تصف هذه المخطوطة استخدام سلالة مضيئة بيولوجيا من المثقبيات الأفريقية لتمكين تتبع العدوى في المرحلة المتأخرة وتوضح كيف يمكن استخدام التصوير الحي في الجسم الحي لتصور الالتهابات داخل الجهاز العصبي المركزي في الوقت الفعلي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تصف هذه المخطوطة استخدام سلالة مضيئة بيولوجيا من المثقبيات الأفريقية لتمكين تتبع العدوى في المرحلة المتأخرة وتوضح كيف يمكن استخدام التصوير الحي في الجسم الحي لتصور الالتهابات داخل الجهاز العصبي المركزي في الوقت الفعلي.
داء المثقبيات الأفريقي البشري (HAT) هو مرض متعدد المراحل يتجلى على مرحلتين ؛ مرحلة دم مبكرة ومرحلة متأخرة عندما يغزو الطفيلي الجهاز العصبي المركزي (CNS). كانت دراسة المرحلة المتأخرة في الجسم الحي محدودة حيث تتطلب المنهجيات التقليدية إزالة الدماغ لتحديد وجود الطفيليات.
تصوير التلألؤ البيولوجي هو شكل غير جراحي وشديد الحساسية من التصوير البصري الذي يتيح تصور مسببات الأمراض المنقولة باللوسيفيراز في الوقت الفعلي. باستخدام سلالة المثقبيات المنقولة التي لديها القدرة على إنتاج مرض في المرحلة المتأخرة في الفئران ، يمكننا دراسة حركية عدوى الجهاز العصبي المركزي في واحد طوال فترة العدوى ، بالإضافة إلى مراقبة حركة وانتشار العدوى الجهازية.
نصف هنا بروتوكولا قويا لدراسة عدوى الجهاز العصبي المركزي باستخدام نموذج التلألؤ البيولوجي لداء المثقبيات الأفريقي ، مما يوفر ملاحظات غير جراحية في الوقت الفعلي يمكن تحليلها بشكل أكبر باستخدام مناهج اختيارية في اتجاه مجرى النهر.
داء المثقبيات الأفريقي البشري (HAT) ، أو مرض النوم ، ناتج عن طفيليات أوليات تنتقل عن طريق النواقل من المثقبية البروسيةspp 1. تقدر أعداد الحالات الحالية بأقل من 7 آلاف كل عام مع تعرض ما يقرب من 70 مليون شخص لخطر الإصابة بعدوى الطفيليات داخل القارة الأفريقية. ويشمل المرض، الذي غالبا ما يكون مميتا إذا ترك دون علاج، مرحلة مبكرة من اللمحات الدموية حيث توجد الطفيليات في الدم، وتتطور إلى المرحلة المتأخرة عندما تغزو الطفيليات الجهاز العصبي المركزي (CNS) ولم تعد عرضة للعلاج بأدوية المثقبية في المراحلالمبكرة 2. العلاجات الدوائية الحالية لمرحلة HAT المتأخرة لها أنظمة علاجية معقدة وطويلة الأمد وآثار ضارة شديدة بالإضافة إلى مقاومة مبلغ عنها ، وبالتالي فإن البحث في العلاجات الدوائية الجديدة أمر حتمي3،4.
دراسة داء المثقبيات الأفريقي البشري في المرحلة المتأخرة (HAT) في نماذج الفئران التقليدية طويلة ومعقدة ، مع الحاجة إلى إزالة أنسجة المخ لمراقبة العبء الطفيلي5. السلالة المعدية الحيوانية T. b. brucei تستخدم كنموذج دراسة لداء المثقبيات مع ظهور المرحلة المتأخرة بعد 21 يوما من الإصابة (dpi). لمراقبة عدوى الطفيليات غير المضيئة من النوع البري في نموذج الفأر ، فإن أغشية الدم المحيطية أو تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي هي الطرق الوحيدة لتحديد عبء الطفيليات. بالنسبة لعبء الطفيليات في الدماغ ، يجب إعدام الفأر واستئصال الدماغ وإجراء qPCR على الأنسجة ، مما يجعل من المستحيل تتبع الطفيليات من خلال نقاط زمنية متعددة في المرحلة المتأخرة من العدوى. ينتج عن هذا عدم القدرة على متابعة العدوى في الوقت الفعلي داخل الجهاز العصبي المركزي (CNS).
يمكن أن يوفر التصوير الحيوي في الجسم الحي (BLI) اكتشافا شديد الحساسية وغير جراحي لانتشار الطفيليات وتطور المرض في نموذج الفأر الذي يمكن اتباعه في واحد طوال التجربة6. يعتمد BLI على انبعاث الضوء في الطيف المرئي الناتج عن تفاعل محفز لوسيفيراز. ثم يتم اكتشاف الفوتونات المنبعثةبواسطة كاميرا 7 لجهاز مقترن بالشحن (CCD). لهذا الغرض ، يتم تعديل العامل الممرض وراثيا للتعبير عن بروتين لوسيفيراز ويتم إدخال الركيزة ، لوسيفيرين ، في نقاط زمنية ذات أهمية عن طريق الحقن. الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي القدرة على إجراء دراسات طولية ، حيث يمكن تصوير نفس عدة مرات بأقل قدر من الآثار الضارة. يمكن تحديد إشارة التلألؤ البيولوجي المكتسبة كميا ، مما يشير إلى عبء العامل الممرض.
