هنا ، يتم استخدام الزرد (Danio rerio) كنموذج لدراسة ردود الفعل التحسسية والاستجابات المناعية المتعلقة بمتلازمة ألفا غال (AGS) من خلال تقييم ردود الفعل التحسسية لعاب القراد واستهلاك لحوم الثدييات.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا ، يتم استخدام الزرد (Danio rerio) كنموذج لدراسة ردود الفعل التحسسية والاستجابات المناعية المتعلقة بمتلازمة ألفا غال (AGS) من خلال تقييم ردود الفعل التحسسية لعاب القراد واستهلاك لحوم الثدييات.
القراد هي ناقلات مفصلية تسبب المرض عن طريق انتقال مسببات الأمراض ويمكن أن تكون لدغاتها مرتبطة بردود الفعل التحسسية التي تؤثر على صحة الإنسان في جميع أنحاء العالم. في بعض الأفراد ، تم تحفيز مستويات عالية من الأجسام المضادة للغلوبولين المناعي E ضد الجليكان Galα1-3Galβ1- (3) 4GlcNAc-R (α-Gal) عن طريق لدغات القراد. ترتبط تفاعلات الحساسية التي تتوسطها البروتينات السكرية والجليكوليبيدات التي تحتوي على الجليكان α-Gal ، الموجود في لعاب القراد ، بمتلازمة ألفا غال (AGS) أو حساسية لحوم الثدييات. أصبح الزرد (Danio rerio) نموذجا للفقاريات يستخدم على نطاق واسع لدراسة الأمراض المختلفة. في هذه الدراسة ، تم استخدام الزرد كنموذج لدراسة ردود الفعل التحسسية استجابة لاستهلاك لحوم α غال والثدييات لأنهم ، مثل البشر ، لا يصنعون هذا الجليكان. لهذا الغرض ، تم تقييم الأنماط السلوكية وردود الفعل التحسسية النزفية من نوع الحساسية استجابة لعاب القراد Ixodes ricinus واستهلاك لحوم الثدييات. يسمح هذا النهج التجريبي بالحصول على بيانات صحيحة تدعم النموذج الحيواني لسمك الزرد لدراسة الحساسية المنقولة بالقراد بما في ذلك AGS.
القراد هي ناقلات مسببات الأمراض التي تسبب الأمراض وهي أيضا سبب الحساسية ، مما يؤثر على صحة البشر والحيوانات في جميع أنحاء العالم 1,2. أثناء تغذية القراد ، تسهل الجزيئات الحيوية في لعاب القراد ، وخاصة البروتينات والدهون ، تغذية هذه الطفيليات الخارجية ، وتجنب دفاعات المضيف3. تؤدي بعض جزيئات اللعاب الحيوية مع تعديلات الجليكان Galα1-3Galβ1- (3) 4GlcNAc-R (α-Gal) إلى إنتاج مستويات عالية من الأجسام المضادة المضادة ل α-Gal IgE بعد لدغة القراد ، فقط في بعض الأفراد ، وهو ما يعرف باسم متلازمة α غال (AGS) 4. هذا مرض مرتبط بالحساسية بوساطة IgE والتي قد تؤدي إلى الحساسية المفرطة لدغات القراد ، واستهلاك لحوم الثدييات غير الرئيسيات ، وبعض الأدوية مثل سيتوكسيماب5. غالبا ما تكون ردود الفعل تجاه α-Gal شديدة وأحيانا قد تكون قاتلة6،7،8،9،10،11،12،13،14،15.
