פרוטוקול זה מתאר את ההליך לגרימת דלקת אקנה בעור חולדה עם חומצה אולאית ואקנה Cutibacterium.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר את ההליך לגרימת דלקת אקנה בעור חולדה עם חומצה אולאית ואקנה Cutibacterium.
אקנה וולגריס היא מחלת עור כרונית נפוצה המאופיינת בנוכחות של קומדונים, פפולות ופוסטולות על הפנים, הצוואר והחזה. כדי לדמות דלקת של אקנה וולגריס, פרוטוקול זה מפרט גישה לביסוס מודל מכרסם אקנה מורכב על ידי גרימת דלקת אקנה באוזני חולדה באמצעות חומצה אולאית ואקנה Cutibacterium (C. acnes). חולדות חולקו באופן אקראי לארבע קבוצות: קבוצת הביקורת הרגילה (NC), אוזניים שטופלו בקבוצת חומצה אולאית (OA), אוזניים שטופלו בקבוצת C. acnes (C. acnes), אוזניים שטופלו בחומצה אולאית ו-C. acnes (OA + C. acnes). כדי לחקות ייצור חלב מוגזם, חומצה אולאית נמרחה על אוזניהן של חולדות בקבוצות OA ו- OA + C. acnes במשך 25 יום.
מימים 21 עד 25, תרחיף C. acnes הוזרק תוך עורית לאוזניים של חולדות בקבוצות C. acnes ו- OA + C. acnes כדי להחמיר את דלקת האקנה. עובי האוזן נמדד מדי שבוע כמדד לחומרת הדלקת. נערכו תצפיות גסות, צביעת המטוקסילין ואוזין ואימונוהיסטוכימיה (IHC) והתוצאות הראו כי האוזניים של קבוצת OA וקבוצת OA + C. acnes היו מעובות ומושרות, מלווה באריתמה ובנוכחות של קומדונים. בנוסף, נצפו פפולות בקבוצות C. acnes ו-OA + C. acnes . ההיסטופתולוגיה הציגה היפרקרטיניזציה והרחיבה אינפונדיבולום של זקיקי השיער בקבוצות OA ו- OA + C. acnes . חדירת תאי דלקת ומורסות נמצאו בדרמיס של קבוצות C. acnes ו- OA + C. acnes . תוצאות IHC אישרו רמות מוגברות של גורם נמק הגידול (TNF)-α בדרמיס של קבוצות C. acnes ו- OA + C. acnes . כל התוצאות הנ"ל הצביעו יחד על הקמתו המוצלחת של מודל מכרסם האקנה המורכב.
אקנה וולגריס היא מחלת עור כרונית נפוצה המאופיינת בנוכחות קומדונים, פפולות ופוסטולות על הפנים, הצוואר והחזה, אשר, במקרים חמורים, עלולה להתקדם לגושים, ציסטות וצלקות קבועות1. מחקרים אפידמיולוגיים מדווחים כי אקנה משפיע על 9.4% מאוכלוסיית העולם בעוד הסימפטומים הנובעים ממנו מציבים אתגרים פיזיים ופסיכו-סוציאליים חמורים 2,3.
הפתוגנזה של אקנה היא רב-גורמית, כולל ארבעה תהליכים קריטיים: ייצור עודף חלב, היווצרות קומדון, התיישבות זקיקים על ידי מיקרוביוטה של העור, ושחרור מתווכי דלקת סביב היחידה pilosebaceous 4,5. הפרשת חלב מוגברת, וכתוצאה מכך הצטברות של עודף חומצות שומן חופשיות בלתי רוויות (UFFAs), תורמת לרבייה חריגה של מיקרוביוטה של העור, שאחד מהם הוא Cutibacterium acnes, כפי שמוצג במחקרים גנומיים6. בינתיים, המיקרוביוטה של העור מפרקת את החלב ומעלה את ריכוז ה-UFFAs, מה שמוביל למעגל קסמים7. בנוסף, עודף UFFAs לגרום hyperkeratinization זקיקי שיער, אשר בתורו מעורר אקנה8. מיקרוביוטה של העור וחלב מוגבר מפעילים קולטנים דמויי אגרה (TLR) כדי לייצר ציטוקינים מעודדי דלקת מרובים כגון אינטרלוקין (IL)-1 ו-TNF-α 9,10. מפל זה של דלקת, יחד עם חלב מוגבר וצמיחת יתר מיקרוביאלית, מגיע לשיאו היפרקרטוזיס בולט של זקיק השערה ואת הופעת אקנה11.
