Zakażenia Campylobacter jejuni mają wysoką częstość występowania na całym świecie i stanowią znaczne obciążenie społeczno-ekonomiczne. znaczące obciążenie społeczno-ekonomiczne. C. jejuni może przekraczać barierę nabłonka jelitowego. barierę nabłonkową jelit, co uwidoczniono w biopsjach pochodzących od pacjentów i modeli zwierzęcych, jednak mechanizmy molekularne leżące u ich podstaw i związana z nimi immunopatologia wciąż nie są dobrze poznane. wciąż nie są dobrze poznane. Niedawno wykazaliśmy, że wydzielana proteaza serynowa proteaza serynowa HtrA (wymaganie wysokiej temperatury A) odgrywa kluczową rolę w inwazji komórkowej i transmigracji C. jejuni i transmigracji przez spolaryzowane komórki nabłonkowe in vitro. W niniejszym badaniu in vivo zbadaliśmy rolę HtrA podczas zakażenia myszy C. jejuni u myszy. Wykorzystaliśmy gnotobiotyczny model myszy IL-10(-/-) do badania kampylobakteriozy po przezustnym zakażeniu szczepem C. jejuni typu dzikiego (WT) NCTC11168 i izogenicznym, niepolarnym mutantem delecyjnym NCTC11168ΔhtrA. Sześć dni po zakażeniu (p.i.) którymkolwiek ze szczepów myszy miały porównywalne obciążenia jelitowe C. jejuni, podczas gdy wrzodziejące zapalenie jelit było mniej wyraźne u myszy zakażonych zmutowanym szczepem ΔhtrA. Co więcej, myszy zakażone mutantem ΔhtrA myszy wykazywały niższą liczbę komórek apoptotycznych w błonie śluzowej jelita grubego, mniej akumulację neutrofili, makrofagów i monocytów w jelicie grubym, niższy poziom jelitowy tlenek azotu, IFN-γ i IL-6, a także niższe stężenia TNF-α i IL-6 w surowicy w porównaniu do szczepu WT. w porównaniu do myszy zakażonych szczepem WT w dniu 6 p.i. W szczególności, odpowiedzi immunopatologiczne nie były ograniczone do przewodu pokarmowego, biorąc pod uwagę że wątroba i nerki wykazywały łagodne zmiany histopatologiczne 6 dni p.i. z obu szczepów C. jejuni. Stwierdziliśmy również, że wątrobowe i nerkowe poziomy tlenku azotu lub nerkowe stężenia TNF-α były niższe w mutancie ΔhtrA w porównaniu do do myszy zakażonych szczepem WT. Podsumowując, pokazujemy tutaj, że białko C. jejuni HtrA odgrywa kluczową rolę w indukowaniu apoptozy komórek gospodarza i immunopatologii podczas mysiej kampylobakteriozy w jelitach in vivo. --- Aby modelować chorobę zapalną jelit, oceniliśmy zakażenie Helicobacter hepaticus 3B1 (ATCC 51449) i potencjalnym probiotykiem Lactobacillus reuteri (ATCC PTA-6475) u gnotobiotycznych myszy B6.129P2-IL-10(tm1Cgn) (IL-10(-/-)). Nie typhlocolitis nie rozwinęło się u myszy wolnych od zarodków (n=21) ani u myszy L. reuteri (n=8) lub H. hepaticus (n=18) przez 20 tygodni po zakażeniu. Jako pozytywne kontrole, trzy myszy wolne od specyficznych patogenów IL-10(-/-), którym podano H. hepaticus w ciągu 11 tygodni rozwinęło się ciężkie zapalenie okrężnicy. Ponieważ L. reuteri PTA-6475 ma właściwości przeciwzapalne in vitro, nieoczekiwane było zaobserwowanie znaczące zapalenie typhlocolitis (P<0-0001) u myszy, które zostały zakażone L. reuteri, a następnie w ciągu 1 tygodnia H. hepaticus (n=16). Kolonizacja H. hepaticus nie uległa zmianie przez 20 tygodni po zakażeniu, ale kolonizacja L. reuteri była niższa u myszy współzakażonych w porównaniu z myszami z monoasocjacją L. reuteri w 8-11 tygodniu po zakażeniu (P<0-05). Typhlocolitis było związane ze zwiększoną odpowiedzią T helper typu 1 w surowicy IgG2c na H. hepaticus u współzakażonych