تم العثور على α-Gal في جميع الثدييات باستثناء العالم القديم والقردة والبشر الذين ليس لديهم القدرة على تصنيعα-Gal 13. ومع ذلك ، فإن مسببات الأمراض مثل البكتيريا والبروتوزوا تعبر عن هذا الجليكان على سطحها ، والذي يمكن أن يحفز إنتاج كميات كبيرة من الأجسام المضادة المضادة ل α-Gal IgM / IgG وقد تكون آلية وقائية ضد مسببات الأمراضهذه 16,17. ومع ذلك ، فإن إنتاج الأجسام المضادة المضادة ل α-Gal يزيد من خطر الإصابة بالحساسية المضادة ل α-Gal بوساطةIgE 7,13. يمكن أن ترتبط الأجسام المضادة الطبيعية المضادة ل α-Gal المنتجة في البشر ، وخاصة الأنواع الفرعية IgM / IgG ، بهذا التعديل الموجود في البكتيريا من ميكروبيوتا الأمعاء16. يمكن أن يكون AGS تشخيصا سريريا صعبا ، حيث تعتمد طريقة التشخيص الرئيسية في الوقت الحالي على التاريخ السريري لردود الفعل التحسسية المتأخرة ، خاصة المرتبطة بالحساسية الغذائية (أي الحكة أو خلايا النحل الموضعية أو الوذمة الوعائية المتكررة للتأق والشرى وأعراض الجهاز الهضمي) وقياس مستويات الأجسام المضادة IgE المضادة ل α-Gal9. تشير النتائج الحالية إلى أن لدغات القراد تشكل أحد المخاطر الرئيسية في ظهور AGS 18,19 ، وزيادة بمقدار 20 ضعفا أو أكثر في مستويات IgE إلى α-Gal بعد لدغة القراد 19 ، وتاريخ لدغات القراد في المرضى الذين يعانون من AGS20،21،22 ، ووجود الأجسام المضادة التفاعلية لمستضدات القراد في مرضى AGS 19 ، وأن Anti-α-Gal IgE ترتبط ارتباطا وثيقا بمستويات IgE المضادة للقراد19,23 ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتقييم الجزيئات الحيوية المشاركة بالفعل.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك سيناريو محتمل آخر هو المرضى الذين يعانون من ردود فعل تحسسية قوية لدغات القراد ومستويات عالية من الأجسام المضادة المضادة ل α-Gal IgE ولكنهم يتحملون استهلاك لحوم الثدييات12. لذلك ، يمكن أن تكون حساسية لحوم الثدييات نوعا معينا من الحساسية المرتبطة لدغة القراد. تشمل أنواع القراد الرئيسية المرتبطة ب AGS Amblyomma americanum (الولايات المتحدة الأمريكية) ، Amblyomma sculptum (البرازيل) ، Amblyomma testudinarium و Haemaphysalis longicornis (اليابان) ، Ixodes holocyclus (أستراليا) ، و Ixodes ricinus (الناقل الرئيسي لمرض لايم في أوروبا)11,24.
النموذج الوحيد الذي تم استخدامه لتقييم إنتاج IgE المرتبط بلدغات القراد هو نموذج الفأر المعدل وراثيا مع جين الفئران α−1،3-galactosyltransferase (α-Gal KO)25,26 لأنه مثل الثدييات الأخرى ، تعبر الفئران أيضا عن α-Gal على البروتينات والدهون ولا تنتج IgE إلى α-Gal. ومع ذلك ، فإن الزرد (Danio rerio) هو نموذج مفيد للبحوث الطبية الحيوية المطبقة على الثدييات لأنه يشترك في العديد من أوجه التشابه التشريحية مع الثدييات ، ومثل البشر ، فهو غير قادر أيضا على تصنيع α-Gal. نظرا لأن α-Gal لا يتم إنتاجه بشكل طبيعي في الزرد ، فهو نموذج ميسور التكلفة وسهل التلاعب به ويسمح بحجم عينة كبير لدراسة تفاعلات الحساسية المرتبطة ب α-Gal.
في هذه الدراسة ، يستخدم الزرد ككائن نموذجي لتوصيف ووصف ردود الفعل التحسسية المحلية ، والأنماط السلوكية ، والآليات الجزيئية المرتبطة بالاستجابة للتحسس عن طريق الجلد لقراد اللعاب26،27 واستهلاك لحوم الثدييات اللاحقة. لهذا الغرض ، تتعرض الأسماك لعاب القراد عن طريق الحقن داخل الأدمة ثم يتم تغذيتها بعلف الكلاب ، الذي يحتوي على منتجات مشتقة من لحوم الثدييات مناسبة للاستخدام الحيواني والتي تحتوي علىα-Gal 27 ، ثم يتم تقييم ردود الفعل التحسسية المحتملة ذات الصلة. يمكن تطبيق هذه الطريقة على دراسة الجزيئات الحيوية الأخرى المتعلقة بعمليات الحساسية ، وخاصة تلك المتعلقة ب AGS.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع الطرق الموضحة هنا من قبل لجنة الأخلاقيات المعنية بالتجارب على الحيوانات بجامعة كاستيلا لا مانشا في إطار دراسة "تقييم الاستجابة المناعية للقاح M. bovis المعطل والتحدي مع M. marinum في رقم طراز الزرد PR-2017-05-12."
