Порядок эксплуатации и биоизоляции помещения для лабораторных мышей с природным микробиомом: процедура иммунофенотипирования
13 декабря 2024 г.
В этой статье мы опишем структуру и рабочие процедуры, в том числе меры по сдерживанию микроорганизмов в учреждении для «диких мышей», используя в качестве примера забор крови для иммунофенотипирования.
Мы исследуем влияние питания на иммунную систему. И нас особенно интересуют омолаживающие и противовоспалительные эффекты режимов ограничения калорий и голодания, а также роль микробиоты в этих процессах. Мыши-одичалые сочетают в себе хорошо охарактеризованный генетический фон лабораторных линий мышей и естественный микробиом свободно бродящих мышей.
Тем не менее, естественный микробиом этих диких мышей содержит вирусы, бактерии, а также паразитов, и поэтому представляет собой проблему для животноводческих предприятий. Вкладом Центра ответственных исследований QUEST стала разработка структуры из шести R, которая усиливает три R, которые мы знаем от Рассела и Берча: замена, уточнение и сокращение, за счет включения трех дополнительных R: надежность, регистрация и отчетность. Эта концепция направлена на повышение воспроизводимости и прозрачности доклинических исследований.
Идея заключается в том, что экспериментальные результаты более надежны, заслуживают доверия и в конечном итоге могут быть перенесены в клинический контекст. За последние четыре года мы разработали концепцию объекта для одичалых мышей с четкими процедурами биосодержания. Мы хотели бы поделиться своим опытом с исследователями, чтобы они могли включить в свою работу мышей с природным микробиомом.
Инсульт чаще всего встречается у пожилых людей. В иммунной системе есть клетки памяти, которые борются с инфекционными частицами и живут с гетерогенной микробиотой. Таким образом, моделирование инсульта у одичалых мышей является усовершенствованной моделью на грызунах, которая лучше отражает состояние пациентов.
Переодевшись в плоские штаны, казачьи и одноразовые бахилы, снимите обувь и носки в прихожей воздушного душа. Наденьте носки и средства индивидуальной защиты для всего тела, включая комбинезон Tyvek, сетку для волос, хлопчатобумажные перчатки, нитриловые перчатки и маски для лица. Входите в воздушный душ в носках через клейкое напольное покрытие.
Принимая воздушный душ, поднимите руки и выполните поворот на 360 градусов. Выйдите из воздушного душа и наденьте обувь с другой стороны. Перенесите мышь из их комнаты в закрытой, индивидуально проветриваемой клетке в процедурный кабинет.
Положите мышь под наркозом на продезинфицированный стол и возьмитесь за загривок ее шеи, чтобы сдавить вены на шее. Одной рукой закрепите голову мыши большим и указательным пальцами. Вставьте свежий капилляр в медиальный кантус глаза под углом 45 градусов.
Вращайте капилляр в осевом направлении через мембрану пазухи в задней части глазницы до тех пор, пока кровь не начнет течь. Соберите не менее 15 микролитров крови в пробирку для сбора крови, содержащую каплю ЭДТА. Ослабьте хватку на загривке шейки перед удалением капилляра, чтобы свести к минимуму кровотечение в ткани.
Используйте чистую марлевую салфетку или тампон, чтобы остановить кровотечение и обеспечить гемостаз. Слегка поверните пробирку, чтобы смешать кровь и ЭДТА, не встряхивая ее, и храните образец крови на льду. После завершения забора крови смените перчатки и продезинфицируйте все материалы и поверхности.
Наденьте новую защитную одежду в доступ к ламинарному потоку воздуха, или LAF, расположенному перед кабиной LAF. Продезинфицируйте контейнеры с образцами и извлеките их через раздвижную дверцу в стеклянной стене кабины LAF. После передачи емкостей с пробами человеку вдвоем продезинфицируйте все поверхности.
Принимайте продезинфицированные контейнеры с образцами из зоны диких животных без прямого контакта через раздвижную дверь в стеклянной стене кабины LAF. Затем оставьте одноразовый комбинезон и зональную обувь в специально отведенном месте. Выбросьте сетку для волос, резиновые перчатки и маску для лица.
Входите в воздушный душ сразу в зону носков. Поднимите руки и выполните поворот на 360 градусов под воздушным душем. Выйдите из воздушного душа и положите носки в сборщик белья.
Наденьте личные носки, обувь и одноразовые бахилы. Сдайте одежду на место в раздевалку, прачечную сборщика и переоденьтесь в обычную одежду.
Обзор
В данной статье исследуется влияние питания на иммунную систему с акцентом на антивозрастные и противовоспалительные эффекты ограничения калорий и голодания. Особое внимание уделяется проблемам, связанным с естественным микробиомом «диких мышей» (Wilding mice) в условиях исследований.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Иммунология
- Животноводство
Теоретические основы
- Мыши дикого типа (wilding mice) сочетают в себе генетику лабораторных мышей с естественным микробиомом свободногуляющих мышей.
