Ein Capsule-basiertes Modell für unreife harte Zeckenstadien Befall auf Labormäuse
9. Juli 2020
In dieser Studie wurde ein Fütterungssystem für Nymphal- und Larvenstadien von harter Zecke mit einer Kapsel entwickelt, die an laboratorischen Mäusen befestigt ist. Die Fütterungskapsel besteht aus flexiblen Materialien und bleibt mindestens eine Woche lang fest an der Maus befestigt und ermöglicht eine komfortable Überwachung der Zeckenfütterung.
Unsere Technik eignet sich für verschiedene Arten von Experimenten, aber unser Mausmodell ist für die Fütterung von Zecken erforderlich und ist notwendig, um die Zecken im geschlossenen Bereich für eine einfache Sammlung und Überwachung zu halten. Der Vorteil dieser einfachen Methode ist es Effizienz, kurze Dauer, und die Fähigkeit, zu überwachen oder zu sammeln Zecken zu verschiedenen Zeitpunkten eines Experiments. Unser System eignet sich zum Studium der Zeckenbiologie, wirtsvektorpathogenen Wechselwirkungen oder zur Bewertung verschiedener Kontrollmaße dieser medizinisch wichtigen Arthropoden.
Diese Methode erfordert Genauigkeit und Liebe zum Detail, da unreife Zeckenstadien klein sind und die Fütterung an Mäusen erfordert, dass die beiliegende Kapsel für mehrere Tage fest an der Maus befestigt werden muss. Beginnen Sie mit dem Zusammenkleben eines zwei Millimeter LANGEN EVA-Schaums, einem klebrigen Doppelschaum. Verwenden Sie einen Lederlochstempel mit einem Durchmesser von 20 Millimetern, um einen Kreis aus den Schaumstoffstücken zu schneiden.
Verwenden Sie dann einen 12-Millimeter-Lochschlag, um den Innenraum zu schneiden. Den Schutzpapierstreifen vom Klebe-Doppelhaftschaum schälen und einen 20 Millimeter transparenten Kunststoffkreis am Schaum befestigen. Wenn Sie Larven füttern, entfernen Sie den Schutzpapierstreifen nicht aus dem Klebeschaum und fahren Sie direkt mit der Kapselbefestigung fort.
Machen Sie einen Zentimeter Schlitz im transparenten Kunststoff und verwenden Sie dann einen entomologischen Stift, um mindestens 10 kleine Löcher für die Feuchtigkeitsverdunstung während des Experiments zu erstellen. Nachdem die Maus beästhetisiert wurde, legen Sie sie auf das Manipulationspad und befestigen Sie einen Nasenkegel für eine kontinuierliche Isofluranversorgung. Stellen Sie sicher, dass die Atemfrequenz weniger als 80 Atemzüge pro Minute beträgt, indem Sie den Isofluranspiegel einstellen.
Rasieren Sie den vorderen Teil der Maus hinter den Schulterblättern bis zum Bereich direkt hinter den Ohren und schaffen Sie einen rasierten Bereich, der größer als die Kapseloberfläche ist. Nicht reizenden Latexkleber auf die gesamte EVA-Schaumseite der Kapsel auftragen und eine Minute warten. Legen Sie die Kapsel auf den Rücken der Maus und setzen Sie drei Minuten lang konstanten Druck, insbesondere auf der linken und rechten Seite der Kapsel.
Heben Sie die Kapsel leicht an, um ihre Befestigung an der Haut visuell zu überprüfen. Um die feste Befestigung der Kapsel zu gewährleisten, wenden Sie einen leichten konstanten Druck von drei Minuten mit den Fingern vor allem auf der linken und rechten Seite der Kapsel an. Wenn nicht angefügte Bereiche gefunden werden, wenden Sie mehr Kleber mit einem Spachtel an und drücken Sie weitere drei Minuten.
Wenn sich während des Experiments ein Nicht-Anhang-Bereich bildet, wird er auf die gleiche Weise behoben. Einführen Sie einzelne Nymphen über den einen Zentimeter großen Schlitz in die Kapsel ein. Drücken Sie die Kapsel von zwei Seiten, damit sich der transparente Kunststoff biegen kann, und drücken Sie dann die Nymphe in die Kapsel.
Drehen Sie die Zange um 90 Grad und ziehen Sie sie heraus. Bei Larvenbefall den Papierschlupf aus der angehängten Kapsel entfernen und die Spritze mit den Larven direkt hineinlegen. Legen Sie die Zecken ab, indem Sie den Spritzenkolben drücken und dann vorsichtig den Kolben zur Haut drehen, um die verbleibenden befestigten Larven zu entfernen.
Sobald die Larven auf der Haut abgelagert sind, schließen Sie die Kapsel, indem Sie den transparenten Kunststoffkreis befestigen. Schneiden Sie einen 3,5 Millimeter langen Streifen des schützenden Kunststoffbandes und tragen Sie das schützende Kunststoffband um die Kapsel auf und geben Sie die Maus dann in den Käfig zurück. Um die Zecken zu sammeln, erstellen Sie einen kreuzförmigen Schnitt im Kunststoff mit einem Skalpell und verwenden Zangen, um die Zecken zu sammeln.
