مقدمه‌ای بر مدل‌سازی عفونت‌های باکتریایی و سپسیس در جوندگان
سپسیس یک بیماری خطرناک است این بیماری زمانی ایجاد می شود که پاسخ بدن به عفونت های باکتریایی از تنظیم خارج شود و منجر به التهاب گسترده، آسیب بافتی، نارسایی اندام و در نهایت مرگ می‌شود.این بیماری با میزان مرگ و میر بالا و گزینه‌های درمانی محدود، چالش بزرگی را در پزشکی نشان می‌دهد.
پاتوفیزیولوژی سپسیس شامل تعاملات پیچیده بین پاتوژن مهاجم و سیستم ایمنی میزبان، از جمله تولید بیش از حد سیتوکین‌ها (طوفان سیتوکینی)، اختلال عملکرد اندوتلیال و نارسایی گردش خون است. برای درک مکانیسم بیماری سپسیس و ارزیابی درمان‌های موجود، مدل‌های مختلف جوندگان توسعه داده شده‌اند که جنبه‌های مختلف عفونت‌های باکتریایی را شبیه‌سازی می‌کنند.
در آزمایشگاه دانش بنیان ژنیران، ما مدل‌های جوندگان با عفونت‌های باکتریایی و سپسیس را برای تحقیقات ایمونولوژیکی، آزمایش آنتی‌بیوتیک‌ها و ارزیابی داروهای پیش‌بالینی ارائه می‌دهیم.
مدل بستن و سوراخ کردن سکوم (CLP)
مدل بستن و سوراخ کردن سکوم (CLP) به طور گسترده به عنوان استاندارد طلایی برای القا سپسیس در نظر گرفته می‌شود.
این بیماری عفونت داخل شکمی را شبیه سازی می‌کند، که بسیار شبیه به پیشرفت سپسیس انسانی، از جمله التهاب سیستمیک، باکتریمی و اختلال عملکرد چند عضوی است.
مکانیسم
در این روش ابتدا حیوان را با استفاده از روش های بیهوشی مناسب بیهوش می کنیم، سپس از طریق لاپراتومی و دسترسی به سکوم ، بخشی از سکوم را بسته و جهت نشت محتویات مدفوع به داخل حفره صفاقی چند سوراخ در ناحیه بسته شده ایجاد می کنیم.
این امر باعث ایجاد پریتونیت آهسته و پیشرونده می‌شود که منجر به گسترش باکتری‌ها، سندرم پاسخ التهابی سیستمیک (SIRS) و شوک سپتیک می‌شود. ایجاد مدل به این روش با تنظیم طول اتصال و گیج سوزن،به راحتی قابل کنترل است. با گذشت زمان، حیوانات دچار افت فشار خون، افت دمای بدن، اسیدوز متابولیک و افزایش سطح سیتوکین‌هایی مانند TNF-α، IL-6 و IL-1β می‌شوند. نارسایی چندین عضو، به ویژه در ریه‌ها، کبد و کلیه‌ها، می‌تواند رخ دهد.
اندوتوکسمی ناشی از لیپوپلی ساکارید (LPS)
مدل اندوتوکسمی ناشی از LPS یکی از ساده‌ترین و کنترل‌شده‌ترین راه‌ها برای القای پاسخ شبه سپتیک در جوندگان است. LPS، یکی از اجزای غشاهای باکتری‌های گرم منفی، به عنوان یک فعال‌کننده قوی گیرنده شبه Toll 4 (TLR4) روی سلول‌های ایمنی عمل می‌کند و منجر به طوفان سریع سیتوکین می‌شود.
مکانیسم
پس از تزریق داخل صفاقی یا داخل وریدی LPS، حیوانات دچار التهاب سیستمیک حاد می‌شوند. دوزهای بالا منجر به افت فشار خون، نشت عروقی، تب یا هیپوترمی و در نهایت نارسایی چندین عضو می‌شود.
