Methodenartikel

Verfahren zur Identifizierung von Infektions Prionen Nach Passage durch das Verdauungssystem von eine Vogelart

DOI:

10.3791/50853

⸱

6. November 2013

 ,  ,  , 
1Animal and Plant Health Inspection Service, Wildlife Services, National Wildlife Research Center, USDA

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Aasfresser haben Potenzial, infektiöse Prionen übertragbaren spongiformen Enzephalopathie in ihren Kot zu krankheitsfreien Gebieten transloziert. Wir detailliert Methoden verwendet werden, um festzustellen, ob der Maus-adaptierten Scrapie-Prionen bleiben nach dem Durchgang aber den Verdauungstrakt der amerikanischen Krähen (Corvus brachyrhynchos), einer gemeinsamen Verbraucher toter Tiere ansteckend.

Zusammenfassung

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Infektiöse Prionen (PrP Res) Material ist wahrscheinlich die Ursache der tödlichen, neurodegenerative übertragbare spongiforme Enzephalopathie (TSE) Krankheiten ein. Übertragung von TSE-Erkrankungen wie Chronic Wasting Disease (CWD), wird vermutet, von Tier zu Tier 2,3 sowie aus Umweltquellen 4-6 sein. Reiniger und Fleischfresser haben Potenzial, PrP Res Material durch Konsum und die Ausscheidung von CWD-kontaminierten Aas transloziert. Neuere Arbeiten haben Gang von PrP Res Material durch das Verdauungssystem der amerikanischen Krähen (Corvus brachyrhynchos), einer gemeinsamen nordamerikanischen Schnitzel 7 dokumentiert.

Wir beschreiben Verfahren verwendet werden, um Durchgang von PrP Res Material durch amerikanische Krähen zu dokumentieren. Krähen wurden mit RML-Dehnungs-Maus-adaptierten Scrapie zwangsernährt und ihren Kot gesammelt wurden 4 Stunden nach der Magensonde. Crow Kot wurden dann gesammelt und in intraperitonealC57BL / 6 Mäusen. Die Mäuse wurden täglich überwacht, bis sie ausgedrückt klinischen Zeichen der Maus Scrapie und wurden danach getötet. Asymptomatische Mäuse wurden bis zu 365 Tage nach der Impfung überwacht. Western-Blot-Analyse wurde durchgeführt, um Krankheitsstatus zu bestätigen. Ergebnisse zeigten, dass Prionen infektiös bleiben nach einer Reise durch das Verdauungssystem von Krähen und im Kot vorhanden sind, was zu Krankheit in Versuchsmäusen.

Einleitung

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Übertragbare spongiforme Enzephalopathien (TSE) sind tödliche Infektions neurodegenerative Erkrankungen, die Tierwelt auswirken, Haustieren und Menschen. Der Erreger der TSE-Erkrankungen scheint falsch gefaltete oder pathogenen Isoformen (PrP Res) von Prion-Proteinen 1 sein. Tier TSE-Erkrankungen gehören Chronic Wasting Disease (CWD) in Maultierhirsch (Odocoileus hemionus), Weißwedelhirsche (Odocoileus virginianus), Elch (Cervus elaphus) und Elch (Alces alces), Scrapie bei Schafen und Ziegen, die bovine spongiforme Enzephalopathie ( BSE) in Hausrinder; tragbare Nerz Enzephalopathie bei Zucht Nerz, Feline Spongiforme Enzephalopathie bei Katzen, exotische Huftiere spongiforme Enzephalopathie in exotischen Zoo sinniert der Familie Hornträger und spongiforme Enzephalopathie in nicht-menschlichen Primaten 8. Der einzelne Mensch TSE-Erkrankung, Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit ist selten und vermutlich durch den Verzehr von PrP Res-Contamin erworben werdenATED Essen 9. Ebenso BSE Menschen infizieren können, wenn verseuchtes Rindfleisch verbraucht 10. Von all den TSE-Erkrankungen, Scrapie und CWD sind nur zwei mit sich selbst erhaltende Epidemien und Quellen für die Infektion sind vermutlich von Tier zu Tier 2,3,11 sowie aus Umweltquellen 4-6 sein. Forschung schlägt vor, dass die meisten TSE-Erkrankungen erfordern bemerkenswerte längere Inkubationszeiten aus natürlichen Belichtung Ereignisse des PrP Res Material zur Manifestation klinischer Symptome 2-4,6,8 und Scheinspeziesbarrieren zu minimieren, aber nicht das Potenzial für die, Übertragung zwischen 12-14 beseitigen .

