Subcutaneous Injection of Bacterial Antigen to Induce Systemic Inflammation in a Murine Model
JoVE Encyclopedia of Experiments
Immunologie
0 weergaven • 3:52 min • July 8th, 2025
To induce systemic inflammation — a widespread inflammatory response, begin by positioning an anesthetized mouse with its dorsal side up. Take a syringe containing mycobacterial emulsion of mycobacterial antigen-adjuvant depots — a localized oil reservoir of the antigen-adjuvant mixture.
Pierce the mouse's epidermis and dermis skin layers and inject the antigen-adjuvant emulsion subcutaneously proximal to the inguinal lymph node. Post-injection, the depot continuously releases antigens into the surrounding tissue — providing prolonged exposure of the antigens to the immune system.
Antigen-presenting cells, or APCs, in the tissue, interact with injected mycobacterial antigens, internalize, and process them into peptides. These peptides are then presented on the surface of APCs using major histocompatibility complexes, triggering the release of pro-inflammatory cytokines and chemokines.
This process generates localized inflammation and triggers the opening of lymphatic vessels, enabling the entry of immune cells including antigen-carrying APCs into the lymphatic system and reaching the inguinal lymph node.
In lymph nodes, T cell receptors of helper T cells interact with antigens on the APCs' surface and become activated. The activated T cells release pro-inflammatory cytokines, which travel through lymphatic vessels and get released into various other tissues.
The released pro-inflammatory cytokines attract the immune cells to these tissues, inducing systemic inflammation.
To begin, unclamp the body of the sonicator converter unit and clean the probe with a 70% alcohol swab. Then, switch the sonicator on, and adjust the power setting to 4, by turning the power control knob.
Next, to generate a fine suspension of the Mycobacterium tuberculosis H37Ra in PBS, immerse the probe's tip into the PBS-containing mycobacterial powder. Sonicate the mixture on ice for 30 seconds, then, pause for 30 seconds, and repeat for a total of 5 minutes to fully disperse the powder into an even suspension without heating the liquid. Next, add 2.5 milliliters of Freund's incomplete adjuvant to the mixture, and repeat the sonication process on ice until the emulsion forms a toothpaste-like consistency.
For the subcutaneous injection, load 200 to 300 microliters of the mycobacterial emulsion in a 1-milliliter syringe. Expel the air from the syringe, and continue filling the syringe, with intermittent inverting and tapping, until filled.
Next, place the subcutaneous injections on either the dorsal surface of the hips, or on the ventral surface of the legs proximal to the region of the inguinal lymph nodes of a 6 to 10-week-old, anesthetized, C57Black/6J mouse. Carefully insert the needle, taking care not to penetrate the muscle, and inject 50 microliters of the emulsion into the subcutaneous space. Do not remove the needle immediately to allow the thick emulsion to be fully injected.
Overzicht
Dit artikel demonstreert de inductie van systemische inflammatie bij muizen met behulp van een emulsie van mycobacterieel antigeen en adjuvans, die dient als model voor post-infectieuze uveïtis. Het protocol beschrijft in detail de bereiding van de antigeenemulsie, de subcutane injectie nabij de lymfeklieren en de resulterende immuunactivatie die leidt tot wijdverspreide inflammatie. Dit model stelt onderzoekers in staat om de immuunmechanismen die ten grondslag liggen aan post-infectieuze uveïtis te bestuderen.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk gebied
- Immunologie
- Oftalmologie
- Diermodellen van ontsteking
Achtergrond
- Post-infectieuze uveïtis is een inflammatoire oogziekte die kan volgen op systemische infecties.
- Diermodellen zijn essentieel voor het bestuderen van de immuunmechanismen die betrokken zijn bij uveïtis.
- Mycobacteriële antigenen worden veelvuldig gebruikt om immuunresponsen op te wekken in experimentele modellen.
- Systemische inflammatie kan worden uitgelokt door subcutane injectie van antigeen-adjuvante emulsies.
Doel van de studie
- Om een reproduceerbaar muismodel voor post-infectieuze uveïtis te vestigen met behulp van mycobacteriële antigenen.
- Om het protocol aan te tonen voor het induceren van systemische ontsteking via subcutane injectie.
- Om de studie naar immuuncelactivatie en cytokineruys in vivo te faciliteren.
Gebruikte methoden
- Bereiding van een fijne suspensie van Mycobacterium tuberculosis H37Ra in PBS middels sonicatie op ijs.
- Emulgering van de mycobacteriële suspensie met onvolledig adjuvant van Freund om een tandpasta-achtige consistentie te verkrijgen.
- Subcutane injectie van 50 microliters van de emulsie nabij de inguinale lymfeklieren van geanestheseerde C57Black/6J-muizen.
- Monitoring van immuunactivatie, inclusief antigeenpresentatie, T-celactivatie en cytokineruiltage.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle inductie van gelokaliseerde en systemische ontsteking bij muizen.
- Activering van antigeenpresenterende cellen en helper T-cellen in lymfeklieren.
- Vrijzetting van pro-inflammatoire cytokines en rekrutering van immuuncellen naar diverse weefsels.
- Vestiging van een model dat geschikt is voor het bestuderen van mechanismen van post-infectieuze uveïtis.
Conclusies
- Het beschreven protocol induceert op betrouwbare wijze systemische ontsteking bij muizen met behulp van mycobacteriële antigeen-adjuvante depots.
- Dit model is waardevol voor het onderzoeken van immuunresponsen die relevant zijn voor post-infectieuze uveïtis.
- Het biedt een platform voor het testen van therapeutische interventies die gericht zijn op ontstekingspaden.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Management
Het induceren van systemische inflammatie in muismodellen via subcutane injectie van mycobacteriële antigeen-adjuvante depots maakt een gecontroleerde analyse mogelijk van immuunactivatiepaden die relevant zijn voor post-infectieuze inflammatoire ziekten. Deze aanpak biedt een reproduceerbaar platform voor het evalueren van de rekrutering van immuuncellen, cytokineresistentie en systemische inflammatoire responsen, wat bijdraagt aan targetvalidatie in een vroeg stadium en mechanische risicoanalyse bij geneesmiddelenonderzoek gericht op immunologie. De translationele relevantie van het model voor post-infectieuze uveïtis vergroot de waarde ervan voor portefeuilleselectie en de beoordeling van preklinische kandidaten.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt onderzoek naar mechanismen van immuunactivatie en cytokinesturing-cascades mogelijk.
- Ondersteunt functionele validatie van targets voor inflammatoire pathways in vivo.
- Faciliteert mechanische risicoreductie door het modelleren van systemische immuunresponsen.
- Biedt een platform voor hypothesegestuurde evaluatie van immuunmodulatoren.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Stelt een gevalideerd in vivo systeem vast voor het kwantificeren van cytokinen- en immuuncelresponsen.
- Ondersteunt de reproduceerbare inductie van inflammatie voor vergelijkende screening van verbindingen.
- Maakt standaardisatie van immuunreadouts mogelijk voor de ontwikkeling van downstream assays.
- Bereidt een robuust model voor om de effectiviteit van anti-inflammatoire kandidaat-geneesmiddelen te evalueren.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Sluit aan bij ziekterelevante mechanismen die ten grondslag liggen aan post-infectieuze uveïtis.
- Biedt continuïteit van immuunactivatie in de ontdekkingsfase naar preklinische validatie van therapeutische interventies.
- Maakt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling mogelijk op basis van in vivo immuunmodulatie.
- Ondersteunt de identificatie van biomarkers voor translationeel onderzoek naar inflammatoire ziekten.
Integratie van Pipeline & Workflow
Dit muismodel voor ontsteking is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking naar preklinisch onderzoek, waarbij de vroege validatie van immuunpaden wordt verbonden met de translationele beoordeling van kandidaat-geneesmiddelen.
- Discovery Biology: Faciliteert het toetsen van hypothesen over immuunactivatie en mechanismen van cytokinerestrictie.
- Screening: Biedt een reproduceerbaar in vivo platform voor kwantitatieve meting van de immuunrespons.
- Analytics: Maakt het mogelijk om read-outs van cytokinen, immuuncellen en weefselontsteking te verzamelen voor comparatieve analyse.
- Translational Research: Verbindt mechanistische bevindingen met ziekterelevante preklinische eindpunten bij uveïtis en systemische inflammatie.
- Enterprise Reuse: Biedt een gestandaardiseerd, herbruikbaar model voor immuunmodulatiestudies binnen therapeutische programma's.
Operationele en Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij de validatie van immuuntargets en het verminderen van risico's in signaalpaden.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, schaalbare en reproduceerbare in vivo inductie van inflammatie.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen voor immunologieportfolio's door het leveren van robuuste mechanistische gegevens.
- Impact op portfolio: Maakt risicogecorrigeerde prioritering mogelijk van immuunmodulerende kandidaten voor verdere ontwikkeling.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in het hanteren van muizen, subcutane injecties en de interpretatie van immuunassays.
- Toegang tot sonicatieapparatuur en gevalideerde protocollen voor de bereiding van antigeen-adjuvanten is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor injectieplaatsen en het verzamelen van immuunresponsgegevens.
- Aanpassingen kunnen nodig zijn voor verschillende muizenstammen of antigeensystemen.
- Beperkingen omvatten de specificiteit van het model voor post-infectieuze inflammatie en de vereiste voor nauwkeurige dosering.
Veelgestelde vragen over biofarmaceutica
Intraveneuze endotoxine Challenge bij gezonde mensen: een experimenteel platform te onderzoeken en te moduleren systemische ontsteking
Gerelateerde video's
0 Bekeken
In vitro Cellulaire activiteit Evaluatie van het nano-emulsievaccin Adjuvans Ophiopogonine D
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Adjuvante activiteit van mycobacterium paratuberculosis bij het verbeteren van de immunogeniciteit van autoantigenen tijdens experimentele auto-immune encefalomyelitis
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Intraperitoneal Injection of Bacterial Lipopolysaccharide in Mice to Study Systemic Immune Responses
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Intracisternal Delivery of Meningococci into Mouse Models to Induce Meningococcal Meningitis
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Evaluation of Vaccine-Induced Immunity Against Bacterial Infection in a Mouse Model
Gerelateerde video's
0 Bekeken
A Technique to Assess the Immune Response against an Antigen by Inducing Skin Inflammation
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Induction of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in a Mouse Model
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Induction of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in a Mouse Model
Gerelateerde video's
0 Bekeken
In vivo beeldvorming methode om acute en chronische ontsteking Onderscheid
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026