Ultrastructure of a late-stage bacterial endocarditis valve vegetation

اندوکاردیت عفونی (IE) همچنان یک بیماری شدید با نرخ بالای مرگ و میر است، با وجود پیشرفت‌ها در درمان آنتی‌بیوتیکی و جراحی قلب. اگر باکتری‌های عفونی و پلاکت‌ها دو عامل کلیدی در فرآیند توسعه زائده اندوکاردیت انسانی باشند، تعاملات و نقش‌های مربوط به آن‌ها در زوائد اندوکاردیت پیشرفته و کامل هنوز مبهم است. هدف از این مطالعه، درک بهتر سازمان‌دهی اجزای مختلف زائده اندوکاردیت و ارائه شرح دقیقی از ساختار فوق‌ریز این زائده بود. یک زائده اندوکاردیت استافیلوکوکی در مرحله دیررس از یک بیمار نوجوان 13 ساله تهیه شد. پس از دریافت نمونه جراحی، مطالعه بافت‌شناسی با استفاده از روش‌های معمول، به ویژه رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین–ئوزین–زعفران انجام شد. همچنین انجام برچسب‌گذاری با آنتی‌بادی ضد CD 61 انجام گرفت. در مرحله دوم، از میکروسکوپ الکترونی عبوری برای توصیف مناطق مختلف تشکیل‌دهنده زائده استفاده کردیم.مطالعه فوق میکروسکوپی ما نشان داد که پوشش گیاهی به وضوح از سه ناحیه مختلف تشکیل شده است و موقعیت خاص باکتری‌ها و پلاکت‌ها در بافت‌های پوشش گیاهی را مشخص کرد. تحلیل بافت‌شناسی نشان داد که پلاکت‌ها و استافیلوکوکوس اورئوس در یک مکان قرار ندارند. مطالعه میکروسکوپی الکترونی تأیید کرد که S. aureus در فاصله‌ای از پلاکت‌ها و همچنین سلول‌های ایمنی یافت می‌شود و در یک بیوفیلم و/یا ناحیه نکروتیک جاسازی شده است. این نتایج نشان‌دهنده توسعه یک زیستگاه عمیق تنها حاوی باکتری در پوشش گیاهی است که سؤالاتی درباره دسترسی داروها به این میکروارگانیسم‌ها ایجاد می‌کند.

Infective endocarditis (IE) remains a severe illness with high mortality rate, despite advances in antibiotic therapy and cardiac surgery. If infectious bacteria and platelets are two key players of human IE vegetation developmental process, their interactions and respective roles in fully developed late-stage IE vegetations remain obscure. The objective of this study was to better understand the organization of the different components of the IE vegetation and to provide a detailed description of this vegetation ultrastructure. A late stage Staphylococcal endocarditic vegetation was provided from a 13 years teenager patient. After reception of the surgical piece, we carried out a histological study using routine methods, notably the hematoxylin–eosin–saffron staining. Labeling with the anti-CD 61 antibody was also carried out. In a second step, we used transmission electron microscopy to describe the different regions making up the vegetation. Our ultrastructural study revealed vegetation was clearly composed by three different regions and identified the specific location of the bacteria and platelets in the vegetation tissues. Histological analysis showed that platelets and Staphylococcus aureus were not co-localized. Electron microscopy study confirmed that S. aureus were found at distance from platelets, as well from immune cells, embedded in a biofilm and/or a necrotic area. These results reveal a development of a deep bacteria-only niche in vegetation, raising questions about medication access to these microorganisms.