إن تحسين والتحقق من صحة T. b. brucei قد أتاح التحقيق في المرحلة المتأخرة من العدوى من خلال إجراءات غير جراحية ، واكتشاف الطفيليات في وقت أبكر من الفحص المجهري لغشاء الدم وتقليل الوقت والتكلفة وأعداد اللازمة لدراسة عدوى الجهاز العصبي المركزي وفحص الأدوية في المرحلة المتأخرة من داء المثقبيات8،9. في هذا البروتوكول نوضح إصابة الفئران بالمثقبيات المضيئة بيولوجيا وكيفية تصور الطفيليات في الجسم الحي لتقدير تطور المرض واختراق الجهاز العصبي المركزي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أخلاق
ونفذت كل عمل خارج بموجب موافقة من المملكة المتحدة وزارة الداخلية الحيوانات (الإجراءات العلمية) لسنة 1986 ومدرسة لندن للصحة والطب الاستوائي رعاية الحيوان ومجلس مراجعة الأخلاق. صلوا اليها التوجيهي المتبعة في هذا التقرير.
1. في فيفو مرور إضاءة الحيوية المثقبية البروسية البروسية
2. إصابة فئران التجارب
3. ضوء بارد التصوير لتتبع العدوى
ملاحظة: لمراقبة العدوى، أنيم كلهآل التصوير غير الغازية يمكن استخدامها.
4. تأكيد الجهاز العصبي المركزي العدوى
5. الكميات من تلألؤ بيولوجي التصوير
ملاحظة: تلألؤ بيولوجي يمكن قياسها كميا باستخدام المنطقة ذات الاهتمام (ROI) مع برنامج التصوير وتصحيح للتلألؤ بيولوجي الخلفية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يوضح هذا البروتوكول كيفية متابعة تطور المرض بعد الإصابة من الفئران مع T. ب. البروسية، نموذجا لداء المثقبيات الأفريقي البشري. ويبين الشكل (1) والجدول الزمني للبروتوكول تجريبي، مما يدل على جدول زمني للعلاج والتصوير الخطوات الشكل 2 يوضح حقل نموذجي نظر في بقعة من الدم ملطخة بالغيمزا الثابتة المستخدمة ل quantitate الطفيل الطرفية، مع المثقبيات وخلايا الدم الحمراء الحاضر. تطور العدوى في الحيوانات يمكن اتباعها عن ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تطوير T. إضاءة الحيوية ب. البروسية GVR35 سلالة يسمح التصور من عدوى المثقبيات من أوائل وأواخر المرحلة. وكانت النماذج عدوى سابقة لم تكتشف مرحلة متأخرة، عندما الطفيليات في الدماغ، في الوقت الحقيقي من المجهري فيلم الدم، وتتطلب عملية الاعدام وإزالة العقول من الفئران المصابة لتحديد عبء طفيلي 12. تلألؤ بيولوجي يقلل من التباين بين الماوس كما يمكن تتبع ماوس واحدة طوال مجمل العدوى وتقييم نوعي سريع العدوى يمكن ملاحظتها في أي مرحلة. طريقة حساسة للغاية من التصوير ت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نشكر جون كيلي ومارتن تايلور (مدرسة لندن للصحة والطب الاستوائي) لتوفير T. ب. البروسية GVR35-VSL-2 والدكتور أندريا Zelmer (LSHTM) لتقديم المشورة بشأن تصوير في الجسم الحي. وأيد هذا العمل من قبل برنامج بيل وميليندا غيتس المؤسسة العالمية الصحة (عدد المنح OPPGH5337).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| PBS | Sigma ، المملكة المتحدة | أقراص P4417 | درجة الحموضة 7.4 |
| جلوكوز | سيجما ، المملكة المتحدة | G8270 | 99.5٪ (جزيئي) درجة |
| كلوريد الأمونيوم | سيجما ، المملكة المتحدة | A9434 | 99.5٪ (جزيئي) درجة |
| الهيبارين (ملح الليثيوم) سيجما | ، المملكة المتحدة | H0878 | |
| Hi-FCS | Gibco ، Life Technologies ، المملكة المتحدة | 10500-064 | 500 مل |
| DPBS | سيجما ، المملكة المتحدة | D4031 | معقم مفلتر |
| السيد فروستي | نالجين ، المملكة المتحدة | ||
| Giemsa | Sigma ، المملكة المتحدة | G5637 | |
| D-Luciferin | Perkin Elmer ، المملكة المتحدة | ||
| Sigma ، المملكة | المتحدة 115144-35-9 | ||
| Diminazene Acturate | Sigma ، المملكة المتحدة | D7770 | درجة تحليلية |
| IVIS Lumina II | Perkin Elmer ، المملكة المتحدة | أخرى للتصوير الحيوي المتاحة على سبيل المثال < / em> من Bruker ، Kodak | |
| Living Image v. 4.2 | Perkin Elmer ، برنامج مملوك للمملكة المتحدة | لأدوات Perkin Elmer IVIS ؛ قد تحتوي الأدوات الأخرى على | |
| حقنة فيشر العلمية سعة 1 | ، المملكة المتحدة | 10142104 | |
| 20 مل حقنة | فيشر العلمية ، المملكة المتحدة | 10743785 | |
| 25 جم إبر | Greiner Bio-one | N2516 | |
| 21 G Needles | Greiner Bio-one | N2138 | |
| شريحة مجهر مزدوج بلوري | VWR ، المملكة المتحدة | 631-0117 | |
| 1.5 مل أنبوب الطرد المركزي | الدقيق StarLab ، المملكة المتحدة | I1415-1000 | |
| 7 مل أنبوب بيجو | StarLab ، المملكة المتحدة | E1412-0710 | |
| مقيد الفأر | سيجما ، | المملكة المتحدة Z756903 | تم تصنيع التقييد الخاص بنا في المنزل ، وهذا نموذج مشابه |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.