myszy w porównaniu z H. hepaticus (P<0-005) i podobnie, ekspresja mRNA w tkance jelita ślepego i okrężnicy była podwyższona. w tkance jelita ślepego i okrężnicy była podwyższona co najmniej dwukrotnie dla ligandów chemokin i prozapalnych interleukiny-1α (IL-1α), IL-1β, receptora IL-12, czynnika martwicy nowotworów czynnik-α i indukowalna syntaza tlenku azotu. Przeciwzapalne transformujące czynnik wzrostu-β, laktotransferyna, białka rozpoznające peptydoglikan, receptory Toll-podobne 4, 6, 8 i indukowana syntaza tlenku azotu. 4, 6, 8, a zwłaszcza 9, były również podwyższone tylko u współzakażonych myszy (P współzakażonych myszy (P<0-05). Dane te potwierdzają, że rozwój typhlocolitis u myszy zakażonych H. hepaticus IL-10(-/-) wymagał współkolonizacji z inną mikrobiotą, a w tym badaniu wymagało tylko L. reuteri. Chociaż wpływ innej mikrobioty na właściwości wirulencji H. hepaticus pozostaje spekulatywne, dalsze badania z wykorzystaniem tego gnotobiotycznego modelu są teraz możliwe. możliwe. --- Patogenezę zmian jelitowych badano u gnotobiotycznych prosiąt, które, po histerektomii zostały zakażone doustnie Campylobacter jejuni w pierwszym dniu życia. pierwszego dnia życia. Zaangażowanie całego jelita grubego stało się klinicznie przez szorowanie w dniach po zakażeniu (DPI) 4 do DPI 5, i patomorfologicznie przez jednoczesne zapalenie i ciężki obrzęk ściany jelita. ściany jelita. Histologia i SEM ujawniły obrzęk zapalny z obfitymi neutrofilami, mikrouszkodzeniami, ogniskowym rozprzestrzenianiem się i aktywacją komórek kubkowych, oraz obecność materiału mucyno-dodatniego w świetle jelita. BADANIE TEM ujawniło rozłączone fałdy międzywęzłowe i szerokie rozszerzone przestrzenie międzykomórkowe przestrzenie międzykomórkowe między enterocytami. Komórki śródbłonka małych naczyń krwionośnych naczyń krwionośnych w blaszce właściwej wykazały przerost wraz ze wzrostem grubości ich blaszki podstawnej. Zmiany ultrastrukturalne mikrokrążenia jelita grubego mikrokrążenia jelita grubego również potwierdzają hipotezę, że zaburzenia w układzie naczyniowym są odpowiedzialne za obrzęk jelita ślepego i okrężnicy. Nietobiotyczne prosięta mogą mogą być wykorzystywane jako odpowiedni model zwierzęcy do badania zapalenia jelita grubego wywołanego przez C. jejuni. --- TŁO I CELE: Ostatnio opracowano szereg modeli zwierzęcych dla różnych aspektów nieswoistego zapalenia jelit (IBD). nieswoistego zapalenia jelit (IBD). Celem tego badania było było wykorzystanie jednego z nich do określenia, czy określone, pozornie nieszkodliwe, bakterie jelitowe mogą wywoływać lub zaostrzać IBD. METODY: Konwencjonalnie hodowane myszy C.B17 SCID porównano z myszami wolnymi od zarazków i gnotobiotycznymi. gnotobiotycznymi myszami, monoasocjowanymi z 1 z 5 bakterii jelitowych, po przeniesieniu CD45RB(high) CD4(+) komórek T od konwencjonalnie hodowanych kongenicznych myszy BALB/c. Myszy-biorcy były monitorowane przez 7-12 tygodni pod kątem objawów klinicznych IBD, a tkanki tkanki analizowano za pomocą histologii / cytometrii przepływowej pod kątem nieprawidłowego stanu zapalnego i wzrost komórek T CD4(+). WYNIKI: Ani myszy wolne od zarazków, ani myszy monoasocjowane z segmentowanymi bakteriami nitkowatymi bakteriami nitkowatymi, Ochrobactrum anthropi, niepatogennym mutantem Listeria monocytogenes lub Morganella morganii rozwinęły jakiekolwiek objawy IBD. W