Identifizieren Mechanismen für die Ausbreitung von Infektions Prionen (PrP Res) Material ist für die Beantwortung von Fragen, wie TSE-Erkrankungen durch die Landschaft bewegen extrem wichtig. Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, dass 15,16, Geflügel und Schweine 17, und amerikanische Krähen (Corvus brac Insektenhyrhynchos) 7,18 passive Träger oder Dispergatoren von PrP Res Material. Passage von PrP Res Material durch das Verdauungssystem von Krähen hat kürzlich dokumentiert, was die Rolle, die sie in Ausbreitung von TSE-Erkrankungen 7 zu spielen. Diese Ergebnisse machen es plausibel, dass Krähen, ein Aasfresser, auftreten können, zu konsumieren und zu transportieren infektiösem Material über Kot Abscheidung, um seuchenfreie Gebiete.

Die Verfahren, die wir hier zeigen, wurden verwendet, um den Durchgang von PrP Res Material durch das Verdauungssystem von Krähen zu dokumentieren und die Anwendung dieser Methoden auf andere Fänger und Raubtierarten spezifische Modelle in verwandten zukünftige Forschung erheblich erleichtern. In dieser Studie wurden konventionelle Methoden verwendet werden, um eine unkonventionelle Mittel des Menschenhandels PrP Res Material, das für die Verbreitung und der Gesamtbelastung von PrP Res Material beitragen könnten, zu untersuchen.

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Protokoll

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Unser Protokoll wird von einem zuvor veröffentlichten wir 7 angepasst. Alle Verfahren, die Tiere wurden von der Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss des United States Department of Agriculture (USDA), Tier-und Pflanzengesundheit Kontrolle Service (APHIS), Wildlife Services (WS), National Wildlife Research Center (NWRC) zugelassen.

1. Crow Gavaging

  1. Schätzen Durchlaufzeit "Pseudo Hirnmaterial" durch den Verdauungstrakt der amerikanischen Krähen.
    1. Mix 5 ml gekocht und Rührei ganzes Ei mit blauen Farbstoff und eine Magensonde ein Krähe mit einer 2 in der Schlundsonde Nadel (Abbildung 1).
    2. Überprüfen Krähe alle 30 min bis blau / grün-gefärbten Kot werden nicht mehr ausgeschieden.
  2. Erhalten infizierten und unheilbar krank RML (Chandler Stamm)-infizierten C57BL / 6 Maus Gehirne.
  3. Generieren Sie einen 20% wt / vol normal und infizierten Maus-Hirn-Homogenat in einer Kugel Mixer Homogenisator mit 1xPhosphat-gepufferte Salzlösung (PBS) und Glasperlen, dann Zentrifugieren bei 3.000 × g für 1 min, um größere Partikel zu entfernen. Überstand entfernen und verdünnt mit einem gleichen Volumen an 1 × PBS, um eine 10% w / v in steriler PBS zu erzeugen. Einfrieren bei -80 ° C, bis sie benötigt.
  4. 17 Stunden vor der Magensonde zu entfernen Essen, aber nicht Wasser, von Luftfedern.
  5. Zufällig zuordnen Krähen Behandlungsgruppen und der Schlundsonde oral jede Krähe mit 5 ml entweder normal oder infizierten Mausgehirnhomogenat mit einer 2 in der Schlundsonde Nadel.
  6. Über kräht auf einzelne Käfige und sammeln und bündeln alle Kot in jedem Käfig für 4 Stunden nach der Magensonde (Abbildung 2).
  7. Homogenisieren gepoolten Fäkalien für jede Krähe in einem Kugel-Homogenisator Mixer mit Glasperlen, bis eine gleichmäßige Struktur erzielt wird. * Crow Kot sind meist flüssig und kann leicht gemischt werden.
  8. Für jede Krähe, verdünnte 500 ul der fäkalen Homogenat in 9,5 ml 1x PBS für ein Gesamtvolumen von 10 ml.
  9. Zentrifugieren Sie die fäkale homogenate für 15 min bei 1.400 xg und extrahieren Sie den Überstand.
  10. Um der Gefahr eines sekundären mikrobiellen Infektion zu minimieren, behandeln Stand mit 1 ul von 100 Einheiten / ml Penicillin und 100 ug / ml Streptomycin (Invitrogen, NY) pro 100 ul Homogenat dann unter UV-Licht bei Raumtemperatur für 20 min reduzieren Risiko viraler und bakterieller Kontamination. Nach der UV-Belichtung, beschallen Proben in einem Beschallungsgerät 3000 Mp bei Einstellung 70 für 30 Sekunden, um die Membran der verbleibenden Mikroorganismen stören.

