Farelerde deneysel Streptococcus pneumoniae enfeksiyonunda patolojik bulgular ve patogenezin araştırılması
Pathological findings and pathogenesis in experimental Streptococcus pneumoniae infection in mice
Yazar: OZAN AHLAT
Danışman: PROF. DR. RIFKI HAZIROĞLU
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Patoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Patoloji = Pathology ; Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Fareler = Mice ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Histopatoloji = Histopathology ; Patoloji = Pathology ; Pnömokok enfeksiyonları = Pneumococcal infections ; İmmünohistokimya = Immunohistochemistry

Özet:
Bu çalışma ile farelerde farklı yollarla oluşturulan deneysel S. pneumoniae enfeksiyonunda etkenin organ lokalizasyonu araştırılarak, en uygun deneysel modelin saptanması amaçlanmıştır. Çalışmada 5-6 haftalık, dişi, Swiss albino fareler kullanıldı. Farelere 0,01 ml (107 CFU/ml) S. pneumoniae serotip 3, intranazal, intraserebral, intravenöz ve intraperitoneal yöntemler ile inokulasyon yapıldı. İnokulasyondan 24 ve 48 saat sonra patolojik ve mikrobiyolojik incelemeler için farelerin sistemik nekropsileri yapıldı. Enfeksiyonun klinik, mikrobiyolojik, patomorfolojik ve immunhistokimyasal bulguları değerlendirildi. Klinik bulgularda özellikle intraperitoneal inokulasyon sonrası ilk 24 saatte ölüm oranı yüksekti. Akciğer, kalp, beyin, karaciğer, dalak ve böbrekteki mikrobiyolojik incelemeler sonucunda özellikle etkenin bütün organlara intraperitoneal yöntem ile daha erken, intraserebral yöntem ile ise daha geç ulaştığı fark edildi. Histopatolojik olarak, karaciğerde nötrofil lökosit ve mononükleer hücre infiltrasyonları, hidropik-vakuoler dejenerasyon, nekroz ve kanama intraperitoneal gruplarda daha ön plandaydı. Böbrekte özellikle intraperitoneal gruplarda dejenerasyon belirgindi. İntraserebral gruplarda meningitis dışında beyin ve beyincik parenşiminde de çoğunlukla nötrofil lökositlerden oluşan ve aralarında lenfositlerinde bulunduğu yangısal hücre infiltrasyonları, myelin defektleri ve kanama alanları gözlendi. Hiçbir grupta pnömoni şekillenmedi. Akciğerde özellikle intravenöz ve intraserebral grupların 24. saatinde şiddetli kanama gözlendi. İmmunhistokimyasal sonuçlara göre intraserebral gruplarda beyin, karaciğer ve kalpte; intraperitoneal gruplarda böbrek ve dalakta; intravenöz gruplarda ise karaciğer ve böbrekte anti-S. pneumoniae yönünden immunpozitiflikler belirgindi. TNF, IL-1α, IL-6 ve IL-10 yönünden pozitiflikler ise intraserebral gruplarda beyinde, intraperitonel gruplarda ise dalak ve karaciğerde belirgindi. İntravenöz gruplarda ise 24. saatte beyin ve karaciğerde TNF immunpozitifliği diğer sitokinlere göre daha şiddetliydi. Hipokampüste piramidal ve granüler hücre tabakasında apoptotik hücreler saptandı. Bununla birlikte, genellikle glia hücrelerinde ve damar endotel hücrelerinde, nadiren de Purkinje hücrelerinde veya motor nöronlarda da farklı şiddetlerde apoptozis özellikle 24. saatte daha dikkat çekicidir. Pnömokokal pnömoni çalışmaları için intranazal yöntemin Swiss albino farelerde etkili olmadığı; pnömokokal meningitis çalışmaları için ise intraserebral yöntemin daha etkili olabileceği sonucuna ulaşıldı.

Abstract:
In this study, it was aimed to examine for the organ localization of the agent in experimental S. pneumoniae infection in mice and determine the most convenient experimental application method. In the study, 5-6 week-old, female, Swiss albino mice were used. 0,01 ml (107 CFU/ml) S. pneumoniae serotype 3 was inoculated by using intranasal, intracerebral, intravenous and intraperitoneal methods. Systematic necropsy was applied to mice after 24 and 48 hours following the inoculation for pathological and microbiological analysis. Clinical, microbiological, pathomorphological and immunohistochemical findings were evaluated. In clinical findings, mortality rate was high following 24 hours of intraperitoneal inoculation. As a result of microbiological analysis over lung, heart, brain, liver, spleen and kidney materials, it was noticed that the agent attained to all organs earlier in intraperitoneal method than intracerebral method. Histopathologically, in liver, neutrophil, mononuclear cell infiltration, hydropic-vacuolar degeneration, necrosis and hemorrhage were more apparent in intraperitoneal groups. Degeneration was also more significant in kidneys, specifically in intraperitoneal groups. In the brain and cerebellum of intracerebral groups, besides meningitis, hemorrhage and inflammatory cell infiltration composed mostly of neutrophils and less lymphocytes were observed. Pneumonia did not occur in any group. Severe hemorrhage was seen in lungs after 24 hours following intravenous and intracerebral inoculations. According to immunohistochemical results, immunopositivity was more distinct with regard to anti-S. pneumoniae  in intracerebral groups in brain, liver, heart samples; in intraperitoneal groups in kidney and spleen samples; in intravenous groups in liver and kidney samples. In terms of TNF, IL-1α, IL-6 and IL-10 positivity was apparent in intracerebral groups in brain; in intraperitoneal groups in spleen and liver. In intravenous groups, after 24 hours, immunopositivity in brain and liver was more severe in TNF compared to other cytokines. Apoptotic cells were noticed on pyramidal and granular cell layers of hypocampus. Along with this, different levels of apoptosis was noticed after 24 hours commonly in glia cells and vascular endothelial cells, rarely in Purkinje cells or motor neurons. It was concluded that for studies of pneumococcal pneumonia, intranasal method appears not to be effective over Swiss albino mice; whereas, for studies of pneumococcal meningitis, intracerebral method seems to be more effective.