מודל העכברים המושרה על ידי CAWS מדמה ביעילות את התקדמות מחלת קוואסאקי מדלקת חריפה לפיברוזיס כרונית, וחושף מאפיינים פתולוגיים ואימונופתולוגיים מרכזיים, ועשוי להקל על פיתוח אסטרטגיות טיפוליות ממוקדות למחלת קוואסאקי.
מאמר שיטה
מודל העכברים המושרה על ידי CAWS מדמה ביעילות את התקדמות מחלת קוואסאקי מדלקת חריפה לפיברוזיס כרונית, וחושף מאפיינים פתולוגיים ואימונופתולוגיים מרכזיים, ועשוי להקל על פיתוח אסטרטגיות טיפוליות ממוקדות למחלת קוואסאקי.
מחלת קוואסאקי (KD) היא דלקת כלי דם מערכתית הפוגעת בעיקר בילדים, כאשר נגעים בעורקים הכליליים הם הסיבוך החמור ביותר שלה. במחקר זה, מודל KD עכברי אופטימלי הוקם באמצעות תמצית מסיסה במים של קנדידה אלביקנס (CAWS). דלקת שריר הלב ושינויים פתולוגיים נלווים הוערכו באמצעות צביעת HE וצביעה של מאסון טריכרום. טכניקת האימונופלואורסצנציה זיהתה חדירה של תאי חיסון לרקמת הלב. הביטוי והלוקליזציה של חלבון VDAC1 ברקמת שריר הלב זוהו על ידי אימונוהיסטוכימיה. במבחנה, מודל פגוציטי הוקם על ידי תרבית משותפת של מקרופאגים RAW264.7 עם נבגי קנדידה אלביקנס , והיווצרותם ותפקודם של אוטופאגוליזוזומים הוערכו באמצעות צביעה אימונופלואורסצנטית LC3 ובדיקה אדומה של Lyso-Tracker. באמצעות בדיקת מינון, נקבע כי 8 מ"ג הוא מינון המודלים האופטימלי להשראת דלקת בעורקים הכליליים, עם שיעור תמותה מתון במינון זה. צביעת HE הראתה כי הזרקת CAWS גרמה ביציבות לנגעים בעורקים הכליליים התואמים את המאפיינים של מחלת קוואסאקי אנושית בעכברים. צביעת מאסון אישרה כי הייתה שקיעה משמעותית של סיבי קולגן סביב העורקים הכליליים ואבי העורקים בקבוצת העכברים CAWS, אשר חפפה באופן הדוק לאזור הדלקתי, והבדל מובהק סטטיסטית נצפה מקבוצת הביקורת לאחר 14 יום (עמ' < 0.001). אימונופלואורסצנציה גילתה כי ביום ה-14 למודל, החדירה של תאים חיסוניים מרובים ברקמת הלב של קבוצת CAWS גדלה באופן משמעותי (p < 0.001). התוצאות האימונוהיסטוכימיות הראו כי ביום ה-28 למודל, הביטוי של חלבון VDAC1 ברקמת שריר הלב של קבוצת CAWS היה מווסת באופן משמעותי (p < 0.001). ניסויים במבחנה הראו כי במקרופאגים הנגועים בנבגי קנדידה אלביקנס , היווצרות האוטופאגוליזוזומים עולה בשלב המוקדם, בעוד שהזרימה האוטופאגית נחסמת בשלב מאוחר יותר, מה שמרמז על הפרעה תפקודית.
מחלת קוואסאקי (KD), סוג של תסמונת בלוטות הלימפה הריריות, היא מחלה אוטואימונית המופיעה בילדים מתחת לגיל 5 ומלווה בדלקת כלי דם חום 1,2,3. מחקרים מצביעים על כך שקורסים לא מטופלים או טיפוליים העולים על 10 ימים של KD חמור נוטים לגרום לסיבוכים קרדיווסקולריים חמורים, בעיקר כולל מפרצת כלילית והיצרות עורקים כליליים 4,5. קרע של מפרצת כלילית עלול להוביל להלם קרדיוגני או אפילו למוות פתאומי, שהוא הגורם העיקרי למחלות לב נרכשות בילדים 6,7. למרות שהיישום של אימונוגלובולין תוך ורידי שיפר משמעותית את הפרוגנוזה, האטיולוגיה והפתוגנזה שלו נותרו לא ברורים, מה שמגביל את הפיתוח של אסטרטגיות טיפוליות ממוקדות 8,9. לכן, הקמת מודלים של בעלי חיים שיכולים לדמות במדויק את המאפיינים של מחלות אנושיות הפכה לצורך דחוף במחקר הנוכחי.