این مدل برای مطالعه ایمنی ذاتی، مسیرهای سیگنالینگ سیتوکین (به عنوان مثال، NF-κB، (MAPK و آزمایش عوامل ضد التهابی یا ضد سیتوکین ایده‌آل است.
اگرچه این روش شامل باکتری‌های زنده یا عفونت واقعی نمی‌شود، اما پاسخ التهابی که ایجاد می‌کند برای تحریک مسیرهای ایمنی دخیل در مراحل اولیه سپسیس مفید است.
مدل‌های زنده عفونت باکتریایی
مدل‌هایی که شامل باکتری‌های زنده هستند (مانند E. coli، S. aureus، K. pneumonia)، به پژوهشگران این امکان را می‌دهند تا واکنش های میزبان-پاتوژن، پاسخ‌های ضدمیکروبی، و پاک‌سازی ایمنی را در یک بستر فیزیولوژیکی واقعی تر بررسی کنند.
ارگانیسم‌های رایج شامل اشریشیا کلی، استافیلوکوکوس اورئوس و کلبسیلا پنومونیه هستند که از طریق مسیرهای مختلفی مانند تزریق داخل وریدی، داخل صفاقی تجویز می شوند.
مکانیسم
بسته به مسیر و سویه باکتریایی، این مدل‌ها می‌توانند عفونت‌های موضعی (مثلاً ذات‌الریه، پریتونیت یا آبسه) یا سپسیس سیستمیک را شبیه‌سازی کنند.
پس از تزریق، باکتری‌ها تکثیر می‌شوند و پاسخ‌های ایمنی ذاتی و اکتسابی را تحریک می‌کنند. اگر عفونت بر دفاع میزبان غلبه کند، می‌تواند منجر به انتشار سیستمیک، طوفان سیتوکین و شوک سپتیک شود. این مدل‌ها به ویژه برای ارزیابی اثربخشی آنتی‌بیوتیک‌ها، درمان با باکتریوفاژ، عوامل تعدیل‌کننده سیستم ایمنی و کاندیداهای واکسن مفید هستند.
سپسیس ناشی از مایع مدفوع
مدل مایع مدفوعی یک جایگزین ساده‌شده برای CLP است که شامل تزریق سوسپانسیون فیلترشده از مواد مدفوعی به صورت داخل صفاقی برای القای پریتونیت باکتریال است.
مکانیسم
مایع مدفوع حاوی ترکیبی پیچیده از میکروب‌ها و سموم روده است که باعث التهاب صفاق و باکتریمی می‌شود. این مایع یک پاسخ سپتیک مداوم و تکرارپذیر را بدون نیاز به جراحی فراهم می‌کند. این مدل امکان تعیین شدت را فراهم می‌کند و برای مطالعات التهاب و درمان در طول زمان قابل استفاده است.
نتیجه گیری
مدل‌های جوندگان از عفونت‌های باکتریایی و سپسیس ابزارهای ضروری برای درک پاتوژنز عفونت سیستمیک، پاسخ ایمنی میزبان و اثربخشی درمان هستند. هر مدل هدف مشخصی را دنبال می‌کند:
- روش CLP لیگاسیون و سوراخ‌کردن سکوم به‌طور نزدیکی روند پیشرفت سپسیس در انسان را با ایجاد چالش پلی‌میکروبی (چندمیکروبی) شبیه‌سازی می‌کند.
- مدل LPS برای مطالعه مسیرهای ایمنی و تنظیم سایتوکاین‌ها ایده‌آل است.
- عفونت‌های باکتریایی زنده، تعامل میزبان-پاتوژن و آزمایش دارو را امکان‌پذیر می‌کنند.
- مایع مدفوعی یک مدل سپسیس پلی میکروبیال تکرار پذیر و بدون نیاز به جراحی را ارائه می دهد.
همچنین بخوانید:
- خدمات القا انواع بیماری و ایجاد حیوان مدل
- دوره کارآموزی کار با حیوانات آزمایشگاهی
- خرید انواع رت و موش آزمایشگاهی