تم الحصول على القراد من مستعمرة المختبر ، حيث تم اختبار عينات تمثيلية من القراد في المستعمرة بواسطة PCR لمسببات الأمراض الشائعة للقرادلتأكيد عدم وجود مسببات الأمراض ، والحفاظ عليها في معهد علم الطفيليات ، مركز البيولوجيا التابع للأكاديمية التشيكية للعلوم (IP BC CAS) ، جمهورية التشيك ، تم إجراء جميع التجارب على الحيوانات وفقا لقانون حماية الحيوان في جمهورية التشيك رقم 246/1992 Sb (موافقة الأخلاقيات رقم 34/2018).
1. علاج الزرد
ملاحظة: تم تصميم التجربة لتقييم ردود الفعل التحسسية والاستجابة المناعية في الزرد المعالج بلعاب القراد استجابة لاستهلاك لحوم الثدييات.
2. Ixodes ricinus القراد استخراج اللعاب
3. صيانة الزرد
4. حقن الزرد
5. تغذية الزرد
6. تقييم الحساسية والآفات والسلوك في الزرد
7. جمع العينات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعتمد البروتوكول المقدم هنا على عدة جوانب من التجارب المنشورة سابقا27,30 والنتائج التي أجريت في مختبرنا حيث تم إنشاء نموذج الزرد والتحقق من صحته لدراسة AGS والاستجابة المناعية ل α-Gal لأن كلا من البشر وسمك الزرد لا يصنعون هذا الجزيء13. يسمح هذا النموذج بتوصيف وتقييم مجموعة متنوعة من ردود الفعل التحسسية نتيجة استجابة المضيف لعاب القراد (الشكل 4) وآثارها في AGS. بالإضافة إلى ذلك ، لوحظت تغيرات في السلوك مثل السب...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الزرد هو نموذج فعال من حيث التكلفة وسهل التعامل معه وكان أيضا أداة مجدية للغاية لدراسة الآليات الجزيئية للاستجابة المناعية ، والأمراض المسببة للأمراض ، واختبار الأدوية الجديدة ، والتطعيم والحماية من العدوى33،34،35. الدراسة حول سلوك الزرد مفيدة لأن الدراسات السابقة وجدت أن بعض أنواع الأسماك تظل بلا حراك في قاع الحوض عندما تتعرض للإجهاد ، مما يؤثر على استهلاكها الغذائي ، وتناول كميات أقل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يرتبط التعرج عن...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نود أن نشكر أعضاء مجموعة SaBio على تعاونهم في التصميم التجريبي والمساعدة الفنية مع مرفق تجارب الأسماك وخوان غالسيران سايز (IN-CSIC-UMH ، إسبانيا) لتوفير الزرد. تم دعم هذا العمل من قبل وزارة العلوم والابتكار / الوكالة الحكومية للبحوث MCIN / AEI / 10.13039 / 501100011033 ، إسبانيا والاتحاد الأوروبي (منحة BIOGAL PID2020-116761GB-I00). يتم تمويل Marinela Contreras من قبل وزارة العلوم ، Innovación y Universidades ، إسبانيا ، منحة IJC2020-042710-I.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1.5 مل أنبوب | VWR | 525-0990 | |
| جميع الإعدادية DNA / RNA | Qiagen | 80284 | |
| مرافق | |||
| BCA Protein Assay Kit ؛ | Thermo Fisher Scientific | 23225 | |
| VWR 631-1279 | |||
| طعام - أطباق أكانا | |||
| الكلاسيكية -96 بئر | Thermo Fisher Scientific | 10547781 | |
| Gala1-3Gal-BSA 3 (α-Gal) | Dextra | NGP0203 | |
| iScript النسخ العكسي Supermix Supermix | 1708840 | ||
| محاقن Microliter | هاميلتون | 7638-01 | |
| قارئ | الألواح أي | ||
| محلول ملحي مخزن الفوسفات | Sigma | P4417-50TAB | |
| بيلوكاربين هيدروكلوريد ؛ | سيجما | P6503 | |
| طرف الماصة P10 ؛ | VWR | 613-0364 | |
| طرف الماصة P1000 | VWR | 613-0359 | |
| الغذاء الممتاز الأسماك الاستوائية | DAPC | ||
| حامل الإسفنجية | مصنوعة من رغوة الخردة | ||
| المجهر المجهر المجسم | أي | ||
| Cycler الحراري في الوقت الحقيقي PCR | أي | ||
| ميثان سلفونات التريكايين (MS-222) | سيجما | E10521 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.