מדידה טמפרטורת גוף העכבר באמצעות מד חום אינפרא אדום במהלך אנפילקסיס מערכתית פסיבי והערכה אלרגיה למזון
14 בספטמבר 2018
כאן אנו מציגים שיטה חדשה כדי למדוד במדויק את הבדלי טמפרטורה גוף פסיבי אנפילקסיס מערכתית (PSA), מזון אלרגיה העכבר מודלים באמצעות מד חום אינפרא אדום... הליך זה שוכפל במדויק בתוצאות ה-PSA הקודמת.
מתודולוגיה זו מסייעת לטפל בשאלות מפתח בתחום האלרגיה והאימונולוגיה, במיוחד אלה הנוגעות לפנוטיפים שעשויים להיות קשורים לשינויים בטמפרטורת הגוף. היתרונות העיקריים של טכניקה זו הם שהיא זולה, לא פולשנית, ואינו דורש הרדמה. ההשלכות של טכניקה זו מאפשרות לחוקרים להפחית את הלחץ והכאב של עכברים במהלך מדידת הטמפרטורה תוך ביטול ההשפעות של הרדמה, ו / או לדמיין פנוטיפים התנהגותיים.
כדי למדוד את טמפרטורת גוף העכבר לאחר הרדמה, לאשר הרדמה על ידי קצב הנשימה או חוסר תנועה ולתפוס את העכבר על ידי העורף של הצוואר עם אצבע ואגודל אינדקס והזנב עם אצבע זרת. תוך החזקת העכבר במקביל לפני השטח של ספסל המעבדה, מניחים חיישן מדחום אינפרא אדום מתחת לבטן התחתונה עם המשטח השטוח החיצוני של המדחום במרחק של שניים עד חמישה מילימטרים מפני השטח של הבטן בין שתי הפטמות העליונות. ואז לדכא את ההדק של המדחום כדי למדוד את הטמפרטורה של החיה, דואג לשמור על העכבר ואת המדחום יציב.
כדי למדוד את טמפרטורת גוף העכבר ללא הרדמה, להרים את העכבר עד אמצע הזנב ולחשוף את הבטן. אפשר לעכבר להיאחז במשטח קצה ישר עם התרפסות שלו ולהחזיק את ההדק כדי למדוד את הטמפרטורה. לחלופין, אפשר לעכבר להיאחז בקצה הישר העליון של המדחום ולהפוך את העכבר לשבת על פני השטח השטוחים החיצוניים של המדחום עם הבטן שלו ממש מעל חיישן אינפרא אדום במהלך מדידת הטמפרטורה.
עבור רגישות אנפילקסיס מערכתית פסיבית להשתמש מזרק אחד מיליליטר מצויד מחט מד 26 להזריק 200 microliters של Anti-Dinitrophenol מוכן טרי, או DNP, IgE ב PBS, לתוך הצפירה של כל חיה הנמען רק צדי עד קו האמצע בין הפטמות הנחותות ביותר והשני הנחות ביותר. 24 שעות לאחר ההזרקה, למדוד את טמפרטורת הגוף של כל חיה הנמען כפי שהוכח, טען מזרק אחד מיליליטר מצויד מחט 30 מד עם 100 microliters של אלבומין סרום אנושי DNP מוכן טרי. כדי לגרום לאנפילקסיס מערכתי פסיבי, הכנס את המחט בצד המדיאלי של העין בזווית רדודה המכוונת מאחורי העין, והזרק את כל נפח הפתרון דרך הווריד לסינוס הוורידי רטרו-מסלולית.
לאחר מכן מניחים את העכבר לבד בכלוב התאוששות עם ניטור עד שיקום מלא, ולמדוד את טמפרטורת הגוף ופעילות כל 10 דקות במשך 70 דקות. עכברים רגישים IgE להדגים ירידה בטמפרטורה מקסימלית של שלוש מעלות צלזיוס ב 20 דקות בעוד עכברים שליטה PBS להפגין ירידה מקסימלית של 1.1 מעלות צלזיוס בתוך אותה תקופה לאחר האתגר. תצפיות התנהגותיות יכולות להתבצע גם בבעלי חיים שאינם הרדמה כדי להעריך את הקשר בין טיפות הטמפרטורה שנצפו לבין פעילות העכבר.
