Pomiar temperatury ciała myszy za pomocą termometru na podczerwień podczas pasywnej ogólnoustrojowej anafilaksji i oceny alergii pokarmowej
14 września 2018
Tutaj prezentujemy nową metodę dokładnego pomiaru różnic temperatur ciała w modelach myszy z pasywną anafilaksją układową (PSA) i alergią pokarmową za pomocą termometru na podczerwień. Procedura ta została dokładnie odwzorowana w poprzednich wynikach PSA.
Metodologia ta pomaga odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie alergii i immunologii, w szczególności te, które dotyczą fenotypów, które mogą być związane ze zmianami temperatury ciała. Głównymi zaletami tej techniki jest to, że jest niedroga, nieinwazyjna i nie wymaga znieczulenia. Implikacje tej techniki pozwalają naukowcom zmniejszyć stres i ból myszy podczas pomiaru temperatury, jednocześnie eliminując efekty znieczulenia i/lub wizualizować fenotypy behawioralne.
Aby zmierzyć temperaturę ciała myszy po znieczuleniu, potwierdź sedację przez częstość oddechów lub unieruchomienie i chwyć mysz za kark palcem wskazującym i kciukiem, a ogon małym palcem. Trzymając mysz równolegle do powierzchni stołu laboratoryjnego, umieść czujnik termometru na podczerwień poniżej dolnej części brzucha, tak aby zewnętrzna płaska powierzchnia termometru znajdowała się w odległości od dwóch do pięciu milimetrów od powierzchni brzucha między dwoma górnymi sutkami. Następnie naciśnij spust termometru, aby zmierzyć temperaturę zwierzęcia, uważając, aby mysz i termometr były stabilne.
Aby zmierzyć temperaturę ciała myszy bez znieczulenia, podnieś mysz za środek ogona i odsłoń brzuch. Pozwól myszy przytrzymać się przednimi łapami powierzchni o prostej krawędzi i przytrzymaj spust, aby zmierzyć temperaturę. Alternatywnie, pozwól myszy przytrzymać górną prostą krawędź termometru i spraw, aby mysz usiadła na zewnętrznej płaskiej powierzchni termometru brzuchem tuż nad czujnikiem podczerwieni podczas pomiaru temperatury.
W przypadku biernego uczulenia na ogólnoustrojową anafilaksję należy użyć jednomililitrowej strzykawki wyposażonej w igłę o rozmiarze 26, aby wstrzyknąć 200 mikrolitrów świeżo przygotowanego anty-dinitrofenolu lub DNP, IgE w PBS, do otrzewnej każdego biorcy zwierzęcia tuż obok linii środkowej między najniższymi i drugimi dolnymi sutkami. 24 godziny po wstrzyknięciu zmierzyć temperaturę ciała każdego biorcy, jak wykazano, i załadować strzykawkę o pojemności jednego mililitra wyposażoną w igłę o rozmiarze 30 ze 100 mikrolitrami świeżo przygotowanej albuminy surowicy ludzkiej DNP. Aby wywołać bierną ogólnoustrojową anafilaksję, należy wprowadzić igłę po przyśrodkowej stronie oka pod płytkim kątem, kierując się za oko i wstrzyknąć dożylnie całą objętość roztworu do zatoki żylnej zadoczodołowej.
Następnie umieść samą mysz w klatce regeneracyjnej z monitorowaniem aż do pełnego leżenia i mierz temperaturę ciała i aktywność co 10 minut przez 70 minut. Myszy uczulone na IgE wykazują maksymalny spadek temperatury o trzy stopnie Celsjusza po 20 minutach, podczas gdy myszy kontrolne PBS wykazują maksymalny spadek o 1,1 stopnia Celsjusza w tym samym okresie po prowokacji. Obserwacje behawioralne można również przeprowadzić u zwierząt nieznieczulonych, aby ocenić związek między obserwowanymi spadkami temperatury a aktywnością myszy.
W tym reprezentatywnym prowokacyjnym badaniu alergii pokarmowej u myszy grupa kontrolna PBS wykazała znaczny spadek temperatury 10 minut po prowokacji w porównaniu z grupą leczoną inhibitorem 2CA. Ocena wyników aktywności i spadków temperatury w wyniku tego wyzwania związanego z alergią pokarmową ujawniła statystycznie istotną korelację między tymi dwoma zestawami danych. Po tej procedurze można przeprowadzić inne eksperymenty obejmujące pomiary temperatury ciała myszy, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące fenotypów behawioralnych, które są związane ze zmianą temperatury ciała.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia nową metodę pomiaru różnic w temperaturze ciała u mysich modeli pasywnej anafilaksji systemowej oraz alergii pokarmowej z wykorzystaniem termometru na podczerwień. Technika ta jest nieinwazyjna i została pomyślnie powtórzona w poprzednich badaniach.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Alergia
- Immunologia
Wstęp
- Zmiany temperatury ciała mogą świadczyć o reakcjach alergicznych.
- Tradycyjne metody pomiaru temperatury mogą wiązać się ze stresem i koniecznością zastosowania znieczulenia.
- Ze względów etycznych preferowane są techniki nieinwazyjne.
Cel badania
- Wprowadzenie kostuktywnej i humanitarnej metody pomiaru temperatury ciała myszy.
- Ułatwienie badań nad fenotypami związanymi ze zmianami temperatury ciała podczas reakcji alergicznych.
Zastosowane metody
- Wykorzystanie termometru na podczerwień do pomiaru temperatury.
- Technika pomiaru minimalizująca stres u zwierzęcia.
