Présenté ici est une méthode pour nourrir les tiques en sang in vitro via un système de membrane artificielle pour permettre l’engorgement partiel ou complet d’une variété de stades de vie des tiques.
Article de méthode
Présenté ici est une méthode pour nourrir les tiques en sang in vitro via un système de membrane artificielle pour permettre l’engorgement partiel ou complet d’une variété de stades de vie des tiques.
Les tiques et les maladies qui leur sont associées sont un sujet d’étude important en raison de leur charge de santé publique et vétérinaire. Cependant, les besoins alimentaires des tiques pendant l’étude et l’élevage peuvent limiter les questions expérimentales ou la capacité des laboratoires à faire des recherches sur les tiques et leurs agents pathogènes associés. Un système d’alimentation par membrane artificielle peut réduire ces problèmes et ouvrir de nouvelles voies de recherche qui n’auraient peut-être pas été possibles avec les systèmes d’alimentation animale traditionnels. Cette étude décrit un système d’alimentation par membrane artificielle qui a été affiné pour le succès de l’alimentation et de l’engorgement pour tous les stades de vie d’Ixodes scapularis . De plus, le système d’alimentation par membrane artificielle décrit dans cette étude peut être modifié pour être utilisé avec d’autres espèces de tiques par simple raffinement de l’épaisseur de membrane souhaitée. Les avantages d’un système d’alimentation par membrane artificielle sont contrebalancés par l’intensité de travail du système, les facteurs environnementaux supplémentaires qui peuvent avoir une incidence sur le succès de l’alimentation et la nécessité d’affiner la technique pour chaque nouvelle espèce et stade de vie des tiques.
Les maladies transmises par les tiques ont un impact important sur la santé des humains et des animaux dans le monde, étant responsables de plus des deux tiers de toutes les maladies associées aux vecteurs aux États-Unis entre 2004 et 20161. En outre, le nombre de cas a augmenté ces dernières années, de plus en plus de personnes et de bétail étant touchées par les tiques etles maladies qui leur sont associées2,3. Bien qu’il y ait probablement de nombreuses causes à la tendance à la hausse du nombre de cas, le changement climatique est un facteur important 3,4. L’augmentation continue prévue du nombre de cas de maladies transmises par les tiques souligne la nécessité de développer de nouveaux outils pour étudier les relations entre les tiques et les agents pathogènes qu’elles transmettent.
On sait que les tiques subissent des changements physiologiques et d’expression génique pendant l’alimentation et que ces changements jouent un rôle dans la transmission des agents pathogènes 5,6. Il peut être difficile d’effectuer des études qui examinent les effets de l’alimentation complète et partielle sur la transmission et l’acquisition d’agents pathogènes à l’aide de modèles animaux, en particulier dans les situations où les modèles de rongeurs ne sont pas sensibles à l’infection par un agent pathogène particulier. Par exemple, la souche Anaplasma phagocytophilum Variant-1 est naturellement transmise entre Ixodes scapularis et les cerfs, mais est incapable d’infecter les souris, ce qui complique l’infection des tiques en laboratoire7. Les systèmes d’alimentation artificiels peuvent également être appliqués pour aider à étudier des agents pathogènes tels que Borrelia burgdorferi via l’utilisation de mutants transgéniques qui ont des délétions de gènes qui inhibent la transmission ou l’infection8. L’utilisation d’un système d’alimentation artificiel aide les chercheurs à isoler le rôle des gènes en permettant à l’infection ou à la transmission de se produire uniquement du côté de la tique, isolant ainsi toute réponse de l’hôte qui pourrait confondre de telles études.
De même, certains stades de vie des tiques impliquées dans la transmission de maladies et d’animaux peuvent ne pas être incités à se nourrir d’espèces modèles de laboratoire communes. Les femelles d’Ixodes scapularis , par exemple, doivent être nourries avec des animaux plus gros, généralement des lapins9. Bien que souvent accessibles pour l’expérimentation en laboratoire, les exigences administratives et d’élevage liées à l’utilisation de lapins dépassent celles des petits rongeurs et peuvent être prohibitives pour certains laboratoires. Les autres espèces de tiques, en particulier celles qui suscitent des préoccupations vétérinaires, doivent être nourries avec du bétail ou d’autres gros animaux qui ne sont pas pratiques à utiliser dans la plupart des laboratoires. Les méthodes d’alimentation in vitro et d’infection, telles que l’alimentation par membrane artificielle, offrent des alternatives à l’utilisation d’animaux hôtes de grande taille ou exotiques.