ההתפתחות המהירה בתחום חקר האקנה והדרישות הקליניות הנלוות הניעו את יצירתם של מודלים בעלי חיים של דלקת אקנה באוזן החולדה, בגבן של חולדות או עכברים ובאוזן ארנבת 12,13,14,15. השיטות כוללות הזרקה תוך עורית של C. Acnes, יישום של שמנים על העור כדי לדמות את ההפרשה חריגה של בלוטות החלב hyperkeratinization, או שילוב של שניהם כדי להאיץ את דלקת העור כדי ליצור אקנה 16,17,18,19. עם זאת, השימוש והמינון של חומרים כימיים וחומרים ביולוגיים משתנים בין מחקרים קודמים, מה שעלול לבלבל חוקרים המתכוונים לבסס מודל אקנה מתאים. מחקר זה נועד לבסס שיטה קלה לתפעול ויעילה ליצירת מודל מכרסם אקנה מורכב ולספק סימוכין מודל לחוקרים החוקרים אקנה וולגריס.
פרוטוקול זה קיבל אישור אתי מאוניברסיטת בייג'ינג לרפואה סינית (מס '2023033103-1183). שנים עשר חולדות ספראג-דולי זכרים (משקל, 208 גרם ± 5 גרם) שימשו בפרוטוקול זה וחולקו לארבע קבוצות: קבוצת NC (n = 3), קבוצת OA (n = 3), קבוצת C. acnes (n = 3) וקבוצת OA + C. acnes (n = 3).
1. פיתוח מודל האקנה
2. איסוף רקמות וניתוח
3. ניתוח סטטיסטי
עובי ומראה העור
מהיום השביעי ועד היום ה-21, האוזניים בקבוצת OA ובקבוצת OA + C. acnes היו עבות משמעותית מאלו של קבוצות NC ו-C. acnes . ביום ה-25, האוזניים בקבוצת OA, בקבוצת C. acnes ובקבוצת OA + C. acnes היו עבות משמעותית מאלה של קבוצת NC (p < 0.05). העובי הממוצע של האוזניים במהלך הניסוי מוצג באיור 2 ובטבלה 2.
מהיום השביעי עד היום ה-25, האוזניים בקבוצת OA ובקבוצת OA + C. acnes היו מעובות ומושרות, מלוות באריתמה, קשקשים וקומודונים. החולדות נצפו מגרדות את אוזניהן מעת לעת, מה שגרם לדימום. ביום ה-25 נמצאו פפולות באוזניים של קבוצת C. acnes ושל קבוצת OA + C. acnes (איור 3).
היסטופתולוגיה
פרקרטוזיס והיפרקרטוזיס נצפו בזקיקי השיער, יחד עם היפרטרופיה של השכבה הגרגירית והשכבה הקוצנית, והתרחבות של אינפונדיבולום זקיק השערה באוזניים של קבוצת OA וקבוצת OA + C. acnes . הדרמיס של קבוצות C. acnes ו- OA + C. acnes הראה חדירה מעורבת של תאים דלקתיים, כולל לימפוציטים ונויטרופילים. כמו כן, הדרמיס הראה נוכחות משמעותית של אקסטרווסציה של אריתרוציטים ומורסות ב-C. acnes וב-OA + C. acnes (איור 4). כפי שניתן לראות באיור 5, הניקוד הפתולוגי הראה עלייה בקבוצת C. acnes ובקבוצת OA בהשוואה לקבוצת NC והציון היה גבוה משמעותית בקבוצת OA + C. acnes מאשר בקבוצות NC ו- OA (p < 0.05).
IHC
כפי שניתן לראות באיור 6, TNF-α בא לידי ביטוי גבוה בדרמיס של קבוצות C. acnes ו-OA + C. acnes .

איור 1: תמונות לדוגמה של ציונים פתולוגיים. תאים דלקתיים מסומנים בחצים אדומים. עיין בטבלה 1 למטלת הניקוד. (A) ציון = 0, ללא קרן באינפונדיבולום; (B) ציון = 1, היפרפלזיה אפיתליאלית והצטברות צפופה ועקבית של קרן המפרישה את התעלה הפוליקולרית, אם כי לא חמורה; (C) ציון = 1, מספר קטן של תאים דלקתיים סביב הזקיקים; (D) ציון = 2, חדירה נרחבת של תאי דלקת בדרמיס; (E) ציון = 3, הצטברות של קרן צפופה המרחיבה את האינפונדיבולום ומשתרעת לתוך צינורות החלב, בדומה לקומודונים של מקרים קליניים; (F) נוכחות של מורסות סביב infundibulum שעלולות לגרום papules או pustule. פסי קנה מידה = 100 מיקרומטר. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

תרשים 2: המגמות המשתנות של עובי האוזן מיום 0 ליום 25. קבוצת NC מסומנת על ידי הקו האדום, קבוצת OA מסומנת על ידי הקו הכחול, קבוצת C. acnes מסומנת על ידי הקו הירוק, וקבוצת OA ו - C. acnes מסומנת על ידי הקו הצהוב. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: מראה גס של אוזניים. הקומודונים והפפולות מסומנים בחצים אדומים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: היסטולוגיה של אוזני חולדה. (▲) היפרקרטוזיס; (■) פרקרטוזיס; (•) אינפונדיבולום מורחב של זקיק השערה; (♦) חדירת תאי דלקת. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: ציון פתולוגי . @ מציין הבדל מובהק סטטיסטית בין קבוצת NC לבין קבוצת C. acnes ; # מציין הבדל משמעותי בין קבוצת NC לבין קבוצת OA + C. acnes ; * מציין הבדל משמעותי בין קבוצת OA + C. acnes לבין קבוצת OA (p < 0.05). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: תמונות IHC של ביטוי TNF-α באוזני חולדות. (♦) חדירה של תאים דלקתיים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
| הציון | מאפיינים | ||
| 0 | לא קומדוגני. (ראה איור 1 A) | ||
| 1 | היפרפלזיה אפיתל והצטברות צפופה ועקבית של קרן המתחילה להרחיק את תעלת הזקיק. (ראו איור 1 B) | ||
| 1 | נוכחות של מספר קטן של תאים דלקתיים, במיוחד סביב זקיקים או צינורות החלב. (ראה איור 1 C) | ||
| 2 | חדירה נרחבת של מספר רב של תאים דלקתיים. (ראו איור 1 D) | ||
| 3 | נוכחות של הצטברות של קרן צפופה המרחיבה את infundibulum ומשתרע לתוך צינורות החלב, יחד עם hyperplasia בולט של אפיתל פוליקולרי. (ראה איור 1 E) | ||
| 3 | נוכחות של מורסות. (ראה איור 1 F) | ||
טבלה 1: מטלת ניקוד פתולוגי. תמונות לדוגמה מוצגות באיור 1.
| זמן | קבוצת NC (מ"מ) | קבוצת OA (מ"מ) | קבוצת C. acnes (מ"מ) | קבוצת OA + C. acnes (מ"מ) |
| יום 0 | 0.4000±0.0250 | 0.4167±0.0144 | 0.4500±0.0000 | 0.4667±0.0382 |
| יום 7 | 0.5250±0.0661 | 0.7667±0.0878*▲ | 0.4500±0.0000 | 0.7917±0.0764*▲ |
| יום 14 | 0.5083±0.0289 | 0.8167±0.1233*▲ | 0.6083±0.0382 | 0.9333±0.0804*▲ |
| יום 21 | 0.5250±0.0433 | 1.0667±0.2241*▲ | 0.5583±0.0144 | 0.9417±0.0722*▲ |
| יום 25 | 0.5750±0.0500 | 0.8250±0.1392* | 0.9500±0.1639* | 1.0583±0.0804* |
טבלה 2: עובי האוזניים. הנתונים מוצגים כממוצע ± סטיית תקן. סמל "*" מציין הבדל מובהק סטטיסטית בהשוואה לקבוצת NC; סמל "▲" מציין הבדל מובהק סטטיסטית בהשוואה לקבוצת C. acnes (p < 0.05).
