Procedure operative e di biocontenimento di una struttura per topi da laboratorio con un microbioma naturale: procedura di immunofenotipizzazione
13 dicembre 2024
Qui, descriviamo la struttura e le procedure operative, comprese le misure di contenimento microbico di una struttura per "topi selvatici" utilizzando come esempio il campionamento del sangue per l'immunofenotipizzazione.
Studiamo gli effetti della nutrizione sul sistema immunitario. E siamo particolarmente interessati agli effetti anti-invecchiamento e anti-infiammatori della restrizione calorica e dei regimi di digiuno e al ruolo del microbiota in questi processi. I topi bruti combinano il background genetico ben caratterizzato dei ceppi di topi da laboratorio e il microbioma naturale dei topi in libertà.
Tuttavia, il microbioma naturale di questi topi bruti contiene virus, batteri e anche parassiti e rappresenta, quindi, una sfida per le strutture di allevamento degli animali. Il contributo del QUEST Center for Responsible Research è stato lo sviluppo del framework delle sei R, che migliora le tre R che conosciamo da Russell e Burch, sostituzione, perfezionamento e riduzione, incorporando tre R aggiuntive in termini di robustezza, registrazione e reporting. Questo quadro mira a migliorare la riproducibilità e la trasparenza della ricerca preclinica.
E l'idea è che i risultati sperimentali siano più affidabili, affidabili e, in ultima analisi, traducibili in contesti clinici. Negli ultimi quattro anni, abbiamo sviluppato il concetto di una struttura per topi bruti con procedure di biocontenimento distinte. Vorremmo condividere la nostra esperienza con i ricercatori per consentire loro di includere nel loro lavoro topi con un microbioma naturale.
L'ictus è più comune nelle persone anziane. Il sistema immunitario ha cellule di memoria che combattono le particelle infettive e vivono con un microbiota eterogeneo. Pertanto, la modellazione dell'ictus nei topi bruti è un modello raffinato nei roditori che riflette meglio le condizioni dei pazienti.
Dopo esserti cambiato in pantaloni, cosacchi e copriscarpe usa e getta, rimuovi scarpe e calzini nell'anticamera della doccia d'aria. Indossa calzini e dispositivi di protezione individuale per tutto il corpo, tra cui tute in Tyvek, retina per capelli, guanti di cotone, guanti in nitrile e maschere per il viso. Entra nella doccia d'aria indossando i calzini dell'area tramite il rivestimento adesivo del pavimento.
Durante la doccia d'aria, alza le braccia ed esegui una rotazione di 360 gradi. Esci dalla doccia d'aria e indossa le scarpe da zona dall'altro lato. Trasferire il topo dalla sua stanza in una gabbia chiusa e ventilata individualmente alla sala operatoria.
Posizionare il topo anestetizzato prono sul tavolo disinfettato e afferrare la collottola per comprimere le vene del collo. Usando una mano, fissare la testa del mouse con il pollice e l'indice. Inserire un nuovo capillare nel canto mediale dell'occhio sotto la membrana nittitante con un angolo di 45 gradi.
Ruotare assialmente il capillare attraverso la membrana del seno nella parte posteriore dell'orbita fino a quando il sangue inizia a fluire. Raccogliere un minimo di 15 microlitri di sangue in una provetta per il prelievo del sangue contenente una goccia di EDTA. Allentare la presa sulla collottola prima di rimuovere il capillare per ridurre al minimo il sanguinamento nel tessuto.
Usa una garza o un tampone pulito per fermare l'emorragia e garantire l'emostasi. Ruotare leggermente la provetta per mescolare il sangue e l'EDTA senza agitarla e conservare il campione di sangue sul ghiaccio. Dopo aver completato il prelievo di sangue, cambiare i guanti e disinfettare tutti i materiali e le superfici.
Indossare nuovi indumenti protettivi nel flusso d'aria laminare di accesso, o LAF, situato di fronte alla cabina LAF. Disinfettare i contenitori dei campioni e rimuoverli attraverso la porta scorrevole nella parete di vetro della cabina LAF. Dopo aver trasferito i contenitori dei campioni alla persona due, disinfettare tutte le superfici.
Ricevi contenitori per campioni disinfettati dall'area dei bruti senza contatto diretto attraverso la porta scorrevole nella parete di vetro della cabina LAF. Quindi, lasciare le tute usa e getta e le scarpe da zona all'interno dell'area designata. Smaltire la retina per capelli, i guanti di gomma e la maschera facciale.
Entra immediatamente nella doccia d'aria in zona calzini. Alza le braccia ed esegui una rotazione di 360 gradi durante la doccia d'aria. Lasciare la doccia d'aria e posizionare i calzini nell'area di raccolta della biancheria.
Indossa calzini personali, scarpe e copriscarpe usa e getta. Depositare gli indumenti nell'area spogliatoio e cambiarsi con abiti normali.
Panoramica
Questo articolo analizza gli effetti della nutrizione sul sistema immunitario, concentrandosi sugli effetti anti-invecchiamento e anti-infiammatori della restrizione calorica e del digiuno. Evidenzia le difficoltà poste dal microbioma naturale dei 'Wilding mice' in contesti di ricerca.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Immunologia
- Allevamento animale
Sfondo
- I topi selvatici combinano la genetica del topo di laboratorio con il microbioma naturale dei topi vaganti.
- Il microbioma naturale include virus, batteri e parassiti, complicando l'allevamento degli animali.
- Il QUEST Center for Responsible Research ha sviluppato un framework basato su sei R per migliorare la riproducibilità della ricerca.
- Questo framework si basa sulle tradizionali tre R: sostituzione, perfezionamento e riduzione.
Scopo dello studio
- Esplorare l'impatto della nutrizione sulle risposte immunitarie.
- Valutare il ruolo della restrizione calorica e del digiuno nell'invecchiamento e nell'infiammazione.
- Valutare le implicazioni della microbiota in questi processi.
Metodi Utilizzati
- Prelievo di campioni ematici per l'immunofenotipizzazione.
- Misure di contenimento microbico nelle strutture di ricerca.
- Applicazione del framework dei sei R per la trasparenza della ricerca.
- Analisi della composizione del microbioma nei topi Wilding.
Risultati principali
- Ha identificato le sfide legate all'uso di topi Wilding nella ricerca a causa del loro microbioma.
- Ha dimostrato il potenziale della restrizione calorica e del digiuno sulla salute immunitaria.
- Ha evidenziato l'importanza del framework dei sei R nel miglioramento delle pratiche di ricerca.
- Ha fornito spunti sul rapporto tra nutrizione, microbiota e funzione immunitaria.
Conclusioni
- L'alimentazione influenza in modo significativo il sistema immunitario e l'invecchiamento.
- I topi selvatici presentano sfide uniche che richiedono una gestione accurata.
- Il framework delle sei R può migliorare la qualità e la riproducibilità della ricerca preclinica.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
L'integrazione di topi di laboratorio con un microbioma naturale, come i topi Wildling, nei flussi di lavoro di immunofenotipizzazione affronta una lacuna critica nella rilevanza traslazionale dei modelli preclinici. Questo impianto e questa struttura procedurale permettono un profilo immunitario più predittivo, rispecchiando da vicino la complessità del sistema immunitario umano, sostenendo una maggiore affidabilità nella scoperta precoce e nella riduzione del rischio meccanicistica. L'approccio migliora il processo decisionale nel portafoglio fornendo dati solidi e riproducibili che informano in modo più accurato l'avanzamento corretto per il rischio.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Bersaglio
- Permette l'analisi di vie immunitarie in un sistema con complessità del microbioma rilevante per l'uomo.
- Supporta la riduzione del rischio biologico rivelando fenotipi immunitari non rilevati nei modelli SPF.
- Migliora l'affidabilità predittiva per la validazione degli obiettivi attraverso output robusti di immunofenotipizzazione.
Sviluppo di screening e saggi
- Semplifica la preparazione di popolazioni di cellule immunitarie validate per saggi successivi.
- Standardizza i protocolli di campionamento del sangue e di contenimento per garantire la riproducibilità tra studi diversi.
- Permette un profilo immunitario quantitativo, supportando una valutazione affidabile dei composti nei flussi di lavoro di screening.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea modelli immunitari preclinici a sistemi rilevanti per le malattie umane mantenendo un microbioma naturale.
- Garantisce continuità dalla scoperta alla validazione preclinica supportando letture di un sistema immunitario maturo.
- Riduce i rischi nell'avanzamento traslazionale generando dati con maggiore traslabilità clinica.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questa struttura e procedura di immunofenotipizzazione collegano la fase iniziale della scoperta alla ricerca preclinica, consentendo test ipotesi solidi e la chiarificazione dei percorsi immunitari in modelli con valore traslazionale migliorato.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sulla modulazione immunitaria nel contesto di un microbioma naturale.
- Screening: Fornisce misurazioni quantitative e riproducibili delle cellule immunitarie per lo sviluppo di saggi.
- Analisi: Offre output standardizzati di immunofenotipizzazione per il confronto tra diverse condizioni.
- Ricerca traslazionale: Allinea i parametri immunitari con biomarcatori e modelli di malattia rilevanti per l'uomo.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una struttura e un flusso di lavoro riutilizzabili per programmi di ricerca e sviluppo mirati all'immunità.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nella validazione degli obiettivi immunologici.
- Valore operativo: Fornisce procedure standardizzate, scalabili e riproducibili di immunofenotipizzazione.
- Valore strategico: Permette decisioni più accurate di avanzamento/cessazione e riduce il rischio biologico in fasi avanzate grazie a una maggiore rilevanza del modello.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione e lo sviluppo di asset immunomodulanti con una gestione del rischio adeguata.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specialistiche in allevamento animale, immunologia e protocolli di biocontenimento.
- Richiede infrastrutture specializzate per il contenimento del microbioma e la separazione dei flussi operativi.
- Necessita di una rigorosa standardizzazione interdisciplinare delle procedure di campionamento e disinfezione.
- Potrebbe richiedere adattamenti per diverse linee di topi o modelli di malattia.
- La complessità operativa aumenta con la necessità di un rigoroso biocontenimento e della formazione del personale.