De plus, l’utilisation d’un système d’alimentation artificiel permet certaines analyses qui peuvent ne pas être possibles avec les méthodes traditionnelles d’alimentation animale. Un exemple est que, en séparant la source sanguine du mécanisme d’alimentation, l’examen du rôle que le sang de différents hôtes peut avoir dans la transmission de B. burgdorferi devient possible10. Cet examen du sang de l’hôte et du rôle que joue le sang lui-même en l’absence de réponse immunitaire de l’hôte est un facteur important pour comprendre les cycles de transmission des agents pathogènes et un facteur auquel les systèmes d’alimentation artificiels sont en mesure d’aider à répondre11. Il devient également possible de quantifier le nombre exact de transmissions d’un agent pathogène au cours d’une alimentation plutôt que de simplement examiner le succès de la transmission et l’établissement chez un hôte 8,12.
Certaines des premières membranes d’alimentation artificielles fabriquées pour les tiques dures ont été fabriquées à partir de peaux d’animaux ou de membranes d’origine animale dans les années 1950 et 196013,14. En raison de la nature biologique de ces membranes, il y avait des problèmes à la fois avec la production de nouvelles membranes et la durée de conservation. Dans les années 1990, des membranes entièrement artificielles ont été développées qui utilisaient un support de filet, de papier ou de tissu imprégné de silicone15,16. Le silicone était idéal car ses propriétés physiques imitent l’élasticité et le léger collant de la peau, ainsi que sa nature bio-inhérente. Sur cette base, Krober et Guerin, dont cette technique était basée sur les travaux, ont décrit une technique d’alimentation par membrane de rayonne imprégnée de silicone pour l’alimentation artificielle d’I. ricinus17.
Le perfectionnement des méthodes pour I. scapularis, une espèce étroitement apparentée, a conduit à des différences notables dans la dureté du silicone utilisé dans l’imprégnation membranaire, la recette pour la production de membrane, les dimensions de la chambre et le stimulant de fixation. Bien que les améliorations rapportées dans cette étude aient abouti à des caractéristiques membranaires similaires à celles rapportées par Andrade et al., qui ont également développé une membrane à base de silicone basée sur Krober et Guerin pour une utilisation chez I. scapularis, il existe une différence dans les étapes d’imprégnation de silicone, ce qui permet la flexibilité d’utiliser ce protocole pour les stades de vie immatures de I. scapularis15, 18. Cette étude décrit également les ajouts et les modifications techniques basés sur l’utilisation répétée de cette méthode, les meilleures pratiques qui aboutissent à un flux réussi et le dépannage des problèmes qui peuvent survenir. Cette méthode a été utilisée pour nourrir tous les stades de vie actifs, infecter les tiques avec des bactéries pathogènes et exposer les tiques à de multiples doses d’antibiotiques19,20. Bien que la méthode d’alimentation par membrane artificielle présentée soit pour I. scapularis, cette méthode est facilement adaptable à d’autres espèces de tiques avec des modifications mineures de l’épaisseur de la membrane.
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1. Préparation de la chambre à membrane à tiques
2. Configuration de l’alimentation contre les tiques
3. Maintenir les tiques en train de nourrir les tiques en changeant le sang toutes les 12 heures
4. Traitement antifongique
REMARQUE: Effectuer uniquement lorsque la croissance fongique est observée sur la membrane. Un champignon est susceptible de se former du côté sanguin de la membrane si l’alimentation est d’une durée suffisante. La première indication de contamination fongique est de petits flocons (1-3 mm) de sang coagulé visibles sur la membrane. Lorsque la contamination fongique est notée, les traitements antifongiques peuvent prolonger la durée de l’expérience et améliorer le succès de l’engorgement.