מכיוון שהמתודולוגיה והקריטריונים להערכה של מודל אקנה לא היו ברורים, פרוטוקול זה נועד לספק התייחסות לחוקרים החוקרים אקנה. בשל גודלה הקטן של אוזן העכבר וההפרעה הנגרמת על ידי צמיחת שיער על הגב, השימוש בקרם אפילציה ומכונת גילוח, האוזן של החולדה עשויה להיות חלופה טובה יותר להקים מודל מכרסם של אקנה. ניסינו ליצור את מודל האקנה על העור האחורי של חולדות, אבל ההשפעה לא הייתה טובה כמו זו שנצפתה על אוזן החולדה.
חלק מהחוקרים מאמצים רק מתודולוגיה אחת כדי לגרום לדלקת אקנה, כגון מריחת שמנים או הזרקת חיידקים14,16. עם זאת, מחקרים הראו כי הפרשת חלב מוגברת תקדם את התרבות היתר של C. acnes בזקיקים סתומים, בעוד C. acnes בתורו מגרה את ההפרשה החריגה של בלוטות החלב; יחסי הגומלין בין שניהם עלולים להחמיר את דלקת האקנה. לכן, מודל התרכובת המושרה על ידי שמנים ו- C. acnes עשוי להיות עקבי יותר עם נגעים קליניים של אקנה 10,21,22. כדי להעריך באופן אובייקטיבי את השינויים הפתולוגיים בין קבוצות ניסוי שונות, פיתחנו מערכת ניקוד בהשראת מחקרים קודמים, הכוללת הצטברות קרטין וכתוצאה מכך הגדלה של תעלות זקיקי שיער והתפשטות אפיתל, חדירת תאים דלקתיים בדרמיס, ואפילו התפתחות נוספת של מורסה (טבלה 1 ואיור 1)16, 23. באמצעות שיטת ניקוד זו, יחד עם ניתוחים היסטופתולוגיים ואימונוהיסטוכימיים (IHC), מצאנו כי היישום של C. acnes וחומצה אולאית על האוזניים הוביל להפרעת עור ודלקת משמעותיות יותר. ממצאים אלה משקפים את הסימפטומים שנצפו במקרים מתונים של אקנה אנושי, ומדגישים את הערך של מודל מורכב זה בחיקוי התפתחות אקנה (איור 4 ואיור 5)24.
כדי להעריך טוב יותר את המודל, יש צורך להקליט את עובי האוזניים לפני החלת שמן ו- C. acnes. בהתחשב בכך שעובי האוזן החיצוני והפנימי שונה, רשמנו שתי נקודות ספציפיות כדי להבטיח שהתוצאות ייצגו טוב יותר את עובי האוזניים ושני מפעילים שיתפו פעולה בעת מדידת האוזניים. בעת החלת חומצה אולאית על האוזן, יש לשים לב לעובדה כי נזילות של חומצה אולאית עושה את זה בקלות לזרום לתוך תעלת האוזן לגרות את החולדות; לפיכך, יש צורך להטות את הראש של חולדות כדי למנוע חומצה אולאית נכנס לתעלת האוזן.
הקומודונים נצפו ביום השביעי, והנגעים המשיכו להחמיר עד סוף הניסוי. הגירוי עם C. acnes הוא גורם חשוב נוסף המשפיע על אקנה. C. acnes לא רק מקדם סינתזת שומנים בבלוטות החלב, אלא גם מגיב עם תאים דלקתיים סביב זקיק השערה ובלוטות החלב בדרמיס כדי לגרום לגורמים דלקתיים; זה מחמיר עוד יותר את התגובה הדלקתית 6,25. לכן, אנו משתמשים בהזרקה תוך עורית של C. acnes כדי להאיץ את הדלקת. בהתחשב בכך האוזניים של חולדות הם דקים מאוד, מיקרו מחטים נדרשים כדי למנוע פירסינג אותם. כדי להבטיח הזרקה intradermal תקין, המחט צריך להיות מנוקב בזווית של 10 עד 15 מעלות, עם עומק של כ 1 מ"מ. בנוסף, כאשר מפעיל אחד מבצע את ההזרקה התוך-עורית, מפעיל אחר חייב לתקן את ראש החולדות כדי למנוע פירסינג באוזניים. כדי למנוע דימום, אתר ההזרקה חייב להימנע מכלי הדם השטחיים של החולדות. לאחר שהוזרקו להן C. acnes, האוזניים היו הרבה יותר מחוספסות, אדומות ונפוחות ונמצאו עם פפולות (איור 3).
היישומים של רכיבי חלב/חלב ו-C. acnes משתנים בניסויים שונים. חלק מהחוקרים אימצו את שיטת ההזרקה עם C. acnes פעם אחת ולאחר מכן מריחה עם חלב במשך שבעה ימים, מה שגרם למורסה, אריתמה וחוסר משך על גבן של חולדות19. חוקרים אחרים הזריקו C. acnes במשך 4 ימים ומרחו חלב במשך 30 יום על אוזניהן של חולדות18. אין תקן אחיד מכיוון שדלקת אקנה קשורה ליישום רכיבי החלב/חלב, הפעילות והריכוז של C. acnes והרקמות של המודל. בניסוי זה, במקום חלב מלאכותי, חומצה אולאית שימשה להדמיית חלב, בהתחשב בכך חומצה אולאית לא רק גורם keratinization של זקיקי שיער, מגרה דלקת אפידרמיס, אלא גם מקדם את הצמיחה של C. acnes 6,7,8. בניסוי, 7 ימים לאחר מריחת חומצה אולאית, אוזני החולדות הראו אדמומיות ונפיחות. מהיום השביעי ועד היום ה-14 החלו אוזני החולדה להציג קשקשים וקומודונים. מהיום ה-15 עד היום ה-21 חלה עלייה בקומודונים, אך לא נצפו תסמיני אקנה נוספים. ביום ה-21 התחלנו להזריק תוך עורית 1 × 107 CFU C. ACNES, גישה נפוצה שתועדה במחקרים קודמים19.
בהתחלה ההשפעות לא היו ברורות, אבל מאוחר יותר מצאנו פפולות באוזניים של החולדות שהוזרקו להן C. אקנס. בהתחשב בכך שעובי האוזן לא הראה שונות משמעותית לאורך זמן בין הקבוצות, החלטנו לסיים את הניסוי ביום ה-25 (איור 2 וטבלה 2). לפרוטוקול זה עדיין יש כמה מגבלות. גודלו הקטן של אזור האוזן עשוי להשפיע על המשך הטיפול התרופתי. C. acnes אינו המיקרוביוטה היחידה המעורבת בתהליך הפתולוגי של אקנה, ולכן ייתכן שעדיף להשתמש במגוון חיידקים כדי לגרום לאקנה לחקות את המצב הקליני26.
כל המחברים מצהירים כי אין להם ניגודי עניינים.
מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס '81974572 ומס '82274523) ואוניברסיטת בייג'ינג לרפואה סינית (מס '202310026002).
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מחוון אנאירו | מיצובישי, יפן | C-22 | |
| AnaeroPack | מיצובישי, יפן | C-11, C-41 | |
| צלחת אגר דם קולומביה | BeNa Cuture Collection, סין | BNCC330605 | |
| חממת טמפרטורה קבועה | SHANGCHENG, סין | 303-0 | |
| צמר גפן ספוגית | HYNAUT, סין | _ | |
| Cutibacterium acnes | BeNa Cuture Collection, סין | BNCC330605 | |
| Dako REAL EnVision איתור מערכת, Peroxidase/DAB+, ארנב/עכבר | DAKO, דנמרק | K5007 | |
| מחט הזרקה סטרילית חד פעמית | Zhejiang Oujian מכשיר רפואי, סין | _ | |
| משקל אלקטרוני | JINXUAN, סין | A017 | |
| קליפר ורניר אלקטרוני | מעדנייה, סין | DL90150 | |
| חומצה אולאית (מגיב אנליטי, AR) | פאנגז'נג, סין | _ | |
| הזרקת נתרן כלורי | CR מנוף כפול, סין | Y2212241 | |
| סטטיסטיקה SPSS | IBM, ארה"ב | 26.0 | |
| מזרקים היפודרמיים סטריליים | פולימר רפואי קבוצת שאנדונג וויגאו, סין | _ | |
| TNF נוגדן אלפא חד שבטי | Proteintech Group, int, ארה"ב | 60291-1-LG |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה