Produkcja szybko rosnących brojlerów wolnych od zarazków z komercyjnej linii do badań mikrobioty
18 czerwca 2020
Tutaj opisujemy metodę generowania piskląt wolnych od zarazków z jaj komercyjnej linii brojlerów, Ross PM3. Metoda ta może być dostosowana do hodowli zwierząt wolnych od zarazków z innych gatunków drobiu.
Do tej pory produkcja ptaków wolnych od zarazków ograniczała się do hodowli zwierząt w celach badawczych. Pokazujemy tutaj, że można to zrobić ze zwierzętami komercyjnymi. Technika ta umożliwia prowadzenie badań wpływu mikrobioty z wykorzystaniem tła genetycznego ptaków gospodarskich.
Przystępując do tego protokołu, ważne jest, aby kontrolować hodowlę wybranych gatunków w standardowych warunkach i posiadać solidną wiedzę na temat pracy w izolatorach. Zacznij od ustawienia 50-mililitrowych probówek, plastikowych pipet, napromieniowanego napromieniowania, autoklawowanej wody i sterylnie zamkniętych plastikowych pojemników w sztywnym izolatorze pod nadciśnieniem. Napełnij transferową pułapkę bakteriobójczą 2% czwartorzędowym roztworem amoniowym i trzykrotnie wysterylizuj izolator parami formaldehydu, przesuwając materiały wewnątrz izolatora między każdą sterylizacją, aby zapewnić dezynfekcję wszystkich powierzchni kontaktowych.
Co najmniej dwa dni przed wprowadzeniem jaj należy ustawić temperaturę izolatora na 37 stopni Celsjusza. W dniu wprowadzenia ustaw areometr na 65 do 70% wilgotności względnej. Po wybraniu czystych i nieskazitelnych jaj należy natychmiast odkazić powierzchnię jaja, zanurzając je w 1,5% roztworze kwasu nadoctowego na pięć minut, a następnie przetransportować jaja do zakładu doświadczalnego za pomocą pudełka odkażonego oparami formaldehydu.
Przechowuj jaja przez 24 godziny w temperaturze 14 stopni Celsjusza, a następnie powtórz sterylizację 1,5% kwasem nadoctowym i umieść jaja w inkubatorze wylęgowym na 19 dni. W 19 dniu sprawdź płodność, żywotność i rozwój zarodka za pomocą świecy do jaj w sterylnych warunkach. Wybierz żywe, zarodkowe jaja i odkaż je, spryskując je 1,5% roztworem kwasu nadoctowego przez 30 sekund lub do momentu, gdy cała powierzchnia każdego jaja zostanie pokryta.
Przenieś jaja do sterylnych izolatorów wylęgowych i przepłucz je sterylną wodą demineralizowaną przed umieszczeniem ich w przestrzeni wylęgowej. Po wykluciu zwierzęta są trzymane w sterylnych izolatorach, karmione ad libitum dietą komercyjną sterylizowaną promieniowaniem gamma i podlewane autoklawizowaną wodą z kranu. Jednego dnia po wykluciu pobierz próbkę kału bezpośrednio z odbytnicy różnych piskląt i zbierz je w wysterylizowanej szklanej probówce.
Dodaj jeden mililitr stolca do dziewięciu mililitrów bulionu tioglikolanowego z rezazuryną, a pozostałą próbkę dodaj do dziewięciu mililitrów naparu z serca mózgu lub bulionu BHI. Inkubować probówki w temperaturze 37 stopni Celsjusza bez wstrząsania przez 18 do 48 godzin. Po 18 godzinach należy wizualnie zbadać probówki pod kątem wszelkich modyfikacji pożywki wzrostowej.
Po 48 godzinach weź kroplę z pożywki bulionowej kałowej BHI, umieść ją na szkiełku podstawowym i obserwuj pod mikroskopem. Jeśli podejrzewa się obecność bakterii, należy pobrać próbkę z kultury BHI i wysiać ją na płytkę agarową BHI, a następnie inkubować płytkę w temperaturze 37 stopni przez 18 do 48 godzin. Jeśli pojawią się kolonie, zidentyfikuj bakterie za pomocą techniki wysokoprzepustowej, takiej jak spektrometria mas MALDI-TOF.
Przeprowadzono sześć serii hodowli piskląt wolnych od zarazków z jajami ROSS PM3 pochodzącymi z dwóch różnych francuskich ferm. Zebrano łącznie 853 jaja, a po dwóch etapach dekontaminacji i 19 dniach inkubacji 86,40% było zdolnych do życia. Spośród jaj zdolnych do życia 490 przeszło trzeci etap dekontaminacji i zostało wprowadzonych do różnych izolatorów wylęgowych, uzyskując średni wskaźnik wylęgu 79,80%Stanowi to wskaźnik wylęgu 68,94% w porównaniu z początkową liczbą zebranych jaj.
Wyniki wylęgu różnią się znacznie od 41,67% do 88,16% zdolnych do życia piskląt w porównaniu z liczbą zebranych jaj. Efekt ten był bezpośrednio skorelowany z wiekiem kur niosek, w którym jaja pochodzące od starszych kur były mniej żywotne. Sześć serii przeprowadzono przy użyciu czterech różnych izolatorów wylęgowych.
Po kontroli bakteriologicznej potwierdzono, że zwierzęta z 14 z 16 izolatorów są wolne od zarazków, co odpowiada wskaźnikowi sukcesu wynoszącemu 86,5%Kluczowym punktem tej procedury jest utrzymanie sterylności izolatora. Wymaga to przestrzegania procedur dezynfekcji, a przede wszystkim kontrolowania wprowadzania elementów przez płynną śluzę powietrzną. Procedura ta umożliwia zwierzętom zmierzenie wpływu mikrobioty na fizjologię i zdrowie ptaków.
Można go dostosować i wykorzystać do badania mikrobioty innych ptaków hodowlanych lub dzikich zwierząt, jeśli jaja są dostępne.
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia metodę otrzymywania wolnych od drobnoustrojów kurcząt z komercyjnych jaj brojlerów, konkretnie z linii Ross PM3. Technika ta umożliwia prowadzenie badań nad mikrobiotą z wykorzystaniem tła genetycznego ptaków hodowlanych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Mikrobiologia
- Nauki o zwierzętach
- Medycyna weterynaryjna
Wstęp
- Poprzednie metody uzyskiwania ptaków wolnych od drobnoustrojów ograniczały się do ras badawczych.
- Niniejsze badanie wykazuje możliwość zastosowania drobiu komercyjnego.
- Zrozumienie wpływu mikrobioty na zdrowie jest kluczowe dla zarządzania hodowlą drobiu.
- Utrzymanie sterylności podczas całego procesu jest niezbędne dla osiągnięcia sukcesu.
Cel badania
- Opracowanie niezawodnej metody otrzymywania wolnych od drobnoustrojów piskląt.
- Ułatwienie badań nad mikrobiotą drobiu komercyjnego.
- Ocena wpływu mikrobioty na fizjologię i zdrowie ptaków.
Zastosowane metody
- Przygotowanie izolatorów zgodnie z protokołami sterylizacji.
- Dekontaminacja jaj za pomocą kwasu nadoctowego.
- Inkubacja i monitorowanie rozwoju zarodków.
- Kontrola bakteriologiczna piskląt po wykluciu.
Główne wyniki
- Z 853 jaj 86,40% pozostało żywotnych po dekontaminacji.
- Średni wskaźnik wylęgu dla jaj żywotnych wyniósł 79,80%.
- Odsetek sukcesu w uzyskaniu piskląt wolnych od zarazków wynosił 86,5% we wszystkich izolatorach.
- Żywotność była skorelowana z wiekiem kur nieśnych.
Wnioski
- Metoda ta zapewnia sposób prowadzenia badań nad mikrobiotą u drobiu.
- Można ją zaadaptować do innych ptaków hodowlanych lub dzikich.
- Zachowanie sterylności jest kluczowe dla skutecznego otrzymania osobników wolnych od drobnoustrojów.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ta metoda umożliwia prowadzenie badań nad mikrobiotą w komercyjnych liniach drobiu, wypełniając istotną lukę w przenoszeniu wyników z ras badawczych na genetykę istotną dla przemysłu. Poprzez uzyskanie ptaków wolnych od drobnoustrojów (germ-free) z szybko rosnących brojlerów, metoda ta wspiera modelowanie predykcyjne oddziaływań między gospodarzem a mikrobiotą u gatunków o dużym znaczeniu ekonomicznym. Podejście to zwiększa pewność w zakresie translacji interwencji żywieniowych, immunologicznych i fizjologicznych w produkcji drobiu.
Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia testowanie hipotez dotyczących wpływu mikrobioty na rozwój i fizjologię układu odpornościowego z wykorzystaniem komercyjnie istotnych tła genetycznych.
- Wartość operacyjna: Zapewnia kontrolowany, wolny od drobnoustrojów system pozwalający na izolację zmiennych mikrobiologicznych w badaniach nad odpowiedzią gospodarza.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Wartość naukowa: Pozwala na generowanie zestandaryzowanych, wolnych od mikrobioty układów biologicznych w celu zapewnienia spójnych wyników testów podczas przesiewowego badania dodatków paszowych lub probiotyków.
- Wartość operacyjna: Umożliwia powtarzalne pomiary bazowe, które są kluczowe dla oceny wpływu związków na zdrowie jelit i odporność.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Ułatwia ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez umożliwienie kontrolowanej rekonstytucji mikrobioty w celu oceny wpływu konkretnych szczepów na zdrowie ptaków.
- Wartość operacyjna: Umożliwia prowadzenie badań podłużnych od momentu wyklucia do etapów wzrostu w określonych warunkach mikrobiologicznych, co zwiększa pewność prognostyczną dla kandydatów przedklinicznych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w kontinuum od odkrycia do fazy przedklinicznej, dostarczając zwalidowanego modelu do testowania interwencji w obrębie mikrobioty na wczesnym etapie, przed przejściem do badań na żywych zwierzętach.
- Biologia odkrywcza: Wspiera walidację funkcjonalną celów i szlaków mikrobiologicznych wpływających na wzrost, odporność oraz wykorzystanie składników odżywczych.
- Przesiewy: Dostarcza piskląt wolnych od drobnoustrojów jako powtarzalną platformę do oceny dodatków paszowych, szczepionek lub modulatorów mikrobiomu.
- Analityka: Umożliwia ilościowy monitoring bakteriologiczny poprzez pobieranie próbek kału i hodowlę w celu potwierdzenia statusu germ-free oraz śledzenia wyników wyzwań mikrobiologicznych.
- Badania translacyjne: Łączy wyniki odkryć z walidacją przedkliniczną przy użyciu modelu o komercyjnym znaczeniu genetycznym.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Stanowi skalowalną i adaptowalną procedurę, którą można zastosować u różnych gatunków drobiu i w różnych jednostkach izolatora w ramach trwałych programów badawczo-rozwojowych (R&D).
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Redukuje szum biologiczny w badaniach nad mikrobiotą poprzez eliminację zmiennych zakłócających wynikających z niekontrolowanej ekspozycji mikrobiologicznej.
- Wartość operacyjna: Zapewnia sterylność izolatora dzięki walidowanym protokołom dezynfekcji, co wspiera powtarzalność wyników eksperymentalnych.
- Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji typu go/no-go w rozwoju pasz i produktów prozdrowotnych, dostarczając wczesnych sygnałów dotyczących skuteczności i bezpieczeństwa w fizjologicznie istotnym modelu.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów modyfikujących mikrobiotę z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o zwalidowaną odpowiedź gospodarza w komercyjnych liniach genetycznych.
Kwestie wdrożeniowe
- Wymaga wiedzy w zakresie technik aseptycznych i zarządzania izolatorem w celu zachowania sterylności podczas manipulacji jajami i hodowli piskląt.
- Zależy od dostępu do sprzętu do sterylizacji, w tym systemów do fumigacji oparami formaldehydu, kwasu nadoctowego oraz pasz sterylizowanych promieniami gamma.
- Wymaga ustandaryzowanych procedur operacyjnych dotyczących zbierania, transportu i dekontaminacji jaj, aby zapobiec naruszeniu szczelności izolatora.
- Obejmuje kontrolę parametrów środowiskowych, w tym temperatury (37°C) i wilgotności (65–70% RH) podczas faz inkubacji i wyklucia.
- Opiera się na walidacji bakteriologicznej z użyciem pożywek tioglikolanowych i BHI, z potwierdzeniem mikroskopowym i hodowlanym w celu weryfikacji stanu bezdrobnoustrojowego.