נכון לעכשיו, מכשול מרכזי בחקר מחלת קוואסאקי הוא היעדר מודלים של בעלי חיים מאופיינים היטב המסכמים באופן מלא את הפתולוגיה של מחלות אנושיות. בין המודלים השונים שפותחו כעת, מודל וסקוליטיס המושרה על ידי תמצית דופן התא של לקטובצילוס קזאי (LCWE) הוא מערכת בוגרת יחסית, ומודל זה יכול לגרום לדלקת עורקים כליליים. הוא נמצא בשימוש נרחב לחקר המנגנון של חוסר ויסות חיסוני וציטוקינים ספציפיים בכלי דם דמויי KD10,11. מודל דלקת כלי הדם המושרה על ידי תמצית מסיסה במים של קנדידה אלביקנס (CAWS) משך גם הוא תשומת לב רבה בשל הדמיון הגבוה שלו למאפיינים הפתולוגיים של מחלת קוואסאקי האנושית12,13. לאחר אופטימיזציה ושיפור שיטתי על ידי צוותי מחקר מרובים, המודל המושרה על ידי CAWS התפתח לכלי חשוב לחקר מחלת קוואסאקי14. למרות ש-CAWS יכול לגרום לדלקת בעורקים הכליליים באמצעות הזרקה תוך-צפקית, יש לו מגבלות בכך שהוא אינו יכול לשחזר באופן מלא את התהליך הפתולוגי המדויק של דלקת כלי דם ב-KD אנושי. לדוגמה, לא נמצאו נויטרופילים בפתולוגיה המאוחרת של KD15 אנושי, אך חדירת נויטרופילים עדיין התרחשה במודל זה עד 16 שבועות לאחר הזרקת CAWS16. יתר על כן, מנגנון דלקת כלי הדם הנגרמת על ידי CAWS לא הובהר במלואו כיום, מה שמגביל את ההבנה והיישום המעמיק של מודל9. מחקר זה נועד לבסס מודל סטנדרטי של KD בבעלי חיים על ידי אופטימיזציה של פרוטוקול האינדוקציה של CAWS, הבהרת מנגנון המחלה והקלה על פיתוח טיפולים ממוקדים.
מחקר זה השתמש ב-CAWS כדי לבסס מודל בעלי חיים סטנדרטי יותר של מחלת קוואסאקי. באמצעות ניסויי אופטימיזציה שיטתיים של מינון, נקבע כי הזרקה תוך-צפקית של 8 מ"ג ביום במשך חמישה ימים רצופים היא משטר המתן האופטימלי. משטר זה יכול לגרום ביציבות לנגעים בעורקים הכליליים תוך שמירה על שיעור הישרדות גבוה בבעלי חיים. בנוסף, חקרנו עוד את התפקיד של תפקוד לקוי של המיטוכונדריה בהיווצרות פיברוזיס במהלך השלב הכרוני של KD, תוך התמקדות במנגנון האפשרי של ערוץ אניון תלוי מתח 1 (VDAC1), חלבון מפתח המווסת אפופטוזיס מיטוכונדריאלי, במהלך המעבר מדלקת לפיברוזיס17. ראוי לציין כי באמצעות ניתוח לוקליזציה משותפת של אוטופאגוזום/ליזוזום במחקר זה, נצפתה תפקוד אוטופגיה לא תקין במודל זה. מודל אופטימלי זה מספק כלי חשוב למחקר שיטתי של הפתוגנזה של נגעי עורקים כליליים במחלת קוואסאקי ולהערכת אסטרטגיות טיפול חדשות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ניסויי המחקר הכוללים נתונים מבעלי חיים אושרו על ידי ועדת האתיקה של בית החולים העממי מס' 1 של האוניברסיטה הרפואית נאנג'ינג (KY-2024-250-01). הריאגנטים והציוד המשמש מפורטים בטבלת החומרים.