Schließen Sie die Kapsel bei Bedarf erneut, indem Sie ein klebendes Kunststoffpflaster auf den transparenten Kunststoff kleben. das gleiche Kunststoff-Patch kann verwendet werden, wenn die Sammlung von Ticks an mehreren Zeitpunkten erforderlich ist. Alternativ kann die Maus eingeschläfert und die Zecken gesammelt oder manuell nach Kapselentfernung abgetrennt werden.
Für eine erfolgreiche Genesung der Mäuse, halten Sie sie in einem Käfig für eine weitere Woche und lassen Sie die Kapseln natürlich lösen. Sobald die Kapsel ausgeschaltet ist, überprüfen Sie auf abnormale Reaktionen auf der Haut. Tragen Sie eine Weichmacherlotion auf, wenn es zu Reizungen kommt.
Dieses Protokoll ermöglicht es, unreife harte Zecken in EVA-Schaumkapseln zu füttern, die auf den Rücken einer Maus aufgetragen werden. Die Verwendung des schnell trocknenden und nicht reizenden Latexklebers sorgt dafür, dass die Kapsel innerhalb von drei Minuten fest befestigt ist und mindestens sieben Tage lang befestigt bleibt. Das Anbringen von zwei Kapseln ermöglicht es, zwei verschiedene Gruppen von Zecken auf ein und dasselbe Tier zu füttern.
Darüber hinaus ermöglicht eine vollständige Genesung der Mäuse nach den Experimenten die Wiederverwendung der Tiere und die Vermeidung von Euthanasie. Dieses System wurde erfolgreich verwendet, um Ixodes ricinus Nymphen zu füttern. Eine mäßige bis hohe Engorgement-Erfolgsrate wurde in zwei verschiedenen Mausstämmen erreicht.
In beiden Stämmen beendeten alle Nymphen die Fütterung innerhalb von vier bis fünf Tagen, während die Mehrheit am vierten Tag abfiel. Beim Versuch dieses Protokolls ist es wichtig, einen ausreichenden Bereich der Maushaut zu rasieren und die Kapsel effektiv zu befestigen, um eine versehentliche Ablösung während des Experiments zu vermeiden. Neben dem Studium der grundlegenden Zeckenbiologie, kann diese Methode verwendet werden, um Krankheitserreger Übertragung von Zecken zu Wirt oder Wirt zu Zecken zu erforschen.
Darüber hinaus bietet die Möglichkeit zur Wiederverwendung der Maus eine Möglichkeit für mehrere Wiederbefallungen, die für immunologische Studien oder die Untersuchung verschiedener durch Zecken übertragener Erregerübertragungen von Vorteil sein können.
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Übersicht
Diese Studie stellt ein neuartiges Fütterungssystem für die Nymphen- und Larvenstadien von Zecken vor, das eine an den Rücken einer Labormaus angebrachte Kapsel nutzt. Die Methode ist effizient und ermöglicht die Beobachtung und Sammlung von Zecken über mehrere Tage, was für Untersuchungen zur Zeckenbiologie und zur Übertragung von Krankheitserregern von entscheidender Bedeutung ist.
Wesentliche Studienkomponenten
Forschungsbereich
- Zeckenbiologie
- Wirt-Vektor-Interaktionen
- Studien zur Pathogenübertragung
Hintergrund
- Harte Zecken sind wichtige Vektoren verschiedener Krankheitserreger.
- Das Verständnis des Fressverhaltens von Zecken ist entscheidend zur Bekämpfung zeckenübertragener Krankheiten.
- Aktuelle Methoden zur Fütterung von Zecken können in ihrer Effizienz und Beobachtbarkeit begrenzt sein.
Verwendete Methoden
- Eine Kapsel aus EVA-Schaumstoff und transparentem Kunststoff wurde für die Zeckenfütterung an Mäusen entwickelt.
- Die Zecken wurden in die Kapsel eingeführt und auf Erfolg der Blutmahlzeit überwacht.
- Die Methode beinhaltet eine sorgfältige Befestigung und Pflege der Kapsel am Tier.
Hauptergebnisse
- Das Fütterungssystem zeigte eine mäßige bis hohe Saugquote bei Nymphen von Ixodes ricinus.
- Die Zecken nahmen erfolgreich innerhalb von vier bis fünf Tagen Nahrung auf, wobei der Großteil bis zum vierten Tag abfiel.
- Mäuse konnten in nachfolgenden Experimenten erfolgreich wiederverwendet werden, ohne dass eine erhebliche Hautreizung auftrat.
Schlussfolgerungen
- Diese Methode bietet eine zuverlässige Möglichkeit, die Zeckenfütterung und die Übertragung von Krankheitserregern zu untersuchen, und ermöglicht gleichzeitig die Wiederverwendung von Versuchstieren.
