В данной статье представлен комплексный протокол экспериментальной мышиной модели аутоиммунной мышечно-специфической киназы (MuSK) миастении, направленный на изучение патофизиологии и потенциальных терапевтических стратегий для этого заболевания.
Методическая статья
В данной статье представлен комплексный протокол экспериментальной мышиной модели аутоиммунной мышечно-специфической киназы (MuSK) миастении, направленный на изучение патофизиологии и потенциальных терапевтических стратегий для этого заболевания.
Миастения (МГ) — это аутоиммунное заболевание, поражающее нервно-мышечное соединение. В то время как у большинства пациентов с МГ вырабатываются аутоантитела против ацетилхолинового рецептора (AChR), у подгруппы пациентов проявляются аутоантитела, нацеленные на мышечно-специфическую киназу (MuSK). MuSK MG характеризуется выраженной мышечной слабостью, резистентными к лечению клиническими проявлениями и миастеническими кризами, часто требующими искусственной вентиляции легких. Следовательно, пациентам часто требуется длительное применение иммунодепрессантов, что связано с долгосрочными побочными эффектами. Учитывая тяжесть и редкость MuSK-MG, разработка экспериментальной модели на животных имеет решающее значение для продвижения новых методов лечения и более глубокого понимания лежащих в основе патофизиологических механизмов. Экспериментальная аутоиммунная миастения (EAMG) служит животной моделью для MuSK-MG, эффективно, но частично имитируя клинические и иммунологические особенности человеческого MG. Индукция аутоиммунных животных моделей может быть достигнута с помощью активной или пассивной иммунизации. В представленном здесь экспериментальном протоколе активная иммунизация проводилась путем подкожного введения очищенного внеклеточного домена человеческого MuSK, эмульгированного в полном адъюванте Фрейнда с убитой теплом микобактерией туберкулеза. Иммунизация проводилась в четырех центрах с последующей бустерной инъекцией MuSK на 28-е сутки. Этот адъювант с M. tuberculosis обеспечивает активацию иммунной системы через TLR4 и усиленный фагоцитоз вводимого антигена. В этой статье подробно описывается разработка и характеристика MuSK-EAMG от начала до завершения.
Миастения (МГ) — это аутоиммунное заболевание, которое развивается через Т-клеточно-зависимые, опосредованные антителами механизмы. В первую очередь это вызвано антителами против никотиновых ацетилхолиновых рецепторов (AChR) на постсинаптической мембране нервно-мышечного перехода (NMJ) у 80-85% пациентов и антителами против мышечно-специфической киназы (MuSK) примерно у 5% пациентов, а также других белков NMJ. МГ стал прототипом аутоиммунных расстройств и моделью для понимания постсинаптической функции1. Животные модели аутоиммунных расстройств можно разделить на две основные категории: (1) спонтанные модели, в которых у животных естественным образом развивается аутоиммунное заболевание, и (2) индуцированные модели, в которых аутоиммунное заболевание искусственно имитируется и воспроизводится. Исследования миастении (МГ) показали, что как активная, так и пассивная иммунизация может вызывать заболевание, что вносит значительный вклад в понимание антитело-опосредованных состояний2.
Пассивный перенос является высокоэффективным методом оценки острых эффектов аутоантитело-опосредованных заболеваний и широко используется для изучения антител, полученных от пациента, в МГ. Этот подход оказался полезным для расширения понимания иммунологических факторов, лежащих в основе заболевания. Например, исследования пассивного переноса показали патогенетическое влияние анти-MuSK IgG4 на снижение кластеров AChR3. Тем не менее, существуют некоторые ограничения модели пассивного переноса, такие как функциональные различия между IgG человека и грызуна и иммунной системой, а также недостаточность модели пассивного переноса для имитации начальных механизмов активации аутоиммунитета анти-MuSK, происходящего в лимфоидных тканях.
С другой стороны, потенциальным ограничением исследований иммунизации является иммуногенетическая изменчивость среди различных линий мышей4. Например, в то время как мыши C57BL/6 (B6) чувствительны к активной иммунизации AChR, мыши AKR/J устойчивы. Поэтому при создании животной модели EAMG крайне важно правильно выбрать вид животного, метод иммунизации и содержание протокола, чтобы точно отразить болезнь5.
Кроме того, использование целевого антигена в качестве цельного белка часто приводит к высоким титрам антител. Однако не все антитела могут вступать в перекрестную реакцию с антигеном мыши или образовывать болезнетворные эпитопы. Поэтому модели активной иммунизации не всегда точно отражают патологию человека. Тем не менее, когда они успешно создают соответствующий клинический и физиологический фенотип, эти модели обеспечивают долгосрочную платформу для тестирования экспериментальных методов лечения.
Клинические исследования указывают на дивергентные механизмы заболевания и терапевтические требования к MuSK-MG, подчеркивая необходимость дальнейшей идентификации специфических патогенетических особенностей этого подтипа МГ 4,5,6. Предыдущие исследования MuSK EAMG, основанные на активной иммунизации, показали преобладающее участие иммунитета типа Th2 и антимышиного IgG1 в аутоиммунитете MuSK и определили ряд потенциальных методов лечения (например, терифлуномид, мезенхимальные стволовые клетки, FCRLB shRNA) для человеческого MuSK MG 7,8,9. Это продемонстрировало значимость модели MuSK EAMG в тестировании новых терапевтических мишеней и исследовании патофизиологии MuSK MG.
В этой статье подробно описаны процедуры индукции животной модели, мониторинга прогрессирования заболевания и валидации индукции EAMG. Клиническая оценка включала в себя мониторинг веса, осанки, силы хвата и клинических баллов наблюдателем. Мышей усыпляли через 28 дней после второй иммунизации, и для подтверждения установления заболевания были собраны различные ткани, включая кровь, мышцы задних конечностей, селезенку, подмышечные и паховые лимфатические узлы. Антитела к MuSK количественно определяли в сыворотках крови методом ИФА. Кроме того, проводилось иммунофлуоресцентное окрашивание мышечных тканей для визуализации отложений в нервно-мышечном соединении. Чтобы продемонстрировать и сравнить клинические и иммунные ответы в группах мышей с различной восприимчивостью к MuSK EAMG, мыши, получавшие шРНК KCNS3, показали провоспалительное действие (не опубликовано), а шРНК FCRLB продемонстрировала противовоспалительноедействие9, как было определено в предыдущих исследованиях.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол был одобрен Местным комитетом по этике экспериментов на животных Стамбульского университета (HADYEK) за номером 2020/29. В наших предыдущих исследованиях 7,8,9 модель EAMG индуцировалась у 8-10-недельных мышей BALB/c или B6 путем активной иммунизации белком MuSK. В данной статье представлены примерные данные, полученные в различных экспериментах с использованием мышей, иммунизированных MuSK BALB/C (4-8 мышей в группе). Используемые реагенты и оборудование приведены в Таблице материалов.
1. Производство и подготовка MuSK человека к иммунизации
2. Процедура анестезии и иммунизации
3. Клиническая оценка
4. Подготовка образца ткани
ПРИМЕЧАНИЕ: Умерщвляйте мышей через 28 дней после второй иммунизации в соответствии с утвержденными в учреждении протоколами. Сбор крови, мышц, селезенки и лимфатических узлов у убитых мышей будет полезен для дальнейших исследований.
5. Оценка нервно-мышечных соединений с помощью иммунофлуоресцентного мечения
6. Вестерн-блот
7. Самодельный анти-MuSK IgG ИФА
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
При оценке и валидации экспериментальной модели аутоиммунной миастении (EAMG) MuSK несколько ключевых параметров и экспериментальных результатов имеют решающее значение для демонстрации успешной индукции и характеристики модели заболевания. Ниже приведены репрезентативные результаты, которые подтверждают создание модели MuSK EAMG.
Клиническая оценка
Мыши контролируются и оцениваются на клинические симптомы миастении с использованием стандартизированной клинической системы о...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Мышиный MuSK-EAMG имитирует человеческий MuSK-MG как в клинических, так и в иммунопатогенетических аспектах с точки зрения мышечной слабости, потери веса из-за бульбарной мышечной слабости, циркулирующих анти-MuSK антител и снижения мышечного AChR. Что касается основных этапов и предполагаемых сроков для этой модели MuSK-EAMG, клинические признаки мышечной слабости должны появиться в течение первой недели после второй иммунизации. Примерно у 5% мышей после первой иммунизации могут развит...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Никаких разглашений, о которых можно было бы декларировать, нет.
Мы хотели бы выразить признательность за поддержку и вклад Института медицинских наук Стамбульского университета и Института экспериментальной медицины Азиза Санджара в завершение этого исследования.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 125I-α-бунгаротоксин | Invitrogen | BTX T1175 | |
| 2-метилбутан | Sigma-Aldrich | M32631 | |
| 40 μ m Сетчатый фильтр | NEST | 258369 | |
| 96 лунок Maxisorp пластина | Sigma-Aldrich | M9410 | |
| Адъювант неполного | Becton Dickinson & Co. | 263910 | |
| Анти-АХР альфа1 | Alomone | ANC-001 | |
| Anti-mouse IgG HRP | Abcam | ab97023 | |
| Пуле-блендер Storm | Next Advance | Гомогенизатор | |
| тканей C3 | Novus | NB200-540G | |
| Карбонатно-бикарбонатный буфер | Merck | C3041 | |
| Cryostat | Leica | CM1860 | |
| Динамометр Imada DST-50N | Muromachi | MK380Si | |
| Флуоресцентный микроскоп | Leica | DM4M | |
| Стеклянный шприц с люэровским замком | ISOLAB | 094.92.005 | |
| IgG | Abcam | ab96871 | |
| Микропланшетный фотометр, Multiskan FC | Thermo Scientific | 51119000 | |
| Мышиный хирургический набор | Kent Scientific Corparation | INSMOUSEKIT | |
| Mycobacterium tuberculosis H37Ra | Becton Dickinson & Co. | ||
| Шприцы OCT Compound | Agar Scientific | AGR1180 | |
| , 1 мл | Becton Dickinson & Co. | ||
| Шприцы, 2 мл | B. Braun | 7389 | |
| Универсальный удерживающий устройство для животных | Merck | Z756911-1EA | |
| WesternBright Sirius-Western набор для обнаружения блоттинга | Advansta | K-12043-D10 | ECL |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение