פרוטוקול זה מדגים את טכניקת השאיפה האורופרינגיאלית לשימוש במודל עכברי הבלאומיצין של פיברוזיס ריאתי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מדגים את טכניקת השאיפה האורופרינגיאלית לשימוש במודל עכברי הבלאומיצין של פיברוזיס ריאתי.
מחלת ריאות אינטרסטיציאלית (ILD) מייצגת ספקטרום רחב של הפרעות המאופיינות בהצטלקות מתקדמת ולעתים קרובות בלתי הפיכה של פרנכימת הריאות, הנפוצה ביותר היא פיברוזיס ריאתי אידיופטי (IPF). פותחו מספר מודלים של בעלי חיים של IPF, כאשר מודל עכברי הבלאומיצין הוא הנפוץ ביותר. בלאומיצין הוא תרופה כימותרפית הידועה כגורמת לנזק ל-DNA באפיתל המכתשית, וכתוצאה מכך לפגיעה חריפה בריאות ולפיברוזיס ריאתי בבני אדם. מודלים של מכרסמים של IPF משתמשים במתן בלאומיצין בשיטות שונות, הנפוצה ביותר היא תוך-קנה הנשימה (IT). לאחרונה, טכניקת שאיבת הפה והלוע (OA) הוכחה כיעילה באותה מידה כמו IT עבור תרופות פיברוזיות מרובות, עם הרבה פחות תופעות לוואי ודרך אספקה קלה יותר. פרוטוקול זה מפרט את שיטת ה-OA להעברת בלאומיצין לריאת העכברים ומדגיש דוגמאות ליישומים פוטנציאליים במורד הזרם לכימות נתונים. מתודולוגיה זו מציעה דרך פשוטה, מהירה ובטוחה להשתמש במודל בעלי חיים בשימוש נרחב זה לחקר המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס IPF.
מחלת ריאות אינטרסטיציאלית (ILD) מתייחסת לקבוצה הטרוגנית של הפרעות המאופיינת בהצטלקות מתקדמת ובלתי הפיכה של חלל הנאדיות, האינטרסטיציום ודרכי הנשימה הדיסטליות1. פיברוזיס ריאתי אידיופטי (IPF) היא הצורה הנפוצה ביותר של ILD ונושאת הישרדות חציונית של כשלוש שנים2. IPF הוא מצב סופני בסופו של דבר, כאשר השתלת ריאות אורתוטופית היא טיפול הצלה עבור חולים נבחרים. ישנם כיום שני טיפולים שאושרו על ידי ה-FDA ל-IPF, שניהם רק מאטים את קצב ההתקדמות במקום לייצב או לשפר את תפקוד הריאות עבור חולים 3,4. מאמצי מחקר משמעותיים מתבצעים כדי להבהיר את היסודות של IPF ולזהות מטרות טיפוליות חדשות. קיימים אינספור מודלים של בעלי חיים לחקר פתוגנזה של IPF, לכל אחד יתרונות וחסרונות משלו5. בעוד שאף מודל אינו מסוגל לסכם באופן מלא את המורכבות של מחלות אנושיות, גישות אלה מציעות תובנה משמעותית לגבי המנגנונים המולקולריים של IPF ויכולות להשלים מחקרים תרגומיים.
מודל העכברים בלאומיצין נותר הנפוץ ביותר והמאופיין היטב במודל in vivo של IPF6. בלאומיצין הוא חומר פפטידי הגורם לשבירת DNA חד-גדילית וכפולה. לאחר גילויו בשנת 1962, נמצא כי בלאומיצין יעיל בטיפול במספר סוגי סרטן, כולל גידולי אשכים ולימפומה, אולם השימוש בו הוגבל על ידי דלקת ריאות תלוית מינון וכתוצאה מכך פיברוזיס ריאתי 7,8. רעילות ריאתית זו מסוכמת בעכברים. כאשר ניתן במנה אחת, לאחר שלב דלקתי ראשוני, ניתן לראות פיברוזיס החל מהיום החמישי, ומגיע לשיא בימים 14-21 9,10,11 (איור 1). פתרון ספונטני מתרחש לאחר כ-6 שבועות, אם כי ניתן להשיג שינויים פיברוטיים קבועים במינון חוזרשל 12. בהתחשב באופי החולף והדלקתי, ישנם כמה חסרונות מובנים במודל הבלאומיצין13, אולם הוא מציע מערכת מהירה, חזקה וניתנת לשחזור כדי להתחיל לענות על כמה מהפערים העיקריים בהבנת התחום שלנו של ILD ומאפשרת לחוקרים להשוות תוצאות במהלך חמשת העשורים האחרונים. גישות התקנה אחרות כוללות את דגמי האסבסטוזיס והסיליקה, המציעים מסלולי זמן דומים (ימים 14-28)6,14,15,16. עם זאת, מודלים אלה מייצרים דפוס היסטולוגי התואם יותר לפנאומוקוניוזיס מאשר IPF ודורשים שימוש בחלקיקים הנישאים באוויר, מה שמחייב טיפול זהיר. לחלופין, קיימים מודלים של בעלי חיים המשתמשים בביטוי טרנסגנים מונע אפיתל, כגון דיפתריה-רעלן ו-TGF-β1. אלה מסכמים את הפגיעה בתאי אפיתל המכתשית הלא דלקתית מסוג 2 הנראית ב-IPF, אולם לוקחים מעט יותר זמן (21-30d) ודורשים שימוש בבעלי חיים מיוחדים שיש להצליב לאחור בכל המודלים הטרנסגניים הקיימים המעניינים. לבסוף, ביטוי יתר של ציטוקינים, כולל TGF-β1, IL-β1 ו-TNF-α, הוכח כגורם לפיברוזיס ריאתי במכרסמים, בדרך כלל ביום 14 17,18,19. מודלים אלה של ביטוי יתר של ציטוקינים מאפשרים אספקה נוחה תוך אף, אם כי דורשים טיהור וטיפול זהירים.
קיימות גישות מרובות למתן בלאומיצין, כולל נתיבים תוך-קנה (IT), תוך-אף, תוך-צפק, תת עורי ותוך ורידי6. מתן IT היא השיטה הנפוצה ביותר, הכוללת באופן מסורתי אינטובציה אנדוטרכיאלית או טרכאוסטומיה כירורגית20, שתיהן דורשות טשטוש עמוק, עדינות טכנית וקשורות לתחלואה ותמותה סביב הניתוח. לאחרונה, טכניקת שאיבת הפה והלוע (OA) הוכחה כיעילה באותה מידה כמו IT, עם הרבה פחות תופעות לוואי ומסלול אספקה קל יותר 14,21,22,23,24,25,26. כאן, אנו מציגים פרוטוקול חזותי מפורט לשיטת OA להעברת בלאומיצין לריאת העכברים ומדגישים יישומים פוטנציאליים שונים במורד הזרם לכימות נתונים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקרים בבעלי חיים שתוארו בניסויים אלה נערכו תחת פרוטוקולים (ARC-2021-025, ARC-2010-039) שאושרו על ידי ועדת המחקר בבעלי חיים של UCLA (ARC) והוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC). נשמרה עמידה מלאה בכל התקנות והמדיניות המדינתית והפדרלית בנוגע לשימוש בחיות מעבדה. בעלי החיים שוכנו במתקן לטיפול בבעלי חיים של UCLA וטופלו על ידי הצוות המיומן של המחלקה למעבדה ורפואת בעלי חיים (DLAM) של UCLA בתנאים נטולי פתוגנים. עכברי Wildtype C57BL/6 הושגו באופן מסחרי והורשו להתאקלם במשך 14 יום לפחות. עכברים זכרים בגילאי 8-12 שבועות שימשו למחקרים אלה, עם משקל גוף ממוצע של 20-25 גרם. ניתן להשתמש גם בעכברים נקבות, אם כי חשוב להתאים בעלי חיים למין ולגיל בין קבוצות ניסוי ותנאים27. הפרטים המסחריים של בעלי החיים, הריאגנטים והציוד ששימשו במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.
1. מתן אורו-לוע של בלאומיצין
2. אינדוקציה של הרדמה
3. ניהול פה ולוע
4. התאוששות בעלי חיים
5. קצירת רקמות, עיבוד וניתוח נקודת סיום
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר כאן מסכם את מסלול השאיפה של הפה והלוע במודל עכברי הבלאומיצין. בניסויים אלה, בעלי חיים טופלו בבלאומיצין (0.75U/kg משקל גוף) או PBS לבקרת דמה. בימים 7, 14 ו-21, עכברים הורדמו, ריאותיהם הושתלו ורקמותיהם תוקנו, כפי שתואר קודםלכן 35. פיברוזיס הוערכה באמצעות צביעה היסטולוגית של המטוקסילין ואאוזין (H&E). ביום השביעי ניתן לראות שינוי פיברוטי של המחיצה המכתשית, יחד עם שינויים דלקתיים/פיברוטיים קטנים, בהשוואה לביקורת PBS (איור 3A,B). ביום ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול וידאו מפורט מסופק על טכניקת השאיפה האורופרינגיאלית למתן בלאומיצין לשימוש במודל העכברי של פיברוזיס ריאתי. בנוסף, אנו מדגישים יישומים פוטנציאליים במורד הזרם לכימות שינויים פיברוטיים ודלקתיים הנגרמים על ידי בלאומיצין OA.
בעוד שאף בעל חיים לא מסכם באופן מלא את המורכבות של מחלות אנושיות, מודל עכבר הבלאומיצין נמצא בשימוש בחמשת העשורים האחרונים ונותר המיושם ביותר לחקר הפתוגנזה של IPF36. ישנן דרכים רבות לתת בלאומיצין במודלים של מכרסמים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק הכשרה למחקר מוסדי (T32) של NIH Ruth L. Kirchstein (NRSA) שהוענק ל-RW (2T32HL072752-16). המחברים רוצים גם להודות על תמיכתו של מרכז בריאות הריאות של קרן סול וג'ויס ברנדמן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נגד עכבר CD45, Brlliant Violet 605 | BioLegend | 103155 | |
| נגד עכבר CD64, AlexaFluor 647 | BioLegend | 139322 | |
| נגד עכבר Ly6G, AlexaFluor 700 | BioLegend | 127622 | |
| נגד עכבר MerTK, PE/Cy7 | BioLegend | 151522 | |
| נגד עכבר SiglecF, PE | BD Biosciences | 552126 | |
| מתאמי BD Luer-Stub | פישר סיינטיפיק | 13-681-21 | |
| Bleomycin | McKesson | 1129996 | מ- NorthStar Rx 16714088601 |
| ערכת אינטובציה של עכבר אנדוטרכיאלי | קנט סיינטיפיק | ETI-MSE | |
| ניתן לתיקון חי/מת סגול | תרמו | L34955 | |
| FlowJo v10 תוכנה | FlowJo | ||
| gentleMACS Dissociator | Miltenyi | 130-093-235 | |
| ערכת בדיקת הידרוקסיפרולין | Sigma | MAK463 | |
| Liberase TM | Roche | 5401127001 | |
| Moria Vessel Clamp | Fine Science Tools | 18350-11 | |
| ערכת אינטובציה אנדוטרכיאלית של עכבר | קנט | ETI-MSE | |
| צעד פיפטה | Dymax | TI15469 | |
| עכברי Wildtype C57BL/6 | מעבדות ג'קסון | JAX, כתם #000664 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.