2. Maus-Impfung

  1. Zufällig Mäuse zuweisen, um die folgenden Behandlungsgruppen (Tabelle 1):
    1. Gruppe 1 - Positive Behandlung Mäusen intraperitoneal geimpft (IP) mit 1 ml der fäkalen Homogenat von Krähen oral mit 5ml infizierten Mäusehirnen zwangsernährt.
    2. Gruppe 2 - Negative Behandlung Mäuse geimpft IP mit 1 ml der fäkalen Homogenat von Krähen oral mit 5ml normalen Gehirn der Maus zwangsernährt.
    3. Verdünnen infected und Normal Mausgehirnhomogenat für Gruppen 3 und 4 bis 1:100 w / v in 1x PBS.
    4. Gruppe 3 - Positive Kontrollmäusen eingeimpft IP mit 1 ml der infizierten Maus-Hirn-Homogenat.
    5. Gruppe 4 - Negative Kontrollmäusen eingeimpft IP mit 1 ml normalen Maus-Hirn-Homogenat.
Treatment Group Anzahl der Tiere
Gruppe 1 Scrapie + Crow Kot 100
Gruppe 2 Scrapie - Krähen-Kot 25
Gruppe 3 Scrapie + Maus Gehirn 10
Gruppe 4 Scrapie - Maus Gehirn 5

. Tabelle 1 Scrapie Status des Inokulums (positive + negative -) und Anzahl der verwendeten Tiere 7.

  1. Intraperitoneal impfen Maus:
    1. Scruff Maus durch dorsalen Nackenfell mit Daumen und Zeigefinger und sanft drehen, um Bauchseite aus.
    2. Elevate hinteren Ende der Maus, so Kopf ist etwas niedriger.
    3. Legen Sie 25 G-Nadel 1 cm durch die Haut, 1 cm lateral der Mittellinie, und 1-2 cm vor dem Iliosakralgelenk mit einer Nadel sichernde Spritze.
    4. Spritzen 1 ml langsam in Maus impfen Körperhöhle.

