Questo articolo presenta un protocollo completo per un modello murino sperimentale di miastenia grave autoimmune muscolo-specifica chinasi (MuSK), volto a studiare la fisiopatologia e le potenziali strategie terapeutiche per la malattia.
Articolo metodologico
Questo articolo presenta un protocollo completo per un modello murino sperimentale di miastenia grave autoimmune muscolo-specifica chinasi (MuSK), volto a studiare la fisiopatologia e le potenziali strategie terapeutiche per la malattia.
La miastenia grave (MG) è una malattia autoimmune che colpisce la giunzione neuromuscolare. Mentre la maggior parte dei pazienti con MG produce autoanticorpi contro il recettore dell'acetilcolina (AChR), un sottogruppo di pazienti presenta autoanticorpi che hanno come bersaglio la chinasi muscolo-specifica (MuSK). La MuSK MG è caratterizzata da grave debolezza muscolare, manifestazioni cliniche resistenti al trattamento e crisi miasteniche, che spesso richiedono ventilazione meccanica. Di conseguenza, i pazienti richiedono spesso l'uso prolungato di immunosoppressori, che sono associati a effetti avversi a lungo termine. Data la gravità e la rarità della MuSK-MG, lo sviluppo di un modello animale sperimentale è fondamentale per far progredire nuove modalità di trattamento e una comprensione più profonda dei meccanismi fisiopatologici sottostanti. La miastenia grave autoimmune sperimentale (EAMG) funge da modello animale per MuSK-MG, imitando in modo efficace ma parziale le caratteristiche cliniche e immunologiche della MG umana. L'induzione di modelli animali autoimmuni può essere ottenuta attraverso l'immunizzazione attiva o passiva. Nel protocollo sperimentale qui presentato, l'immunizzazione attiva è stata impiegata somministrando per via sottocutanea il dominio extracellulare purificato di MuSK umano emulsionato in adiuvante completo di Freund con Mycobacterium tuberculosis ucciso termicamente. L'immunizzazione è stata eseguita in quattro siti, seguita da un'iniezione di richiamo di MuSK il 28° giorno. Questo adiuvante con M. tuberculosis consente l'attivazione del sistema immunitario attraverso TLR4 e una maggiore fagocitosi dell'antigene somministrato. Questo articolo descrive in dettaglio lo sviluppo e la caratterizzazione di MuSK-EAMG dall'inizio alla conclusione.
La miastenia grave (MG) è una malattia autoimmune che si sviluppa attraverso meccanismi mediati da anticorpi dipendenti dalle cellule T. È causata principalmente da anticorpi contro i recettori nicotinici dell'acetilcolina (AChR) sulla membrana postsinaptica della giunzione neuromuscolare (NMJ) nell'80%-85% dei pazienti e da anticorpi contro la chinasi muscolo-specifica (MuSK) in circa il 5% dei pazienti, nonché da altre proteine NMJ. La MG è diventata un prototipo per le malattie autoimmuni e un modello per comprendere la funzione postsinaptica1. I modelli animali di malattie autoimmuni possono essere suddivisi in due categorie principali: (1) modelli spontanei, in cui gli animali sviluppano naturalmente una malattia autoimmune, e (2) modelli indotti, in cui la malattia autoimmune viene imitata e replicata artificialmente. Gli studi sulla miastenia grave (MG) hanno dimostrato che sia l'immunizzazione attiva che quella passiva possono indurre la malattia, contribuendo in modo significativo alla comprensione delle condizioni mediate dagli anticorpi2.
Il trasferimento passivo è un metodo molto efficace per valutare gli effetti acuti delle malattie mediate da autoanticorpi ed è stato ampiamente utilizzato per studiare gli anticorpi derivati dai pazienti nella MG. Questo approccio è stato utile per ampliare la comprensione dei fattori immunologici alla base della malattia. Ad esempio, studi di trasferimento passivo hanno dimostrato l'impatto patogenetico delle IgG4 anti-MuSK sulla riduzione dei cluster AChR3. Tuttavia, ci sono alcune limitazioni al modello di trasferimento passivo, come le differenze funzionali tra le IgG umane e quelle dei roditori e il sistema immunitario e l'insufficienza del modello di trasferimento passivo a imitare i meccanismi di attivazione iniziale dell'autoimmunità anti-MuSK che si verifica nei tessuti linfoidi.
D'altra parte, una potenziale limitazione degli studi di immunizzazione è la variabilità immunogenetica tra i diversi ceppi di topo4. Ad esempio, mentre i topi C57BL/6 (B6) sono suscettibili all'immunizzazione attiva con AChR, i topi AKR/J sono resistenti. Pertanto, quando si crea un modello animale EAMG, è fondamentale selezionare correttamente la specie animale, il metodo di immunizzazione e il contenuto del protocollo per riflettere accuratamente la malattia5.
Inoltre, l'utilizzo dell'antigene bersaglio come proteina intera spesso si traduce in titoli anticorpali elevati. Tuttavia, non tutti gli anticorpi possono reagire in modo crociato con l'antigene del topo o produrre epitopi che causano la malattia. Pertanto, i modelli di immunizzazione attiva non sempre riflettono accuratamente la patologia umana. Tuttavia, quando riescono a creare un fenotipo clinico e fisiologico appropriato, questi modelli forniscono una piattaforma a lungo termine per testare terapie sperimentali.
Gli studi clinici indicano meccanismi di malattia e requisiti terapeutici divergenti per MuSK-MG, evidenziando la necessità di un'ulteriore identificazione delle caratteristiche patogenetiche specifiche di questo sottotipoMG 4,5,6. Precedenti studi sull'immunizzazione attiva basati sull'immunizzazione MuSK EAMG hanno mostrato un coinvolgimento predominante dell'immunità di tipo Th2 e delle IgG1 anti-topo nell'autoimmunità MuSK e hanno identificato una serie di potenziali modalità di trattamento (ad esempio, teriflunomide, cellule staminali mesenchimali, shRNA FCRLB) per MuSK MG 7,8,9 umano. Ciò ha dimostrato l'importanza del modello MuSK EAMG nella sperimentazione di nuovi bersagli terapeutici e nello studio della fisiopatologia MuSK MG.
In questo articolo sono state descritte in dettaglio le procedure per l'induzione del modello animale, il monitoraggio della progressione della malattia e la convalida dell'induzione dell'EAMG. La valutazione clinica ha comportato il monitoraggio del peso, della postura, della forza di presa e dei punteggi clinici da parte di un osservatore. I topi sono stati soppressi 28 giorni dopo la seconda immunizzazione e vari tessuti, tra cui sangue, muscolo degli arti posteriori, milza e linfonodi ascellari e inguinali, sono stati raccolti per confermare l'instaurazione della malattia. Gli anticorpi anti-MuSK sono stati quantificati in sieri utilizzando il metodo ELISA. Inoltre, è stata eseguita una colorazione immunofluorescente sui tessuti muscolari per visualizzare i depositi nella giunzione neuromuscolare. Per dimostrare e confrontare le risposte cliniche e immunitarie in gruppi di topi con diversa suscettibilità a MuSK EAMG, i topi trattati con KCNS3 shRNA hanno mostrato un'azione proinfiammatoria (non pubblicata) e l'FCRLB shRNA ha mostrato un'azione antinfiammatoria9, come determinato in studi precedenti.
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Il protocollo è stato approvato dal Comitato etico locale per gli esperimenti sugli animali dell'Università di Istanbul (HADYEK) con la decisione numero 2020/29. Nei nostri studi precedenti 7,8,9, il modello EAMG è stato indotto in topi BALB/c o B6 di 8-10 settimane tramite immunizzazione attiva con la proteina MuSK. Questo articolo presenta dati esemplari ottenuti da diversi esperimenti con topi BALB/C immunizzati con MuSK (4-8 topi per gruppo). I reagenti e le attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.