przeciwieństwie do tego, myszy monoasocjowane z Helicobacter muridarum wykazywały przyspieszony rozwój IBD w ciągu 5-6 tygodni w porównaniu z 8-12 tygodniami obserwowanymi u myszy konwencjonalnie hodowanych myszy. Wzrost liczby limfocytów T CD4(+) w śledzionie i jelicie grubym w śledzionie i jelicie grubym myszy z monoasocjacją H. muridarum, a także u myszy hodowanych konwencjonalnie hodowanych konwencjonalnie był znacznie wyższy niż u innych myszy monoasocjowanych. WNIOSKI: Spośród badanych bakterii jelitowych, H. muridarum może służyć jako prowokator IBD w tym modelu. --- TŁO I CELE: Klotho (KL) jest białkiem przeciwzapalnym, które chroni śródbłonek przed zaburzeniami śródbłonek przed dysfunkcją indukowaną tlenkiem azotu (NO), zmniejsza ekspresję cząsteczek adhezyjnych śródbłonka i potencjalnie reguluje funkcje komórek T. Niedobór KL prowadzi do przedwczesnego starzenia się i upośledzenia homeostazy Ca2+/Pi, co może prowadzić do związanej z nieswoistym zapaleniem jelit (IBD) osteopenii/osteoporozy. Zbadaliśmy zmiany w nerkowej ekspresji Kl w wyniku zapalenia jelita grubego. METODY: Zbadaliśmy 3 mysie modele IBD: zapalenie jelita grubego wywołane przez kwas trinitrobenzenosulfonowy kwasem trinitrobenzenosulfonowym, zapalenie jelita grubego wywołane mikroflorą (w gnotobiotycznych interleukina-10(-/-)) i zapalenie okrężnicy wywołane adoptywnym transferem CD4(+)CD45RB(high) komórek T. Wpływ czynnika martwicy nowotworów (TNF) i interferonu (IFN)-gamma na ekspresję Kl i aktywność jego promotora były w komórkach nabłonka nerek (mpkDCT4 i mIMCD3). WYNIKI: Nerkowa ekspresja informacyjnego RNA (mRNA) i białka Kl była zmniejszona we wszystkich 3 modelach IBD. wszystkich 3 modelach IBD. Zmniejszony poziom KL korelował z ciężkością zapalenia jelita grubego. Zapalenie jelita grubego; efekt został odwrócony przez neutralizujące przeciwciała przeciwko TNF. In W warunkach in vitro TNF hamował ekspresję Kl, a efekt ten był wzmacniany przez IFN-gamma. Połączenie kombinacja TNF i IFN-gamma zwiększała ekspresję indukowalnego tlenku azotu (iNOS) i zwiększało produkcję NO. Efekt działania IFN-gamma był odtworzony przez ekspozycję na donor NO i odwrócony przez inhibitor iNOS. W komórkach inkubowanych z TNF i/lub IFN-gamma, stabilność mRNA Kl pozostawała niezmieniona, podczas gdy aktywność promotora Kl była zmniejszona, co wskazuje, że te cytokiny regulują Kl na poziomie transkrypcyjnym. WNIOSKI: Zmniejszona regulacja KL, która występuje podczas stanu zapalnego, może za powikłania pozajelitowe, takie jak nieprawidłowości w homeostazie kości homeostazy kości, które występują u pacjentów z IBD. --- Początkowe zdarzenia i mechanizmy efektorowe większości chorób zapalnych i autoimmunologicznych pozostają w dużej mierze nieznane. pozostają w dużej mierze nieznane. Dysfunkcje wrodzonego i adaptacyjnego układu odpornościowego związanych z błonami śluzowymi (główny interfejs między organizmem a jego środowiskiem, np. organizmem a jego środowiskiem, np. mikrobiotą, żywnością) mogą powodować upośledzenie funkcji bariery śluzówkowej i rozwój miejscowych lub ogólnoustrojowych procesów zapalnych i autoimmunologicznych. i procesów autoimmunologicznych. Modele zwierzęce pomagają w wyjaśnieniu etiologii i mechanizmów patogenetycznych i mechanizmów patogenetycznych chorób człowieka, takich jak nieswoiste zapalenia jelit, choroba