- Der Ansatz könnte der immunologischen Forschung und den Bekämpfungsstrategien gegen zeckenübertragene Krankheiten zugutekommen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Dieses auf Kapseln basierende Fütterungssystem ermöglicht eine kontrollierte Infestation von unreifen harten Zecken an Labor-mäusen und unterstützt damit mechanistische Untersuchungen der Interaktionen zwischen Wirt, Vektor und Erreger. Die Methode bietet eine reproduzierbare Plattform zur Bewertung der Zeckenbiologie und der Übertragungsdynamik, ohne dass eine Tötung der Tiere erforderlich ist, und erleichtert langfristige sowie wiederverwendungsorientierte experimentelle Ansätze. Ihre Einfachheit und Anpassungsfähigkeit erhöhen die Durchsatzrate in frühen Entdeckungsarbeiten, die auf Vektorfähigkeit und Wirkstoffscreening ausgerichtet sind.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung molekularer Wechselwirkungen zwischen Zecke und Wirt während der Blutmahlzeit und unterstützt die Validierung von Zielstrukturen für zeckenabweisende oder übertragungshemmende Maßnahmen.
- Operativer Wert: Die standardisierte Befestigung der Kapsel gewährleistet einheitliche Besiedlungsbedingungen über alle Versuchsgruppen hinweg und verringert die Variabilität der phänotypischen Messgrößen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Echtzeitüberwachung und zeitgesteuerte Sammlung von Zecken an mehreren experimentellen Zeitpunkten, wodurch eine kinetische Analyse des Fütterungserfolgs und der Pathogenaufnahme möglich wird.
- Operativer Wert: Das Doppelkapsel-Design erlaubt die parallele Untersuchung zweier Zeckengruppen (z. B. Wildtyp im Vergleich zu genetisch modifizierten) am selben Wirt, verbessert die Testeffizienz und reduziert den Tierversuchseinsatz.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Unterstützt Untersuchungen zur Pathogenübertragung von Zecke zu Wirt und von Wirt zu Zecke und stellt ein krankheitsrelevantes System zur Bewertung von Impfstoff- oder Therapeutikakandidaten bereit.
- Operativer Wert: Die Möglichkeit, Mäuse zu reanimieren und wiederverwenden, ermöglicht longitudinale immunologische Studien und reduziert die Kosten für die kontinuierliche Beschaffung von Versuchstieren.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Target-Validierung bis zur Lead-Identifizierung ein, insbesondere für Interventionen, die auf die Fütterungsmechanismen von Zecken oder die Pathogenübertragung abzielen.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die Hypothesenprüfung hinsichtlich zeckensalivärer Proteine, Darmfaktoren oder der Wirtsimmunantwort, die für den Erfolg der Blutmahlzeit und die Etablierung von Krankheitserregern entscheidend sind.
- Screening: Ermöglicht die standardisierte Beurteilung der Wirkung von Substanzen oder Antikörpern auf die Zeckenanschwellung, den Zeitpunkt des Abfallens oder die Pathogenlast.
- Analytik: Liefert quantitative Ergebnisse wie Ansprechrate, Fütterungsdauer und Rückgewinnungsrate der Zecken und unterstützt damit den Vergleich zwischen verschiedenen Bedingungen.
- Translationale Forschung: Verbindet die Ergebnisse der Blutmahlzeit mit der Übertragungseffizienz und ermöglicht so die präklinische Bewertung von Strategien zur Blockade der Krankheitsübertragung.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Die nicht-terminal angelegte Methode erlaubt die mehrfache Nutzung desselben Tiermodells und fördert dadurch nachhaltige und kosteneffiziente experimentelle Abläufe.
Operationelle und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Verbessert die Vorhersagesicherheit bei der Target-Validierung, indem eine direkte Beobachtung des Zeckenfütterverhaltens und der Wirtsreaktionen unter kontrollierten Bedingungen ermöglicht wird.
- Operativer Wert: Verwendet leicht verfügbare Materialien (EVA-Schaum, Klebstoff, transparenter Kunststoff) und eine einfache Montage, was Skalierbarkeit und die Übertragbarkeit zwischen Laboren unterstützt.
- Strategischer Wert: Verringert die Abhängigkeit von terminalen Verfahren und steht im Einklang mit den 3R-Grundsätzen, ohne dabei die experimentelle Aussagekraft in der Vektorbiologie zu beeinträchtigen.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung von Anti-Zecken- oder Anti-Pathogen-Kandidaten basierend auf empirischen Fütterungs- und Transmissionsdaten.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert technisches Geschick bei der Kapselkonstruktion und deren präziser Befestigung, um ein Lösen während mehrtägiger Experimente zu vermeiden.
- Hängt von konsistenten Anästhesie- und Rasierprotokollen ab, um eine ordnungsgemäße Haftung der Kapsel und das Wohlergehen der Tiere sicherzustellen.
- Erfordert standardisierte Methoden zur Einführung der Zecken (z. B. über einen Schlitz oder Spritze), um reproduzierbare Besiedlungsgrade zu gewährleisten.
- Beinhaltet die Überwachung der Kapselintegrität und des Hautzustands nach der Befestigung, insbesondere bei mehrfach verwendeten Tieren.
- Auf unreife Zeckenstadien (Larven, Nymphen) beschränkt; das Füttern von adulten Zecken erfordert möglicherweise alternative Einschließungsstrategien.
