Biolumineszenz-Imaging ermöglicht die Untersuchung der Blasenhyperreflexie während HWIs bei Mäusen

Hintergrund: Bis zu 25 % der Patienten mit Harnwegsinfektionen (UTI) leiden unter rezidivierenden Infektionen und die Antibiotikaresistenz nimmt dramatisch zu. Daher besteht ein großer Bedarf an einem besseren Verständnis der Pathogenese und der Mechanismen, die die Anfälligkeit für Harnwegsinfektionen bestimmen. Der Goldstandard zur Bestimmung der bakteriellen Belastung war die Auszählung der koloniebildenden Einheiten. Dies erforderte jedoch post-mortem Organhomogenate und serielle Verdünnungen, was die Datenausgabe und Reproduzierbarkeit einschränkte. Im Gegensatz dazu erlaubt das Biolumineszenz-Imaging (BLI) durch die Markierung von Pathogenen mit einem Lux-Operon und deren Abbildung die Quantifizierung der bakteriellen Belastung auf nicht-invasive Weise und ermöglicht eine longitudinale Nachverfolgung. Es wurde ein Modell entwickelt, um eine Harnwegsinfektion in Mäusen zu evozieren und die bakterielle Belastung und die funktionellen Veränderungen der Blase über die Zeit longitudinal zu verfolgen. 

Materialien und Methoden: 10 weibliche C57Bl/6J-Mäuse wurden mit dem biolumineszenten E.-Coli-Stamm, UTI89-lux, in einer Konzentration von 107CFU/50µL infiziert. Die Tiere wurden unter Verwendung des IVIS Spectrum^® abgebildet. Die bakterielle Belastung wurde durch den Gesamt-Photonenfluss pro Sekunde über die Blasenregion dargestellt. Für den Voided Spot Assay wurden die Mäuse für 4 Stunden auf Filterpapier gelegt und die Gesamtzahl der Urinflecken gezählt. An Tag 3 wurden die Blasen für die Immunhistochemie (IHC) entnommen.

Ergebnisse: Nach der Instillation der Bakterien an Tag 0 beobachteten die Autoren einen Anstieg der bakteriellen Belastung, die in den ersten 24 Stunden ihren Höhepunkt erreichte. Die Tiere begannen danach, die Infektion spontan zu beseitigen, jedoch war die interindividuelle Variation an Tag 2 und 3 größer. Um Veränderungen der Blasenfunktion zu untersuchen, wurde die Anzahl der entleerten Stellen während der Infektion gezählt. Im Vergleich zum Ausgangswert war die Anzahl der Spots an Tag 0 und 1 signifikant erhöht (p=0,0018 bzw. 0,0017, gepaarter t-Test), jedoch nicht an Tag 2. Die IHC am Tag 3 zeigte deutliche Anzeichen einer Infektion. 

Fazit

Es wurde ein neuartiges Modell zur Induktion und longitudinalen Verfolgung der funktionellen Auswirkungen von Harnwegsinfektionen auf die Blasen(dys)funktion bei Mäusen gezeigt. Hier beobachteten die Autoren eine signifikante Zunahme der entleerten Stellen, die mit dem Höhepunkt der bakteriellen Belastung einherging. Dieses Modell stellt ein physiologisches Modell zur Untersuchung der Blasenhyperreflexie bei Mäusen dar. Darüber hinaus ermöglicht es, die Bakterien-Clearance-Raten mit den Veränderungen der Blasenfunktion während der Harnwegsinfektion zu korrelieren und dadurch Unterschiede in der Anfälligkeit für Harnwegsinfektionen zu bestimmen.

Innovation: ★★★    Datenqualität: ★★☆    Praxisrelevanz: ★★☆

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