באתגר זה של אלרגיה למזון עכברים, קבוצת הביקורת PBS הראתה ירידה משמעותית בטמפרטורה 10 דקות לאחר האתגר בהשוואה לקבוצת המעכבים 2CA שטופלו. הערכת ציוני הפעילות וירידה בטמפרטורה מאתגר אלרגיה למזון זה חשפה מתאם מובהק סטטיסטית בין שתי קבוצות הנתונים. בעקבות הליך זה, ניסויים אחרים מעורבים מדידות טמפרטורת הגוף של העכבר יכול להתבצע כדי לענות על שאלות נוספות לגבי פנוטיפים התנהגותיים הקשורים לשינוי טמפרטורת הגוף.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג שיטה חדשה למדידת הבדלי טמפרטורת גוף במודלים של עכברים עם אנפילקסיס סיסטמי פסיבי ואלרגיה למזון, באמצעות מדחום אינפרא-אדום. הטכניקה אינה פולשנית ושוכפלה בהצלחה במחקרי עבר.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- אלרגיה
- אימונולוגיה
רקע
- שינויים בטמפרטורת הגוף עשויים להעיד על תגובות אלרגיות.
- שיטות מסורתיות למדידת טמפרטורה עשויות להיות כרוכות בסטרס ובהרדמה.
- שיטות לא פולשניות מועדפות מסיבות אתיות.
מטרת המחקר
- להציג שיטה יעילה כלכלית והומנית למדידת טמפרטורת הגוף של עכברים.
- להקל על מחקר של פנוטיפים הקשורים לשינויים בטמפרטורת הגוף במהלך תגובות אלרגיות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- שימוש במדחום אינפרה-אדום למדידת טמפרטורה.
- טכניקת מדידה הממזערת את הסטרס של בעל החיים.
- אישור הסדציה באמצעות קצב הנשימה או חוסר תנועה.
- מיקום ספציפי של המדחום לקבלת קריאות מדויקות.
תוצאות עיקריות
- השיטה מאפשרת קריאות טמפרטורה מדויקות ללא הרדמה.
- מפחיתה סטרס וכאב עבור העכברים במהלך תהליך המדידה.
- מאפשרת ויזואליזציה של פנוטיפים התנהגותיים הקשורים לשינויים בטמפרטורה.
מסקנות
- טכניקה זו מהווה התקדמות משמעותית במחקר בתחומי האלרגיה והאימונולוגיה.
- היא מספקת חלופה מהימנה לשיטות מסורתיות למדידת טמפרטורה.
- מחקרים עתידיים יכולים להפיק תועלת מגישה לא פולשנית זו.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
ניטור טמפרטורה לא פולשני במודלים של אלרגיה בעכברים מאפשר הערכה סימולטנית של פנוטיפים פיזיולוגיים והתנהגותיים ללא משתנים מתערבים של חומרי הרדמה. גישה זו משפרת את מהימנות הנתונים במחקרים מכניסטיים של אנפילקסיס ואלרגיה למזון על ידי שימור מצביהם הטבעיים של בעלי החיים במהלך המדידה. השיטה תומכת בתהליכי תיקוף מטרות וסריקה פנוטיפית, שבהם התגובה התרמית נמצאת במתאם עם הפעלה חיסונית.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיקה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות הקושרות מתווכי חיסון לדינמיקה של הטמפרטורה במודלים של אנפילקסיס מערכתי פסיבי.
- ערך תפעולי: מספק מגמות טמפרטורה אמינות ללא הרדמה, ובכך מפחית שונות הנובעת מהשפעות של חומרי הרגעה על תגובות חיסוניות.
- ערך ניבוי: תומך בהפחתת סיכונים מכניסטית על ידי אישור לכך שמגמות טמפרטורה של פני השטח משקפות שינויים בטמפרטורת הליבה במהלך אתגרים אלרגיים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- ערך מדעי: מספק קריאות כמותיות הניתנות לשחזור של טמפרטורת פני השטח, המתאימות לסריקה בש throughput גבוה של תרכובות אימונומודולטוריות.