choroba Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego, ciężkie choroby przewlekłe wpływające na jelita. Aby zbadać rolę odporności wrodzonej i mikrobioty jelitowej w jelit, zapalenie jelita grubego indukowano siarczanem dekstranu sodu (DSS) u myszy z ciężkim połączonym niedoborem odporności. myszy z ciężkim złożonym niedoborem odporności (SCID). Konwencjonalnie hodowane (skolonizowane mikroflorą) myszy SCID wykazywały ciężkie zapalenie, takie jak obserwowane u immunokompetentnych myszy Balb/c, podczas gdy tylko niewielkie zmiany pojawiły się w błonie śluzowej jelit błony śluzowej jelit myszy SCID karmionych DSS bez gnotobioty. Obecność mikroflory ułatwia zapalenie jelita grubego wywołane przez DSS, które rozwija się u myszy SCID z myszy SCID z niedoborem odporności, czyli przy braku limfocytów T i B. Celiakia, przewlekłe autoimmunologiczne schorzenie jelita cienkiego, dotyka genetycznie genetycznie podatne osoby z nietolerancją glutenu pszenicy. Wykazaliśmy, że w przeciwieństwie do przeciwieństwie do innych białek żywności, gliadyna pszenicy i jej fragmenty peptyczne aktywują mysie makrofagi i ludzkie monocyty do produkcji prozapalnych cytokin poprzez szlak sygnałowy czynnika jądrowego-kappaB. Aktywacja komórek odporności wrodzonej przez białka żywności lub składniki mikrobioty jelitowej może zatem może zatem uczestniczyć w upośledzeniu błony śluzowej jelit i rozwoju jelitowego i/lub ogólnoustrojowego stanu zapalnego. --- Podejścia metagenomiczne są obecnie wykorzystywane do rozszyfrowania genomu mikrobioty (mikrobiomu). mikrobioty (mikrobiomu), a równolegle prowadzone są badania funkcjonalne w celu analizy wpływu mikrobioty na gospodarza. w celu analizy wpływu mikrobioty na gospodarza. Metody gnotobiologiczne są niezbędnym narzędziem do badania konsekwencji kolonizacji bakteryjnej. kolonizacji bakteryjnej. Zwierzęta wykorzystywane jako modele chorób ludzkich mogą być utrzymywane w sterylnych warunkach (izolatory używane do hodowli wolnej od zarazków) i specjalnie skolonizowane określonymi drobnoustrojami (w tym niehodowalnymi bakteriami komensalnymi). Skutki stanu wolnego od zarazków lub skutki kolonizacji na inicjację i utrzymanie choroby można zaobserwować w tych modelach. Stosując to podejście wykazaliśmy bezpośredni udział składników mikrobioty w przewlekłym zapaleniu jelit i rozwoju choroby. zapalenie jelit i rozwój nowotworu okrężnicy (tj. przy użyciu modeli ludzkiej choroby zapalnej jelit i raka jelita grubego). W przeciwieństwie do tego ochronny wpływ kolonizacji mikrobioty wykazano w przypadku rozwój cukrzycy autoimmunologicznej u myszy bez otyłości z cukrzycą (NOD). Co ciekawe, rozwój miażdżycy u myszy pozbawionych apolipoproteiny E (ApoE) karmionych standardową dietą niskocholesterolową jest przyspieszony w porównaniu z konwencjonalnie hodowanymi zwierzętami. w porównaniu z konwencjonalnie hodowanymi zwierzętami. Indukcja śluzówkowej tolerancji na alergen Bet v1 nie miała wpływu obecność lub brak mikrobioty. Identyfikacja składników mikrobioty i wyjaśnienie molekularnych mechanizmów ich działania w indukowaniu patologii. molekularnych mechanizmów ich działania w indukowaniu zmian patologicznych lub wywoływaniu korzystne, chroniące przed chorobami działania mogą pomóc w naszej zdolności do wpływania na na skład mikrobioty i znalezienie szczepów i składników bakteryjnych (np. (np. probiotyków