1. Produzione e preparazione di MuSK umano per l'immunizzazione
2. Procedura di anestesia e immunizzazione
3. Punteggio clinico
4. Preparazione del campione di tessuto
NOTA: Sacrificare i topi 28 giorni dopo la seconda immunizzazione seguendo i protocolli approvati istituzionalmente. La raccolta di sangue, muscoli, milza e linfonodi dai topi sacrificati sarà utile per ulteriori indagini.
5. Valutazione delle giunzioni neuromuscolari mediante marcatura in immunofluorescenza
6. Macchia occidentale
7. ELISA IgG anti-MuSK fatto in casa
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Nella valutazione e convalida del modello MuSK Experimental Autoimmune Myasthenia Gravis (EAMG), diversi parametri chiave e risultati sperimentali sono fondamentali per dimostrare il successo dell'induzione e della caratterizzazione del modello di malattia. Di seguito sono riportati i risultati rappresentativi che confermano l'istituzione del modello MuSK EAMG.
Punteggio clinico
I topi vengono monitorati e valutati per i sintomi clinici della miastenia grave utilizzando un ...
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La MuSK-EAMG murina imita la MuSK-MG umana sia nei suoi aspetti clinici che immunopatogeni in termini di debolezza muscolare, perdita di peso dovuta a debolezza muscolare bulbare, anticorpi anti-MuSK circolanti e riduzione dell'AChR muscolare. Per quanto riguarda le tappe fondamentali e la tempistica prevista per questo modello MuSK-EAMG, i segni clinici di debolezza muscolare dovrebbero comparire entro la prima settimana dopo la seconda immunizzazione. Circa il 5% dei topi può sviluppar...
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Non ci sono divulgazioni da dichiarare.
Vorremmo riconoscere il sostegno e i contributi dell'Istituto di Scienze della Salute dell'Università di Istanbul e dell'Istituto di Medicina Sperimentale Aziz Sancar nel completamento di questa ricerca.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 125I-&alfa;-bungarotossina | Invitrogen | BTX T1175 | |
| 2-metilbutano | Sigma-Aldrich | M32631 | |
| 40 μ m Filtro cellulare | NEST | 258369 | |
| 96 pozzetti Piastra Maxisorp | Sigma-Aldrich | M9410 | |
| Coadiuvante Incompleto | Becton Dickinson & Co. | 263910 | |
| Anti-AChR alfa1 | Alomone | ANC-001 | |
| Anti-topo IgG HRP | Abcam | ab97023 | |
| Bullet Blender Storm | Next Advance | Omogeneizzatore tissutale | |
| C3 | Novus | NB200-540G | |
| Tampone carbonato-bicarbonato Merck | C3041 | ||
| Criostato | Leica | CM1860 | |
| Dinamometro Imada DST-50N | Muromachi | MK380Si | |
| Microscopio a fluorescenza | Leica | DM4M | |
| Siringa in vetro con luer lock | ISOLAB | 094.92.005 | |
| IgG | Abcam | ab96871 | |
| Fotometro per micropiastre, Multiskan FC | Thermo Scientific | 51119000 | |
| Kit chirurgico per topi | Kent Scientific Corparation | INSMOUSEKIT | |
| Mycobacterium tuberculosis H37Ra | Becton Dickinson & Co. | ||
| OCT Composto | Agar Scientific | AGR1180 | |
| Siringhe, 1 ml Becton | Dickinson & Co. | Siringhe 309625 | |
| , 2 mL | B. Braun | 7389 | |
| Immobilizzatore universale | per animali Merck | Z756911-1EA Kit di | |
| rilevamento blotting WesternBright Sirius-Western | Advansta | K-12043-D10 | ECL |
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