Published January 27, 2017
| Version v1
Publication
Open
Mammary Gland Pathology Subsequent to Acute Infection with Strong versus Weak Biofilm Forming Staphylococcus aureus Bovine Mastitis Isolates: A Pilot Study Using Non-Invasive Mouse Mastitis Model
Creators
- 1. Curtin University
- 2. Central Agricultural University
- 3. Albert Einstein College of Medicine
- 4. Murdoch University
- 5. Karnataka Veterinary Animal and Fisheries Sciences University
- 6. University of Otago
Description
Biofilm formation by Staphylococcus aureus is an important virulence attribute because of its potential to induce persistent antibiotic resistance, retard phagocytosis and either attenuate or promote inflammation, depending upon the disease syndrome, in vivo. This study was undertaken to evaluate the potential significance of strength of biofilm formation by clinical bovine mastitis-associated S. aureus in mammary tissue damage by using a mouse mastitis model.Two S. aureus strains of the same capsular phenotype with different biofilm forming strengths were used to non-invasively infect mammary glands of lactating mice. Biofilm forming potential of these strains were determined by tissue culture plate method, ica typing and virulence gene profile per detection by PCR. Delivery of the infectious dose of S. aureus was directly through the teat lactiferous duct without invasive scraping of the teat surface. Both bacteriological and histological methods were used for analysis of mammary gland pathology of mice post-infection.Histopathological analysis of the infected mammary glands revealed that mice inoculated with the strong biofilm forming S. aureus strain produced marked acute mastitic lesions, showing profuse infiltration predominantly with neutrophils, with evidence of necrosis in the affected mammary glands. In contrast, the damage was significantly less severe in mammary glands of mice infected with the weak biofilm-forming S. aureus strain. Although both IL-1β and TNF-α inflammatory biomarkers were produced in infected mice, level of TNF-α produced was significantly higher (p<0.05) in mice inoculated with strong biofilm forming S. aureus than the weak biofilm forming strain.This finding suggests an important role of TNF-α in mammary gland pathology post-infection with strong biofilm-forming S. aureus in the acute mouse mastitis model, and offers an opportunity for the development of novel strategies for reduction of mammary tissue damage, with or without use of antimicrobials and/or anti-inflammatory compounds for the treatment of bovine mastitis.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تكوين الغشاء الحيوي بواسطة المكورات العنقودية الذهبية هو سمة فوعة مهمة بسبب قدرتها على إحداث مقاومة مستمرة للمضادات الحيوية، وتأخير البلعمة وإما تخفيف أو تعزيز الالتهاب، اعتمادًا على متلازمة المرض، في الكائن الحي. تم إجراء هذه الدراسة لتقييم الأهمية المحتملة لقوة تكوين الأغشية الحيوية بواسطة S. aureus المرتبطة بالتهاب الضرع البقري السريري في تلف الأنسجة الثديية باستخدام نموذج التهاب الضرع الفأري. تم استخدام سلالتين من S. aureus من نفس النمط الظاهري المحفظي مع نقاط قوة مختلفة لتشكيل الأغشية الحيوية لإصابة الغدد الثديية للفئران المرضعة بشكل غير جراحي. تم تحديد إمكانات تشكيل الأغشية الحيوية لهذه السلالات من خلال طريقة لوحة زراعة الأنسجة، وكتابة ICA وملف تعريف جين الفوعة لكل كشف عن طريق تفاعل البوليميراز المتسلسل. كان تسليم الجرعة المعدية من S. aureus مباشرة من خلال قناة الحلمة اللبنية دون كشط باضع لسطح الحلمة. تم استخدام كل من الطرق البكتريولوجية والنسيجية لتحليل أمراض الغدة الثديية للفئران بعد العدوى. كشف التحليل الهيستوباثولوجي للغدد الثديية المصابة أن الفئران التي تم تلقيحها بالفيلم الحيوي القوي المكون لسلالة S. aureus أنتجت آفات ضارية حادة ملحوظة، مما يدل على ارتشاح غزير في الغالب مع العدلات، مع وجود دليل على نخر في الغدد الثديية المصابة. في المقابل، كان الضرر أقل شدة بكثير في الغدد الثديية للفئران المصابة بسلالة S. aureus الضعيفة المكونة للغشاء الحيوي. على الرغم من إنتاج كل من المؤشرات الحيوية الالتهابية IL -1 β و TNF - α في الفئران المصابة، إلا أن مستوى TNF - α المنتج كان أعلى بكثير (p<0.05) في الفئران الملقحة بغشاء حيوي قوي يشكل S. aureus من سلالة الغشاء الحيوي الضعيفة. تشير هذه النتيجة إلى دور مهم لـ TNF - α في أمراض الغدة الثديية بعد العدوى مع S. aureus المكون للغشاء الحيوي القوي في نموذج التهاب الضرع الحاد للفأر، ويوفر فرصة لتطوير استراتيجيات جديدة للحد من تلف أنسجة الثدي، مع أو بدون استخدام مضادات الميكروبات و/أو المركبات المضادة للالتهابات لعلاج التهاب الضرع البقري.Translated Description (French)
