Vliv infekce centrálního nervového systému způsobené Escherichia coli na neurotransmiterové systémy: komplexní profilování pomocí bimodálního zobrazování

Abstract

Bacterial infections of the central nervous system (CNS) are associated with the development of significant neuroinflammatory reactions that can lead to long-term neurochemical imbalances and neurological consequences. However, the exact changes in neurotransmitter systems induced by bacterial infection have not yet been sufficiently elucidated. The aim of this thesis was to evaluate the impact of CNS infection caused by Escherichia coli on key neurotransmitter systems, focusing on dopaminergic, serotonergic, glutamatergic and GABAergic pathways. For this purpose, a bimodal imaging approach combining histology with mass spectrometry imaging (MSI) was used. Histological methods allowed the assessment of morphological changes in brain tissue associated with the inflammatory response, while MSI provided a spatially resolved analysis of the distribution of neurotransmitters and their metabolites. Quantification of bacterial load was performed using quantitative polymerase chain reaction (qPCR), while bacterial viability was assessed by microbiological culture. Quantitative analyses showed individual differences in the ability of the host to cope with infection. Histological analysis confirmed these results and also demonstrated the ability of E. coli to induce ventriculitis and meningoencephalitis....

Bakteriální infekce centrálního nervového systému (CNS) jsou spojeny se vznikem výrazných neurozánětlivých reakcí, které mohou vést k dlouhodobým neurochemickým nerovnováhám a neurologickým následkům. Přesné změny v neurotransmiterových systémech vyvolané bakteriální infekcí však dosud nebyly dostatečně objasněny. Cílem této diplomové práce bylo zhodnotit vliv CNS infekce způsobené Escherichia coli na klíčové neurotransmiterové systémy se zaměřením na dopaminergní, serotoninergní, glutamátergní a GABAergní dráhy. K tomuto účelu byl využit bimodální zobrazovací přístup kombinující histologii s hmotnostní spektrometrií (mass spectrometry imaging, MSI). Histologické metody umožnily posouzení morfologických změn mozkové tkáně spojených se zánětlivou odpovědí, zatímco MSI poskytla prostorově rozlišenou analýzu distribuce neurotransmiterů a jejich metabolitů. Kvantifikace bakteriální nálože byla provedena pomocí kvantitativní polymerázové řetězové reakce (qPCR), zatímco viabilita bakterií byla hodnocena mikrobiologickou kultivací. Kvantifikační analýzy odhalily individuální rozdíly ve schopnosti organismu vypořádat se s infekcí. Histologická analýza tyto výsledky potvrdila a zároveň ukázala schopnost E. coli vyvolat ventrikulitidu a meningoencefalitidu. Na základě provedené MSI analýzy lze konstatovat,...