Productie van kiemvrije snelgroeiende vleeskuikens uit een commerciële lijn voor microbiotastudies
18 juni 2020
Hier beschrijven we een methode voor het genereren van kiemvrije kuikens uit eieren van een commerciële vleeskuikenlijn, de Ross PM3. Deze methode kan worden aangepast voor het genereren van kiemvrije dieren van andere pluimveesoorten.
Tot nu toe was de productie van kiemvrije vogels beperkt tot dierlijke rassen voor onderzoek. We laten hier zien dat het mogelijk is om het met commerciële dieren te doen. Deze techniek maakt het mogelijk om studies uit te voeren naar de invloed van de microbiota met behulp van de genetische achtergrond van boerderijvogels.
Bij het uitvoeren van dit protocol is het belangrijk om de fok van de gekozen soort onder standaardomstandigheden te controleren en sterke kennis te hebben van het werken in isolatoren. Begin met het opzetten van 50 milliliter buizen, plastic pipetten, bestraald voer, geautoclaveerd water en steriele verzegelde plastic containers in een stijve isolator onder positieve druk. Vul de overdrachtsmicrobicide val met een 2% quaternaire ammoniumoplossing en steriliseer de isolator drie keer met formaldehydedamp door de materialen in de isolator tussen elke sterilisatie te verplaatsen om de desinfectie van alle contactoppervlakken te garanderen.
Stel de isolatortemperatuur ten minste twee dagen voor het introduceren van de eieren in op 37 graden Celsius. Op de dag van introductie, stel de hydrometer in op 65 tot 70% relatieve luchtvochtigheid. Na selectie van schone en onberispelijke eieren, decontamineer onmiddellijk het oppervlak van de eieren door ze vijf minuten in een 1,5% perazijnzuuroplossing te dopen en breng de eieren vervolgens naar de experimentele faciliteit in een doos die gedecontamineerd is met formaldehydedamp.
Bewaar de eieren gedurende 24 uur op 14 graden Celsius, herhaal vervolgens de sterilisatie met 1,5% perazijnzuur en plaats de eieren in een broedincubator gedurende 19 dagen. Op dag 19, controleer de vruchtbaarheid, levensvatbaarheid en ontwikkeling van het embryo met behulp van een lichte eierkaars onder steriele omstandigheden. Selecteer levende, embryoneerde eieren en decontamineer ze door ze 30 seconden of totdat het hele oppervlak van elk ei bedekt is, met een 1,5% perazijnzuuroplossing te besproeien.
Breng de eieren over in de steriele broedisolatoren en spoel ze af met steriele gedemineraliseerde water voordat ze in de broedruimte worden geplaatst. Na het uitkomen worden de dieren in de steriele isolatoren gehouden, ad libitum gevoerd met een commercieel dieet gesteriliseerd door gammastraling en bewaterd met geautoclaveerd kraanwater. Een dag na het uitkomen, neem een stoelmonster rechtstreeks uit het rectum van verschillende kuikens en verzamel ze in een gesteriliseerde glazen buis.
Voeg een milliliter ontlasting toe aan negen milliliter thioglycolaatbouillon met resazurin en voeg het resterende monster toe aan negen milliliter Brain Heart Infusion of BHI-bouillon. Incubeer de buizen gedurende 18 tot 48 uur bij 37 graden Celsius zonder te schudden. Na 18 uur, onderzoek de buizen visueel op eventuele wijzigingen in het groeimedium.
Na 48 uur, neem een druppel van het BHI fecale bouillonmedium, plaats het op een glazen plaat en observeer het onder een microscoop. Als de aanwezigheid van bacteriën wordt vermoed, neem een monster van de BHI-cultuur en zaai het op een BHI-agarplaat, en incubeer vervolgens de plaat gedurende 18 tot 48 uur bij 37 graden. Als er kolonies verschijnen, identificeer de bacteriën met behulp van een high-throughputtechniek zoals MALDI-TOF massaspectrometrie.