i prebiotyków), których podawanie może pomóc w zapobieganiu i leczeniu chorób. zapobieganie i leczenie. --- Uważa się, że Bacteroides, dominujące bakterie komensalne w jelitach, są odpowiedzialne za rozwój nieswoistego zapalenia jelit (IBD). odpowiedzialne za rozwój nieswoistego zapalenia jelit (IBD). W W niniejszym badaniu zbadaliśmy, czy bifidobakterie hamują B. vulgatus, reprezentatywny patogenny gatunek reprezentatywny patogenny gatunek Bacteroides, zarówno w systemie kokultury, jak i gnotobiotycznym modelu mysim. W rezultacie, Bifidobacterium infantis 1222 wysoce silnie hamowały wzrost B. vulgatus w kokulturze, a także znacząco tłumiły ogólnoustrojową odpowiedź przeciwciał wywołaną przez B. vulgatus kolonizujące jelita u myszy gnotobiotycznych. Kolonizacja myszy przez B. vulgatus zwiększyła liczbę liczbę komórek płata Peyera (PP) z fenotypem PNA (aglutynina arachidowa)+/anty-kappa+, który reprezentuje fenotyp komórek plazmatycznych. które reprezentują komórki B podobne do komórek plazmatycznych. Co więcej, leczenie tych myszy z wszczepionym B. vulgatus z B. infantis 1222 zniosło taki wzrost w liczbie komórek PNA+/anty-kappa+. Wyniki te sugerują zatem, że B. infantis 1222 chronił warstwę nabłonkową jelit, w tym PP, przed inwazją inwazji przez Bacteroides, tym samym tłumiąc ogólnoustrojową odpowiedź przeciwciał wywołaną przez Bacteroides. --- TŁO: Myszy pozbawione specyficznych patogenów (SPF), ale nie wolne od zarazków (GF), myszy z niedoborem interleukiny (IL)-2 (IL-2-/-) rozwijają chorobę zapalną jelit (IBD) w wieku od 10 do 15 tygodni. do 15 tygodnia życia. Nietobiotyczne myszy IL-2-/- monokolonizowane bakteriami E. coli mpk rozwijają IBD w wieku od 25 do 33 tygodni, ale nie B. vulgatus mpk, E. coli Nissle 1917 lub myszy kolonizowanych zarówno E. coli mpk, jak i B. vulgatus. METODY: Aby określić geny regulowane przez te komensalne bakterie, ekspresja genów gospodarza w okrężnicy 8-tygodniowych myszy IL-2-/- porównano przy użyciu mikromacierzy i półilościowego łańcucha polimerazy z odwrotną transkrypcją reakcję. Kolonizacja E. coli mpk/B. vulgatus lub mikrobiotą SPF zmieniła profil ekspresji genów bardziej profil ekspresji genów głębiej niż monokolonizacja B. vulgatus, E. coli mpk lub E. coli Nissle, wskazując, że na złożoność wzoru ekspresji genów wpływa ekspresji genów zależy od różnorodności mikrobioty. WYNIKI: Można zdefiniować małą, ale odrębną grupę genów, które mogą być związane z rozwojem zapalenia jelita grubego. związane z rozwojem zapalenia jelita grubego. Tak więc, 8-tygodniowe myszy E. coli mpk IL-2-/- w porównaniu do E. coli Nissle, B. vulgatus i E. coli mpk/B. vulgatus IL-2-/- myszy wykazywały niższą ekspresję przeciwzapalnych genów z rodziny genów z rodziny RegIII, takich jak RegIII[gamma] i białko związane z zapaleniem trzustki (PAP) oraz genów regulowanych przez receptor aktywowany proliferatorami peroksysomów [gamma], takich jak takie jak adipsyna i adiponektyna. WNIOSEK: Zwiększona ekspresja tych genów u myszy skolonizowanych przez B. vulgatus vulgatus może być związana z zapobieganiem zapaleniu okrężnicy wywołanemu przez E. coli mpk w E. coli mpkM/B. vulgatus IL-2-/- myszy.
Czy gnotobiotyczne modele zwierzęce były wykorzystywane do badania chorób jelit?
Tak, zwierzęta gnotobiotyczne (np. myszy) były wykorzystywane do badania chorób jelit (np. nieswoistego zapalenia jelit).