La formation de biofilms par Staphylococcus aureus est un attribut de virulence important en raison de son potentiel à induire une résistance persistante aux antibiotiques, à retarder la phagocytose et à atténuer ou à favoriser l'inflammation, selon le syndrome de la maladie, in vivo. Cette étude a été entreprise pour évaluer l'importance potentielle de la force de formation du biofilm par S. aureus clinique associé à la mammite bovine dans les lésions des tissus mammaires en utilisant un modèle de mammite de souris. Deux souches de S. aureus du même phénotype capsulaire avec différentes forces de formation de biofilm ont été utilisées pour infecter de manière non invasive les glandes mammaires de souris allaitantes. Le potentiel de formation de biofilm de ces souches a été déterminé par la méthode des plaques de culture tissulaire, le typage ica et le profil génétique de virulence par détection par PCR. L'administration de la dose infectieuse de S. aureus s'est faite directement par le canal lactifère de la tétine sans grattage invasif de la surface de la tétine. Des méthodes bactériologiques et histologiques ont été utilisées pour l'analyse de la pathologie des glandes mammaires de souris post-infection. L'analyse histopathologique des glandes mammaires infectées a révélé que les souris inoculées avec la souche S. aureus formant un biofilm fort produisaient des lésions mastiques aiguës marquées, montrant une infiltration abondante principalement avec des neutrophiles, avec des signes de nécrose dans les glandes mammaires affectées. En revanche, les dommages étaient significativement moins graves dans les glandes mammaires des souris infectées par la souche de S. aureus formant un biofilm faible. Bien que les biomarqueurs inflammatoires de l'IL-1β et du TNF-α aient été produits chez des souris infectées, le niveau de TNF-α produit était significativement plus élevé (p<0,05) chez les souris inoculées avec une souche de S. aureus formant un biofilm fort que chez la souche formant un biofilm faible. Cette découverte suggère un rôle important du TNF-α dans la pathologie des glandes mammaires post-infection avec une souche de S. aureus formant un biofilm fort dans le modèle de mammite aiguë de souris, et offre une opportunité pour le développement de nouvelles stratégies de réduction des lésions des tissus mammaires, avec ou sans utilisation d'antimicrobiens et/ou de composés anti-inflammatoires pour le traitement de la mammite bovine.Translated Description (Spanish)
La formación de biopelículas por Staphylococcus aureus es un atributo de virulencia importante debido a su potencial para inducir resistencia persistente a los antibióticos, retrasar la fagocitosis y atenuar o promover la inflamación, dependiendo del síndrome de la enfermedad, in vivo. Este estudio se realizó para evaluar la importancia potencial de la resistencia de la formación de biopelículas por S. aureus asociada a la mastitis bovina clínica en el daño del tejido mamario mediante el uso de un modelo de mastitis de ratón. Se utilizaron dos cepas de S. aureus del mismo fenotipo capsular con diferentes resistencias de formación de biopelículas para infectar de forma no invasiva las glándulas mamarias de ratones lactantes. El potencial de formación de biopelículas de estas cepas se determinó mediante el método de placa de cultivo de tejidos, tipificación ica y perfil génico de virulencia por detección por PCR. La administración de la dosis infecciosa de S. aureus se realizó directamente a través del conducto lactifero del pezón sin raspado invasivo de la superficie del pezón. Tanto los métodos bacteriológicos como los histológicos se utilizaron para el análisis de la patología de la glándula mamaria de los ratones después de la infección. El análisis histopatológico de las glándulas mamarias infectadas reveló que los ratones inoculados con la cepa S. aureus que forma una biopelícula fuerte produjeron lesiones masticales agudas marcadas, mostrando una infiltración profusa predominantemente con neutrófilos, con evidencia de necrosis en las glándulas mamarias afectadas. Por el contrario, el daño fue significativamente menos grave en las glándulas mamarias de ratones infectados con la cepa débil de S. aureus formadora de biopelículas. Aunque se produjeron biomarcadores inflamatorios de IL-1β y TNF-α en ratones infectados, el nivel de TNF-α producido fue significativamente mayor (p<0,05) en ratones inoculados con S. aureus formador de biopelícula fuerte que la cepa formadora de biopelícula débil. Este hallazgo sugiere un papel importante de TNF-α en la patología de la glándula mamaria después de la infección con S. aureus formador de biopelícula fuerte en el modelo de mastitis aguda de ratón, y ofrece una oportunidad para el desarrollo de nuevas estrategias para la reducción del daño al tejido mamario, con o sin el uso de antimicrobianos y/o compuestos antiinflamatorios para el tratamiento de la mastitis bovina.Files