- Potwierdzenie sedacji poprzez ocenę częstości oddechów lub unieruchomienie.
- Odpowiednie ułożenie termometru w celu uzyskania dokładnych odczytów.
Główne wyniki
- Metoda ta pozwala na dokładne odczyty temperatury bez konieczności stosowania znieczulenia.
- Zmniejsza stres i ból u myszy podczas procesu pomiarowego.
- Umożliwia wizualizację fenotypów behawioralnych związanych ze zmianami temperatury.
Wnioski
- Technika ta stanowi znaczący postęp w badaniach nad alergiami i immunologią.
- Stanowi ona niezawodną alternatywę dla tradycyjnych metod pomiaru temperatury.
- Przyszłe badania mogą odnieść korzyść z zastosowania tego nieinwazyjnego podejścia.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla Przemysłu
Nieinwazyjne monitorowanie temperatury w mysich modelach alergii umożliwia jednoczesną ocenę fenotypów fizjologicznych i behawioralnych bez zakłóceń wynikających z zastosowania środków znieczulających. Podejście to zwiększa wiarygodność danych w badaniach mechanistycznych nad anafilaksją i alergiami pokarmowymi poprzez zachowanie naturalnego stanu zwierząt podczas pomiaru. Metoda ta wspiera procesy walidacji celów oraz przesiewy fenotypowe, w których odpowiedź termiczna koreluje z aktywacją układu odpornościowego.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych łączących mediatory odpornościowe z dynamiką temperatury w pasywnych modelach anafilaksji systemowej.
- Wartość operacyjna: Zapewnia wiarygodne trendy temperatury bez konieczności stosowania znieczulenia, co redukuje zmienność wynikającą z wpływu środków sedacyjnych na odpowiedzi immunologiczne.
- Wartość prognostyczna: Wspiera mechanistyczną redukcję ryzyka poprzez potwierdzenie, że trendy temperatury powierzchniowej odzwierciedlają zmiany temperatury wewnętrznej podczas wywoływania reakcji alergicznych.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Dostarcza ilościowych, powtarzalnych odczytów temperatury powierzchni, odpowiednich do wysokoprzepustowego przesiewu związków immunomodulujących.
- Wartość operacyjna: Eliminuje ograniczenia wynikające z konieczności stosowania anestezji, umożliwiając podłużny monitoring temperatury i aktywności u zwierząt w stanie czuwania.
- Gotowość do analizy: Umożliwia standaryzowane fenotypowanie termiczne w modelach alergii pokarmowej i anafilaksji przy minimalnej zmienności technicznej.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Ciągłość translacyjna: Ułatwia korelację spadków temperatury z wynikami aktywności behawioralnej, wspierając analizę fenotypową powiązaną z biomarkerami w modelach alergii.
- Modelowanie przedkliniczne: Wspiera wykorzystanie systemów istotnych dla przebiegu choroby, umożliwiając wielokrotne pomiary termiczne w fazach wyzwania i regeneracji.
- Decyzje skorygowane o ryzyko: Dostarcza obiektywnych punktów końcowych temperatury do oceny typu go/no-go w przedklinicznym przesiewie terapeutyków przeciwalergicznych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Ta metoda integruje się z cyklami badawczymi w biologii odkrywczej, umożliwiając monitorowanie temperatury w czasie rzeczywistym podczas testów wyzwania immunologicznego, co pozwala powiązać obserwacje fenotypowe z wglądem w mechanizmy działania.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących cytokinowej termoregulacji podczas anafilaksji bez zakłóceń wywołanych przez środki znieczulające.
- Przesiewanie: Umożliwia standaryzację analizy dzięki bezkontaktowym, powtarzalnym pomiarom temperatury u świadomych modeli mysich.
- Analityka: Generuje ilościowe trendy termiczne, które korelują z ciężkością objawów klinicznych i kinetyką aktywacji immunologicznej.
- Badania translacyjne: Łączy dynamikę temperatury z fenotypami opartymi na aktywności, zwiększając pewność prognostyczną w zakresie translacyjności modelu alergii.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Stanowi skalowalną, niskokosztową możliwość wielokrotnego zastosowania w platformach badawczych nad immunologią i alergiami.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną poprzez ujawnienie niezakłóconych zależności między zmianą temperatury a fenotypami zapośredniczonymi immunologicznie.
- Wartość operacyjna: Poprawia powtarzalność i przepustowość poprzez usunięcie etapów zależnych od znieczulenia w procesach monitorowania temperatury.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową, umożliwiając wieloparametrowe fenotypowanie (temperatura + zachowanie) w badaniach na pojedynczym zwierzęciu.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację celów z uwzględnieniem ryzyka dzięki obiektywnym wskaźnikom odpowiedzi termicznej w walidacji modeli alergii.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga przeszkolenia w zakresie prawidłowego pozycjonowania termometru na podczerwień i zachowania odpowiedniej odległości w celu uzyskania dokładnych odczytów z powierzchni.
- Zależy od stałych warunków środowiskowych, aby zminimalizować dryf termiczny podczas pomiarów podłużnych.
- Konieczna jest międzyzespołowa standaryzacja protokołów pomiarowych pomiędzy grupami zajmującymi się immunologią i fenotypowaniem behawioralnym.
- Wymaga uwzględnienia dostosowań dla różnych szczepów myszy, kolorów okrywy włosowej oraz właściwości powierzchni ciała wpływających na emisyjność podczerwieni.
- Obejmuje ograniczenia praktyczne w pomiarze temperatury przez futro lub u zwierząt o nieprawidłowej postawie podczas obserwacji behawioralnych.