- ערך תפעולי: מבטל צווארי בקבוק התלויים בהרדמה, ומאפשר ניטור אורך של טמפרטורה ופעילות בבעלי חיים ערים.
- מוכנות הבדיקה: מאפשר פנוטיפ תרמי סטנדרטי במודלים של אלרגיה למזון ואנפילקסיס עם שונות טכנית מינימלית.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- המשכיות תרגומית: מאפשרת קורלציה בין ירידות בטמפרטורה לבין ציוני פעילות התנהגותית, ובכך תומכת בניתוח פנוטיפי מקושר לסממנים ביולוגיים (biomarkers) במודלים של אלרגיה.
- מידול פרה-קליני: תומכת בשימוש במערכות רלוונטיות למחלה על ידי מתן אפשרות למדידות תרמיות חוזרות במהלך שלבי החשיפה (challenge) וההחלמה.
- החלטות מותאמות סיכון: מספקת נקודות סיום (endpoints) תרמיות אובייקטיביות להערכות go/no-go בסקרים פרה-קליניים של טיפולים לאלרגיה.
שילוב תהליכי עבודה וקוים (Pipeline & Workflow Integration)
שיטה זו נטמעת בתהליכי עבודה של ביולוגיה גילויית על ידי אפשור ניטור תרמי בזמן אמת במהלך בדיקות של אתגר חיסוני, ובכך היא מגשרת בין תצפיות פנוטיפיות לתובנות מכניסטיות.
- ביולוגיה של הגילוי: תומך בבדיקת השערות על ויסות חום מתווך ציטוקינים במהלך אנפילקסיס ללא הפרעה של חומרי הרדמה.
- סריקה: מאפשר סטנדרטיזציה של בדיקות באמצעות מדידות טמפרטורה חוזרות ללא מגע במודלים עכבריים בהכרה.
- אנליטיקה: מייצר מגמות תרמיות כמותיות המתואמות עם חומרת התסמינים הקליניים וקינטיקה של הפעלת מערכת החיסון.
- מחקר תרגומי: מקשר בין דינמיקת הטמפרטורה לפנוטיפים מבוססי פעילות, ובכך מגביר את הביטחון החזוי ביכולת התרגום של מודל אלרגיה.
- שימוש חוזר ארגוני: מהווה יכולת ניתנת להרחבה ובעלות נמוכה לשימוש חוזר בפלטפורמות לגילוי בתחומי האימונולוגיה והאלרגיה.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בחיזוי על ידי חשיפת קשרים שאינם מלווים במשתנים מתערבים בין שינוי בטמפרטורה לבין פנוטיפים מתווכי מערכת החיסון.
- ערך תפעולי: משפר את השחזוריות ואת התפוקה על ידי הסרת שלבים התלויים בהרדמה בתהליכי ניטור הטמפרטורה.
- ערך אסטרטגי: משפר את יעילות ההון על ידי מתן אפשרות לפנוטיפיקה רב-פרמטרית (טמפרטורה + התנהגות) בניסויים על חיה בודדת.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מטרות מותאם סיכון באמצעות מדדי תגובה תרמית אובייקטיביים בתיקוף של מודלים לאלרגיה.
שיקולי יישום
- דורש הכשרה במיקום נכון של מדחום אינפרה-אדום ושמירה על מרחק לצורך קריאות פנים מדויקות.
- תלוי בתנאים סביבתיים עקביים כדי למזער סחיפה תרמית במהלך מדידות אורך.
- מחייב סטנדרטיזציה של פרוטוקולי מדידה בין צוותי האימונולוגיה וקבוצות הפנוטיפיקה ההתנהגותית.
- כולל שיקולי התאמה עבור זני עכברים שונים, צבעי פרווה ותכונות פני שטח של הגוף המשפיעות על הפליטה האינפרה-אדומה.
- כולל מגבלות מעשיות במדידת טמפרטורה דרך הפרווה או בבעלי חיים בעלי תנוחות חריגות במהלך תצפית התנהגותית.