3. Maus-Überwachung

  1. Überwachung der Mäuse täglich, bis sie klinische Zeichen der Maus Scrapie auszudrücken. Klinische Symptome können sein: Kyphose, Ataxie, steifen Schwanz, mangelnde Pflege, Abmagerung und Lethargie.
  2. Ergebnis Mäuse für jede der sechs klinischen Zeichen, wenn sichtbare Anzeichen sind offensichtlich, wobei 0 = keine sichtbar, 1 = mäßig, und 2 = schwere.
  3. Euthanize Mäuse, wenn die gesamte tägliche Punktzahl für jedes Zeichen zu erreichen ≥ 8 für 1 Tag, ≥ 6 kontinuierlich für 3 Tage, oder bei 365 Tage nach der Inokulation (dpi).
  4. Ernte Gehirn unmittelbar nach euthanasien und bei -70 ° C
  5. Scrapie, eine Diagnose zu bestätigen, Digest Gehirnproben mit 3 ul einer 50 ug / ml Proteinase-K-Lösung (PK) wie folgt verdünnt: 3,1. PK ul, 12,5 ul 500 mM EDTA, pH 8, 109,39 ul 1x PBS für 30 min bei 45 ° C, dann inaktivieren PK durch Zugabe von 8 &mgr; l Ladepuffer und Inkubation Proben bei 95 ° C für 5 min. Last Proben auf ein 12% SDS-PAGE-Gel Elektrophorese und Übertragung auf Immobilon-PVDF-Membran und Block mit 5% fettfreier Milch in 0,2% Tween 20 in PBS für 1 h bei Raumtemperatur. Sonde dann mit BAR224 anti-PrP monoklonaler Antikörper, der mit Meerrettich-Peroxidase, verdünnt in Superblock, für 1 Stunde bei Raumtemperatur konjugiert. Spülen Membran für 1 Stunde mit PBS-Tween 20 0,2%. Um zu visualisieren, Inkubation Western-Blot 5 min mit Chemilumineszenzsubstrat und Bild auf einem G-Feld-Gel-Dokumentationssystem.

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Ergebnisse

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Die angewendeten Verfahren zeigen, dass das Verdauungssystem von Krähen nicht PrP Res Infektiosität 4 Stunden nach orale Gabe von Scrapie Hirnhomogenat 7 zu beseitigen. Alle zwanzig Krähen, die mit PrP Res Material zwangsernährt wurden anschließend PrP Res Material, um Mäuse übertragen über Kot. Kranke Mäuse wurden durch klinische Manifestation der Maus-Scrapie-Krankheit Anzeichen und Bestätigung wurde durch Western-Blot-Analyse abgeschlossen identifiziert.

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Diskussion

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Wir zeigen ein Verfahren um den Durchgang von PrP Res Material durch das Verdauungssystem von Krähen zu dokumentieren. Wir verwendeten konventionellen Methoden, um festzustellen, ob Krähen haben die Fähigkeit, PrP Res Material, um die krankheitsfreie geografischen Gebieten transloziert. Andere Widerstand von PrP Res ausgewertet 19-21 und Nagetier 22,23 Verdauungsflüssigkeiten, die beide nicht zu beseitigen Wiederkäuer. Die künftige Anwendung dieser Techniken auf and...

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Offenlegungen

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Danksagungen

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Wir möchten S. Werner für die Bereitstellung der in dieser Studie verwendet und USDA Krähen danken, APHIS, WS, NWRC Tierpfleger für Tierpflege und-überwachung. Erwähnen oder die Verwendung eines Produkts nicht USDA Billigung. Die Finanzierung für diese Studie wurde von USDA APHIS, Veterinary Services zur Verfügung gestellt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
RML Chandler-Stamm mausangepasste ScrapieRocky Mountain Laboratories
RC57BL/6 MäuseHilltop Labortiere
Amerikanische Krähenwild gefangen
Stift/StrepInvitrogen15140-122
Phosphatgepufferte KochsalzlösungInvitrogen70011-044
UltraschallgerätMisonix
Proteinase-K LösungRoche3115887001
LadepufferInvitrogenNP0007 und 0009
Bis-tris SDS PAGE 12% GelInvitrogenNP0342
Immobilon PVDF-MembranMillipore1SEQ00010
Tween 20Sigma AldrichP2287
Bullet Mixer-HomogenisatorBraintree ScientificBBX24B
2,3 mm Zirkonoxid/Kieselsäure-KügelchenBioSpec Products11079125Z
Bar224 monoklonaler Anti-PrP-AntikörperCayman Chemical 10009035
SuperblockThermo Scientific37517
chemilumineszierendesSubstrat MilliporeWBKLS0500
G-Box Gel-DokumentationssystemSyngene

Referenzen

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