journal.pone.0170668&type=printable.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:06b58df6d650a7b53d198776cdda5487
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- أمراض الغدة الثديية اللاحقة للعدوى الحادة مع قوي مقابل ضعيف بيوفيلم تشكيل المكورات العنقودية الذهبية التهاب الضرع البقري عزلات: دراسة تجريبية باستخدام نموذج التهاب الضرع غير الغازية
- Translated title (French)
- Pathologie de la glande mammaire à la suite d'une infection aiguë avec un biofilm fort ou faible formant des isolats de mammite bovine à Staphylococcus aureus : une étude pilote utilisant un modèle de mammite non invasive chez la souris
- Translated title (Spanish)
- Patología de la glándula mamaria posterior a la infección aguda con aislados de mastitis bovina formadores de biopelículas fuertes versus débiles de Staphylococcus aureus: un estudio piloto utilizando un modelo de mastitis de ratón no invasivo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2579964976
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0170668
References
- https://openalex.org/W1483031894
- https://openalex.org/W1506754512
- https://openalex.org/W1531268983
- https://openalex.org/W1546476211
- https://openalex.org/W1596716801
- https://openalex.org/W1847578116
- https://openalex.org/W1907075739
- https://openalex.org/W1912378928
- https://openalex.org/W1929451968
- https://openalex.org/W1929869272
- https://openalex.org/W1940326586
- https://openalex.org/W1941461216
- https://openalex.org/W1941488765
- https://openalex.org/W1969871580
- https://openalex.org/W1970688343
- https://openalex.org/W1973675012
- https://openalex.org/W1976771829
- https://openalex.org/W1977479472
- https://openalex.org/W1983283795
- https://openalex.org/W1983552029
- https://openalex.org/W1989179952
- https://openalex.org/W1989932559
- https://openalex.org/W1998875211
- https://openalex.org/W2000240444
- https://openalex.org/W2002005796
- https://openalex.org/W2004007806
- https://openalex.org/W2005496794
- https://openalex.org/W2007562789
- https://openalex.org/W2008081537
- https://openalex.org/W2011090862
- https://openalex.org/W2011954953
- https://openalex.org/W2012191377
- https://openalex.org/W2013764931
- https://openalex.org/W2019296638
- https://openalex.org/W2021869241
- https://openalex.org/W2025236140
- https://openalex.org/W2031330643
- https://openalex.org/W2039875368
- https://openalex.org/W2039939341
- https://openalex.org/W2049876083
- https://openalex.org/W2049882324
- https://openalex.org/W2056604498
- https://openalex.org/W2062374558
- https://openalex.org/W2070213312
- https://openalex.org/W2074395698
- https://openalex.org/W2074937682
- https://openalex.org/W2074987560
- https://openalex.org/W2078609862
- https://openalex.org/W2084911278
- https://openalex.org/W2084978938
- https://openalex.org/W2085486491
- https://openalex.org/W2092118888
- https://openalex.org/W2094763196
- https://openalex.org/W2100205743
- https://openalex.org/W2104283571
- https://openalex.org/W2106538205
- https://openalex.org/W2110190915
- https://openalex.org/W2111188921
- https://openalex.org/W2117856126
- https://openalex.org/W2119447287
- https://openalex.org/W2119910342
- https://openalex.org/W2121354123
- https://openalex.org/W2122568531
- https://openalex.org/W2124346064
- https://openalex.org/W2124800668
- https://openalex.org/W2127433511
- https://openalex.org/W2127842687
- https://openalex.org/W2135023702
- https://openalex.org/W2135226445
- https://openalex.org/W2142414718
- https://openalex.org/W2142495846
- https://openalex.org/W2147778691
- https://openalex.org/W2149391184
- https://openalex.org/W2150596105
- https://openalex.org/W2154661271
- https://openalex.org/W2156490259
- https://openalex.org/W2159479133
- https://openalex.org/W2163463398
- https://openalex.org/W2164778664
- https://openalex.org/W2170113031
- https://openalex.org/W2281087488
- https://openalex.org/W2316751986
- https://openalex.org/W2337565106
- https://openalex.org/W2337734645
- https://openalex.org/W2395242648
- https://openalex.org/W2397151268
- https://openalex.org/W2408109662
- https://openalex.org/W4211233223
- https://openalex.org/W6379263