Zes runs van generatie van kiemvrije kuikens werden uitgevoerd met ROSS PM3 eieren afkomstig van twee verschillende Franse boerderijen. In totaal werden 853 eieren verzameld en na twee ontsmettingsstappen en 19 dagen incubatie, was 86,40% ervan levensvatbaar. Van de levensvatbare eieren ondergingen 490 een derde ontsmettingsstap en werden geïntroduceerd in verschillende broedisolatoren voor een gemiddelde uitkomst van 79,80%. Dit vertegenwoordigt een uitkomst van 68,94% in vergelijking met het aantal verzamelde eieren.
De uitkomstresultaten variëren aanzienlijk van 41,67% tot 88,16% van levensvatbare kuikens in vergelijking met het aantal verzamelde eieren. Dit effect was direct gecorreleerd met de leeftijd van de leghennen waarbij eieren van oudere hennen minder levensvatbaar waren. De zes runs werden uitgevoerd met behulp van vier verschillende broedisolatoren.
Na bacteriologische controle werd bij de dieren uit 14 van de 16 isolatoren bevestigd dat ze kiemvrij waren, wat overeenkomt met een succespercentage van 86,5%. Het sleutelpunt van deze procedure is het handhaven van de steriliteit van de isolator. Dit vereist naleving van desinfectieprocedures en vooral het controleren van de introductie van de elementen via de vloeibare luchtsluis. Deze procedure levert dieren op om de impact van de microbiota op de fysiologie en gezondheid van vogels te meten.
Het kan worden aangepast en gebruikt om microbiota van andere gedomesticeerde vogels of wilde dieren te bestuderen als de eieren toegankelijk zijn.
Overzicht
Dit artikel presenteert een methode voor het genereren van kiemvrije kuikens uit commerciële vleggeneieren, specifiek de Ross PM3-lijn. Deze techniek maakt microbiota-studies mogelijk met gebruik van de genetische achtergrond van pluimveevogels.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschapsgebied
- Microbiologie
- Dierwetenschappen
- Veterinaire Geneeskunde
Achtergrond
- Eerdere methoden voor kiemvrije vogels waren beperkt tot onderzoeksrassen.
- Deze studie demonstreert de haalbaarheid van het gebruik van commerciële pluimvee.
- Inzicht in de invloed van het microbiota op de gezondheid is cruciaal voor het beheer van pluimvee.
- Het handhaven van steriliteit tijdens het proces is essentieel voor het succes.
Doel van de studie
- Het ontwikkelen van een betrouwbare methode voor het produceren van kiersvrije kuikens.
- Het faciliteren van microbiota-onderzoek bij commerciele pluimvee.
- Het beoordelen van de impact van de microbiota op de fysiologie en gezondheid van vogels.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van isolatoren met sterilisatieprotocollen.
- Decontaminatie van eieren met perazijnzuur.
- Incubatie en monitoring van de embryo-ontwikkeling.
- Bacteriologische controle van kuikens na het uitkomen.
Belangrijkste resultaten
- Van de 853 eieren waren 86,40% levensvatbaar na descontaminatie.
- De gemiddelde uitkomst percentages was 79,80% voor de levensvatbare eieren.
- Het succespercentage van kiemvrije kuikens was 86,5% over de isolatoren.
- Levensvatbaarheid correleerde met de leeftijd van de leghennen.
Conclusies
- De methode biedt een weg voor microbiota-studies bij pluimvee.
- Het kan worden aangepast voor andere gedomesticeerde vogels of wilde dieren.
- Het handhaven van steriliteit is cruciaal voor een succesvolle kiemvrije generatie.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Deze methode maakt microbiota-studies in commerciële pluimveelinsecten mogelijk, waardoor een belangrijk hiaat wordt gedicht bij het vertalen van bevindingen van onderzoekslijnen naar industrie-relevante genetica. Door kiemvrije vogels te produceren uit snelgroeiende vleeskuikens, ondersteunt het de voorspellende modellering van gastheer-microbiota-interacties in economisch belangrijke soorten. De benadering vergroot het translationele vertrouwen voor nutritionele, immunologische en fysiologische interventies in de pluimveeproductie.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt hypothese-testen mogelijk van de invloed van microbiota op de immuunontwikkeling en fysiologie met gebruik van commercieel relevante genetische achtergronden.
- Operationele waarde: Biedt een gecontroleerd, kiemvrij systeem om microbiële variabelen te isoleren in studies naar de gastheerrespons.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert gestandaardiseerde, microbiota-vrije biologische systemen voor consistente assay-prestaties bij de screening van voederadditieven of probiotica.
- Operationele waarde: Ondersteunt reproduceerbare nulmetingen die cruciaal zijn voor het evalueren van de effecten van verbindingen op de darmgezondheid en immuniteit.
Translationeel & preklinisch onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Faciliteert mechanistische risicoreductie door gecontroleerde reconstitutie van het microbioom mogelijk te maken om stamespecifieke effecten op de gezondheid van vogels te beoordelen.
- Operationele waarde: Maakt longitudinale studies mogelijk van uitkomen tot groeifasen onder gedefinieerde microbiële omstandigheden, wat het voorspellend vertrouwen voor preklinische kandidaten verbetert.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode past binnen het continuüm van ontdekking naar preklinisch onderzoek door een gevalideerd model te bieden voor het testen van microbiota-interventies in een vroeg stadium, voordat men overgaat tot proeven met levende dieren.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt de functionele validatie van microbiële targets en pathways die groei, immuniteit en nutriëntenbenutting beïnvloeden.
- Screening: Levert kiemvrije kuikens als een reproduceerbaar platform voor het evalueren van voederadditieven, vaccins of microbiome-modulatoren.
- Analytica: Maakt kwantitatieve bacteriologische monitoring mogelijk via fecale bemonstering en kweek om de kiemvrije status te bevestigen en de resultaten van microbiële challenges te volgen.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen ontdekkingsbevindingen en preklinische validatie met behulp van een model met commerciële genetische relevantie.
- Bedrijfsmatige herbruikbaarheid: Vertegenwoordigt een schaalbare, aanpasbare procedure die toepasbaar is op diverse pluimveesoorten en isolatoreenheden voor duurzame R&D-programma's.
Operationele impact en impact op de organisatie
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert biologische ruis in microbiota-studies door het elimineren van storende variabelen door ongecontroleerde microbiële blootstelling.
- Operationele waarde: Garandeert de steriliteit van de isolator via gevalideerde desinfectieprotocollen, wat bijdraagt aan consistente experimentele resultaten.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen bij de ontwikkeling van voeder- en gezondheidsproducten door vroege signalen van werkzaamheid en veiligheid te verschaffen in een fysiologisch relevant model.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van microbiota-modulerende kandidaten mogelijk op basis van de gevalideerde gastheerrespons in commerciële genetische achtergronden.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in aseptische technieken en isolatorbeheer om de steriliteit tijdens de eierafhandeling en het opkleden van kuikens te waarborgen.
- Is afhankelijk van toegang tot sterilisatieapparatuur, waaronder formaldehyde-dampsystemen, perazijnzuur en gamma-bestraalde voerbenodigdheden.
- Vereist gestandaardiseerde operationele procedures voor het verzamelen, transporteren en ontsmetten van eieren om een contaminatie van de isolator te voorkomen.
- Omvat omgevingscontroles voor temperatuur (37°C) en luchtvochtigheid (65–70% RH) tijdens de incubatie- en uitbroedingsfasen.
- Beroept zich op bacteriologische validatie met behulp van thioglycolaat- en BHI-bouillons, met microscopische en kweekgebaseerde bevestiging om de kiemvrije status te verifiëren.