- Естественный микробиом включает вирусы, бактерии и паразитов, что осложняет содержание животных.
- Центр ответственных исследований QUEST разработал структуру «шести R» для повышения воспроизводимости исследований.
- Данная структура основывается на традиционном принципе «трех R»: замене (replacement), усовершенствованию (refinement) и сокращению (reduction).
Цель исследования
- Изучить влияние питания на иммунные ответы.
- Оценить роль ограничения калорий и голодания в процессах старения и воспаления.
- Оценить влияние микробиоты на эти процессы.
Используемые методы
- Забор крови для иммунофенотипирования.
- Меры по локализации микроорганизмов в исследовательских центрах.
- Применение принципов системы «шести R» для обеспечения прозрачности исследований.
- Анализ состава микробиома у мышей линии Wilding.
Основные результаты
- Выявлены сложности использования мышей линии Wilding в исследованиях, связанные с особенностями их микробиома.
- Продемонстрировано влияние ограничения калорий и голодания на состояние иммунной системы.
- Подчеркнута важность принципов системы «шести R» для совершенствования исследовательской практики.
- Представлены данные о взаимосвязи между питанием, микробиотой и функцией иммунитета.
Выводы
- Питание оказывает существенное влияние на иммунную систему и старение.
- Работа с дикими мышами сопряжена с особыми трудностями, требующими тщательного контроля.
- Применение концепции шести R позволяет повысить качество и воспроизводимость доклинических исследований.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Интеграция в процессы иммунофенотипирования лабораторных мышей с естественным микробиомом, таких как мыши линии Wildling, устраняет критический пробел в трансляционной значимости доклинических моделей. Данная инфраструктура и процедурный подход позволяют проводить более прогностический иммунный профилинг за счет более точного отражения сложности иммунной системы человека, что обеспечивает более высокую уверенность на этапах первичного поиска и механистического снижения рисков. Этот подход улучшает процесс принятия решений по портфелю препаратов, предоставляя надежные, воспроизводимые данные, которые позволяют более обоснованно определять возможности продвижения с учетом рисков.
Стратегические области применения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать иммунные пути в системе со сложностью микробиома, релевантной для человека.
- Способствует снижению биологических рисков путем выявления иммунных фенотипов, не регистрируемых в моделях SPF.
- Повышает прогностическую достоверность при валидации мишеней благодаря надежным результатам иммунофенотипирования.
Скрининг и разработка анализа
- Облегчает подготовку валидированных популяций иммунных клеток для последующих анализов.
- Стандартизирует протоколы забора и хранения крови для обеспечения воспроизводимости результатов в различных исследованиях.
- Обеспечивает количественное иммунное профилирование, что способствует надежной оценке соединений в рабочих процессах скрининга.
Трансляционные и доклинические исследования
- Приводит доклинические иммунологические модели в соответствие с системами, релевантными заболеваниям человека, за счет поддержания естественного микробиома.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации, поддерживая получение показателей зрелой иммунной системы.
- Снижает риски при трансляционном продвижении за счет генерации данных с более высокой клинической транслябельностью.
Интеграция в конвейер и рабочий процесс
Данный центр и процедура иммунофенотипирования служат связующим звеном между стадией первичных открытий и доклиническими исследованиями, обеспечивая надежную проверку гипотез и уточнение иммунных путей в моделях с повышенной трансляционной значимостью.
- Поисковая биология: обеспечивает проверку гипотез об иммуномодуляции в контексте естественного микробиома.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные измерения иммунных клеток для разработки анализа.
- Аналитика: предоставляет стандартизированные данные иммунофенотипирования для сравнения различных условий.
- Трансляционные исследования: сопоставляет показатели иммунного ответа с релевантными для человека биомаркерами и моделями заболеваний.
- Корпоративное использование: создает многоразовую базу и рабочий процесс для текущих программ НИОКР, ориентированных на иммунологию.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неопределенность при валидации иммунных мишеней.
- Операционная ценность: Обеспечивает стандартизированные, масштабируемые и воспроизводимые процедуры иммунофенотипирования.
- Стратегическая ценность: Позволяет принимать более обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и снижает биологические риски на поздних стадиях за счет повышения релевантности моделей.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритизацию и продвижение иммуномодулирующих активов с учетом скорректированных рисков.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания в области содержания животных, иммунологии и протоколов биологической безопасности.
- Необходима специализированная инфраструктура помещения для содержания микробиома и разделения рабочих потоков.
- Требуется строгая стандартизация процедур отбора проб и дезинфекции между всеми группами исследователей.
- Может потребоваться адаптация для различных линий мышей или моделей заболеваний.
- Операционная сложность возрастает в связи с необходимостью строгого соблюдения мер биозащиты и обучения персонала.