5. Membranes détachées réadhérées avec de la colle cyanoacrylate
REMARQUE: Effectuer uniquement lorsque le détachement de la membrane est remarqué.
6. Fabrication de phagostimulants
REMARQUE: Effectuer à la fin d’une alimentation ou avant qu’une alimentation membranaire n’ait commencé.
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Une alimentation réussie dépend du fait qu’un engorgement partiel ou complet soit souhaité. Nourris avec succès I. scapularis prend une teinte de gris canon pour les adultes et se détache seul de la membrane. Cependant, s’ils sont au moins de la taille d’un pois, ils peuvent être détachés de la membrane lors de la fin de l’alimentation. Pour les stades immatures d’I. scapularis , la taille des tiques complètement engorgées varie, et parce que, contrairement aux adultes, elles ne présentent pas de change...
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L’alimentation par membrane artificielle des tiques fournit un outil utile pour une variété de procédures expérimentales, mais n’est pas susceptible de remplacer l’alimentation animale pour toutes les applications. Le maintien de grandes colonies de tiques à tous les stades de la vie sans nourrir les animaux est généralement intenable. Au lieu de cela, le système d’alimentation artificiel est utile à d’autres fins, telles que l’infection des tiques avec des agents pathogènes non pris en charge par des hôtes modèles, l’év...
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 00-10 Dureté Silicone | Smooth-On | Ecoflex 00-10 | Taille d’essai de Smooth-On Store |
| 00-50 Dureté | Silicone Smooth-On | Ecoflex 00-50 | Taille d’essai de Smooth-On Store |
| 30 Dureté Silicone | Smooth-On | Mold Star 30 | Taille d’essai de Smooth-On Store |
| Plaques de culture cellulaire à 6 puits | Corning Incorporated | 3516 | |
| Adénosine triphosphate (ATP) | Millipore Sigma | A1852-1VL | Utilisé pour fabriquer une solution aqueuse de 3 mM d’ATP qui a été stérilisée par filtre à 0,2 micromètre |
| Sang bovin | HemoStat | DBB500 | Défibriné mécaniquement ; 500 mL sont généralement suffisants pour une expérience |
| Emballage | alimentaire Fisherbrand | 22-305654 ; | |
| Papier filtre | Fisherbrand | 09-790-2C | Autoclave et laisser refroidir avant utilisation. Peut utiliser une qualité fine au lieu d’une qualité moyenne Fluon |
| (polytétrafluoroéthylène aqueux) | Bioquip | 2871 | Disponible auprès d’autres sources telles que https://canada-ant-colony.com/products/fluon-ptfe-10ml |
| Glucose | Millipore Sigma | G8270-100G | |
| Hexane | Millipore Sigma | 139386-100ML | |
| Papier pour lentilles | Fisherbrand | 11-995 | 100 % rayonne |
| Nystatine ; | Biotechnologie Or | N-750-10 | |
| Parafilm | Fisherbrand | S37440 ; | |
| Pénicilline/streptomycine/fungizone | Gibco | 15240-096 | Ou générique équivalent avec la concentration suivante (10 000 unités/mL de pénicilline, 10 000 & micro ; g/mL de streptomycine et 25 & micro ; g/mL d’amphotéricine B) |
| Phagostimulant | Fabriqué sur place | Recueilli à partir de tiques antérieures | |
| Pipe en polycarbonate | McMaster-Carr | 8585K204 ; | Coupe à 45 mm de longueur, 1,25 pouce de diamètre extérieur, 1 pouce de diamètre intérieur. La coupe nécessite une meule de scie à tronçonner. |
| Joints toriques en caoutchouc | McMaster-Carr | 9452K38 ; | 5 mm d’épaisseur, 1,25 pouce de diamètre intérieur |
| Pince Soft Touch | VWR | 470315-238 ; | |
| Super colle | cyanoacrylate | ||
| colle papier Unryu ; | Fournitures d’art pour magasins | de fibre de mûrier 10 g/m2. Acheté au magasin de fournitures d’art Wet Paint, St. Paul, MN, États-Unis |
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