1. הכנת CAWS
2. בניית מודל עכברי של מחלת קוואסאקי
3. תקני צביעה ודירוג HE
4. צביעת טריכרום מאסון
5. צביעה אימונופלואורסצנטית
6. אימונוהיסטוכימיה
7. זיהוי אוטוליזוזום
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בתחילה, הערכנו באופן שיטתי את השינויים הפתולוגיים בשריר הלב הנגרמים על ידי מינונים שונים של CAWS בעכברים. לא נצפו מקרי מוות בקבוצת הביקורת PBS, בקבוצת ה-CAWS של 4 מ"ג ובקבוצת ה-CAWS של 8 מ"ג (n=20 בכל קבוצה). לעומת זאת, התגובה הדלקתית בקבוצת ה-4 מ"ג הייתה קלה ולא עמדה בדרישות המודל. שיעור התמותה היה גבוה יותר בקבוצת ה-CAWS של 12 מ"ג (9/20, 45%), ומקרי המוות התרחשו מהיום השלישי עד העשירי לאחר ההזרקה. ממצאים אלה מצביעים על כך שמינון של 12 מ"ג יכול לגרום לנז...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מפרצת בעורקים הכליליים (CAA) ופיברוזיס בשריר הלב ב-KD הם הגורמים העיקריים לאירועים קרדיווסקולריים ארוכי טווח. למרות ההתקדמות שנעשתה בטיפול בשלב החריף, כ-5% מהחולים עדיין מפתחים CAA מתמשך28,29. המנגנון של שינוי פתולוגי מושהה זה עדיין אינו ברור, ויש צורך דחוף במודלים של בעלי חיים לחשוף אתהתהליך הדינמי שלו. בשל דגימות רקמת הלב המוגבלות ביותר של חולי KD אנושיים והקושי במחקר קליני לעקוב באופן דינמי אחר השינויים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
תודה לחברי הצוות על תמיכתם ותרומתם לניסוי זה. המחקר נתמך על ידי הפרויקטים הבאים: פרויקט כללי של קרן הפיתוח של בית החולים המסונף לאוניברסיטה הרפואית של שוז'ו (XYFM202234) ופרויקט רך מיוחד למדעי הטבע על החיים והבריאות של העיר הואי-אן (2023KX0006).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נוגדן משני לעז ל-Rabbit IgG Alexa Fluor 488 | אבקאם | AB15081 | נוגדן משני לעז ל-Rabbit IgG Alexa Fluor 488 |
| תא אנאירובי | תרמו-סיינטיפיק | תרמו-סיינטיפיק | תא אנאירובי |
| כחול אנילין | סולרביולוגיה | G3668 | כחול אנילין |
| אנטי-LC3 | אבקאם | ab192890 | הנוגדן העיקרי נגד LC3 |
| ארון בטיחות ביולוגית | תרמו-סיינטיפיק | 1500 | ארון בטיחות ביולוגית |
| BSA | סולרביולוגיה | A8020 | BSA |
| זן קנדידה אלביקנס | NBRC | 1385 | זן קנדידה אלביקנס |
| CD3e | ביוסיינס BD | 561827 | FITC ה-HSTER נגד עכבר CD3e(145-2C11) |
| CD86 | ביוסיינס BD | 105013 | CD86 |
| CD8a | ביוסיינס BD | 100713 | CD8a |
| חממת תרבית תאים | תרמו-סיינטיפיק | 311 | חממת תרבית תאים |
| צנטריפוגה | תרמו-סיינטיפיק | ST4R Plus | צנטריפוגה |
| מיקרוסקופ קונפוקלי | אולימפוס | IX73 | מיקרוסקופ קונפוקלי |
| DAPI | Beyotime Biotechnology | P0131-25ml | DAPI |
| DMEM | גיבקו | 11965126 | DMEM |
| מכונת הטמעה | P.S.J MEDICAL | BM450A | מכונת הטמעה |
| אאוסין | סולרביולוגיה | G1100 | אאוסין |
| F4/80 | ביוסיינס BD | 123109 | F4/80 |
| FBS | גיבקו | 16000044 | FBS |
| פורמלדהיד | סולרביולוגיה | P1110 | פורמלדהיד |
| מייבש רקמות אוטומטי לחלוטין | Leica Biosystems | ASP3005 | מייבש רקמות אוטומטי לחלוטין |
| שקופיות מיקרוסקופ זכוכית | ציטוטסט | 250124A1 | שקופיות מיקרוסקופ זכוכית |
| H& צבע E | Beyotime Biotechnology | C0105M | H& צבע E |
| ערכת IHC | ביוטכנולוגיה של אבסין | ABS996-5ML | ערכת IHC |
| גלאי LC3 | Beyotime Biotechnology | C3018M | גלאי LC3 |
| להבי מיקרוטום בעלי פרופיל נמוך | תרמו פישר | 3052835 | להבי מיקרוטום בעלי פרופיל נמוך |
| גשוש ליזוזום | Beyotime Biotechnology | C1046 | גשוש ליזוזום |
| עט טוש | מעדן | SK109 | עט טוש |
| צבע מסון | Beyotime Biotechnology | C0189M | צבע מסון |
| מיקרוטום | Leica Biosystems | HistoCore BIOCUT | מיקרוטום |
| מסטיק נייטרלי | סולרבי | G8590 | מסטיק נייטרלי |
| NK1.1 | ביוסיינס BD | 561117 | NK1.1 |
| מיקרוסקופ אופטי | ניקון | ניקון | מיקרוסקופ אופטי |
| פרפין | סולרביולוגיה | YA0012 | פרפין |
| שעוות פרפין | סולרביולוגיה | YA0012 | שעוות פרפין |
| PBS | סולרביולוגיה | P1020 | PBS |
| חומצה פוספומוליבדית | סולרביולוגיה | G3472 | חומצה פוספומוליבדית |
| VDAC1 | אבקאם | ab34726 | אנטי-VDAC1 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה