural pathogen Mycobacterium marinum have recently proven to be an applicable model to study the wide disease spectrum of tuberculosis. Importantly, spontaneous latency and reactivation as well as adaptive immune responses in the context of mycobacterial infection can be studied in this model. In this article, we describe methods for the experimental infection of adult zebrafish, the collection of internal organs for the extraction of nucleic acids for the measurement of mycobacterial loads and host immune responses by quantitative PCR. The in-house-developed, M. marinum-specific qPCR assay is more sensitive than the traditional plating methods as it also detects DNA from non-dividing, dormant or recently dead mycobacteria. As both DNA and RNA are extracted from the same individual, it is possible to study the relationships between the diseased state, and the host and pathogen gene-expression. The adult zebrafish model for tuberculosis thus presents itself as a highly applicable, non-mammalian in vivo system to study host-pathogen interactions.

Modeling Tuberculosis in Mycobacterium marinum Infected Adult Zebrafish

Here, we present a protocol to model human tuberculosis in an adult zebrafish using its natural pathogen Mycobacterium marinum. Extracted DNA and RNA from the internal organs of infected zebrafish can be used to reveal the total mycobacterial loads in the fish and the host&#39;s immune responses with qPCR.

結核抗酸菌 marinum感染成人ゼブラフィッシュをモデル化

Mycobacterium tuberculosis is currently the deadliest human pathogen causing 1.7 million deaths and 10.4 million infections every year. Exposure to this ...

Use of the Invertebrate Galleria mellonella as an Infection Model to Study the Mycobacterium tuberculosis Complex

Tuberculosis is the leading global cause of infectious disease mortality and roughly a quarter of the world&#8217;s population is believed to be infected with Mycobacterium tuberculosis. Despite decades of research, many of the mechanisms behind the success of M. tuberculosis as a pathogenic organism remain to be investigated, and the development of safer, more effective antimycobacterial drugs are urgently needed to tackle the rise and spread of drug resistant tuberculosis. However, the progression of tuberculosis research is bottlenecked by traditional mammalian infection models that are expensive, time consuming, and ethically challenging. Previously we established the larvae of the insect Galleria mellonella (greater wax moth) as a novel, reproducible, low cost, high-throughput and ethically acceptable infection model for members of the M. tuberculosis complex. Here we describe the maintenance, preparation, and infection of G. mellonella with bioluminescent Mycobacterium bovis BCG lux. Using this infection model, mycobacterial dose dependent virulence can be observed, and a rapid readout of in vivo mycobacterial burden using bioluminescence measurements is easily achievable and reproducible. Although limitations exist, such as the lack of a fully annotated genome for transcriptomic analysis, ontological analysis against genetically similar insects can be carried out. As a low cost, rapid, and ethically acceptable model for tuberculosis, G. mellonella can be used as a pre-screen to determine drug efficacy and toxicity, and to determine comparative mycobacterial virulence prior to the use of conventional mammalian models. The use of the G. mellonella-mycobacteria model will lead to a reduction in the substantial number of animals currently used in tuberculosis research.

Use of the Invertebrate Galleria mellonella as an Infection Model to Study the Mycobacterium tuberculosis Complex

Galleria mellonella was recently established as a reproducible, cheap, and ethically acceptable infection model for the Mycobacterium tuberculosis complex. Here we describe and demonstrate the steps taken to establish successful infection of G. mellonella with bioluminescent Mycobacterium bovis BCG lux.

結核複合体を研究するための感染モデルとしての無脊椎動物ガレリアメロネラの使用

Tuberculosis is the leading global cause of infectious disease mortality and roughly a quarter of the world&#8217;s population is believed to be infected ...