Utilizzando modelli di Zebrafish di umana virus infezioni allo schermo farmaci antivirali e caratterizzare host immune cellulo Risposte

Con Sullivan; Denise Jurcyzszak; Michelle F. Goody; Kristin A. Gabor; Jacob R. Longfellow; Paul J. Millard; Carol H. Kim

doi:10.3791/55235

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Articolo metodologico

Utilizzando modelli di Zebrafish di umana virus infezioni allo schermo farmaci antivirali e caratterizzare host immune cellulo Risposte

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DOI:

10.3791/55235

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20 gennaio 2017

Con Sullivan¹^,² , Denise Jurcyzszak¹ , Michelle F. Goody³ , Kristin A. Gabor⁴ , Jacob R. Longfellow¹ , Paul J. Millard²^,⁵ , Carol H. Kim¹^,²

¹Department of Molecular and Biomedical Sciences, University of Maine, ²Graduate School of Biomedical Sciences and Engineering, University of Maine, ³School of Biology and Ecology, University of Maine, ⁴Division of Intramural Research, Immunity, Inflammation and Disease Laboratory, National Institute of Environmental Health Sciences, NIH, ⁵Department of Chemical and Biological Engineering, University of Maine

In questo articolo

Sommario

Vengono dimostrati modelli di infezione sistemica e localizzata da zebrafish per il virus dell'influenza umana A. Utilizzando un modello di infezione sistemica, il pesce zebra può essere utilizzato per lo screening di farmaci antivirali. Utilizzando un modello di infezione localizzata, il pesce zebra può essere utilizzato per caratterizzare le risposte delle cellule immunitarie dell'ospite.

Abstract

Ogni anno, le epidemie di influenza stagionale influenzano profondamente le società di tutto il mondo. Nonostante gli sforzi globali, l'influenza rimane un onere sanitario intrattabile. La strategia principale per ridurre le infezioni è la vaccinazione annuale. Nei soggetti che hanno contratto l'influenza, i farmaci antivirali possono mitigare i sintomi. C'è una chiara e insoddisfatta necessità di sviluppare strategie alternative per combattere l'influenza. Diversi modelli animali sono stati creati per modellare le interazioni ospite-influenza. Qui vengono descritti i protocolli per la generazione di modelli di zebrafish per l'infezione sistemica e localizzata da virus dell'influenza umana A (IAV). Utilizzando un modello di infezione sistemica da IAV, è possibile eseguire lo screening di piccole molecole con potenziale attività antivirale. Come prova di principio, viene descritto un protocollo che dimostra l'efficacia del farmaco antivirale Zanamivir nel pesce zebra infetto da IAV. Mostra come i fenotipi della malattia possano essere quantificati per valutare l'efficacia relativa di potenziali antivirali nel pesce zebra infetto da IAV. Negli ultimi anni, c'è stato un crescente apprezzamento per il ruolo critico che i neutrofili svolgono nella risposta dell'ospite umano all'infezione influenzale. Il pesce zebra ha dimostrato di essere un modello indispensabile per lo studio della biologia dei neutrofili, con impatti diretti sulla medicina umana. Viene descritto un protocollo per generare un'infezione localizzata da IAV nella linea di pesce zebra Tg(mpx:mCherry) per studiare la biologia dei neutrofili nel contesto di un'infezione virale localizzata. Il reclutamento di neutrofili in siti di infezione localizzati fornisce un ulteriore fenotipo quantificabile per valutare manipolazioni sperimentali che possono avere applicazioni terapeutiche. Entrambi i protocolli di zebrafish descritti ricapitolano fedelmente gli aspetti dell'infezione umana da IAV. Il modello di zebrafish possiede numerosi vantaggi intrinseci, tra cui l'elevata fecondità, la chiarezza ottica, l'adattabilità allo screening farmacologico e la disponibilità di linee transgeniche, comprese quelle in cui le cellule immunitarie come i neutrofili sono marcate con proteine fluorescenti. I protocolli qui descritti sfruttano questi vantaggi e hanno il potenziale per rivelare intuizioni critiche sulle interazioni ospite-IAV che potrebbero alla fine tradursi nella clinica.

Introduzione

Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), i virus influenzali infettano il 5-10% degli adulti e il 20-30% dei bambini ogni anno e causano 3-5 milioni di casi di malattie gravi e fino a 500.000 morti in tutto il mondo ^1. vaccinazioni annuali contro l'influenza rimangono l'opzione migliore per prevenire la malattia. Gli sforzi come il piano d'azione globale che hanno aumentato l'uso vaccino stagionale, la capacità di produzione di vaccini, e la ricerca e lo sviluppo in più potenti strategie vaccinali al fine di ridurre la morbilità e la mortalità associate con focolai di influenza stagionale ^2.