Burada, örnek olarak immünofenotipleme için kan örneklemesini kullanarak "Yabani fareler" için bir tesisin mikrobiyal muhafaza önlemleri de dahil olmak üzere yapısını ve işletme prosedürlerini açıklıyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Burada, örnek olarak immünofenotipleme için kan örneklemesini kullanarak "Yabani fareler" için bir tesisin mikrobiyal muhafaza önlemleri de dahil olmak üzere yapısını ve işletme prosedürlerini açıklıyoruz.
"Yabani fareler" gibi doğal bir mikrobiyom ile laboratuvar farelerinin kullanılması, insan süper organizmasına yakın benzerlikleri nedeniyle hem temel hem de uygulamalı bilim için umut verici bir araştırma aracı sunmaktadır. Bununla birlikte, bakteriler, virüsler ve parazitler dahil olmak üzere çeşitli mikrobiyomları barındıran bu farelerin yetiştirilmesi ve bakımı, araştırma kurumlarındaki hayvancılık tesisleri için önemli zorluklar doğurmaktadır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, Charité - Universitätsmedizin Berlin'de "Yabani fareleri" barındırmak için özel bir tesis konsepti geliştirildi. Bu yaklaşım, doğal mikrobiyomu etkin bir şekilde içermek ve böylece daha yüksek hijyen standartlarına sahip alanları korumak için belirli yapısal özelliklere ve operasyonel protokollere sahip bir tesis tasarlamayı içeriyordu.
İmmünofenotipleme için hem belirlenmiş patojen içermeyen (SPF) hem de "Wildling farelerinden" kan örneklemesi için bir metodoloji gösterilmekte ve tesiste uygulanan iş akışı ve biyolojik sınırlama önlemleri vurgulanmaktadır. Dikkate değer sonuçlar, doğal bir mikrobiyoma maruz kalan "yabani farelerin", sıkı hijyen koşulları altında yetiştirilen ve bakımı yapılan farelerde önemli ölçüde azalan farklı bağışıklık hücresi popülasyonları geliştirdiğini ortaya koymaktadır.
Bu çalışmanın önemi, araştırmacılara doğal bir mikrobiyoma ve insan yetişkinlerininkine benzer olgun bir bağışıklık sistemine sahip farelere erişim sağlama potansiyelinde yatmaktadır. Bu yaklaşım, klinik öncesi bulguların klinik uygulamaya çevrilebilirliğini artırabilir ve böylece biyomedikal araştırma alanını ilerletebilir.
Farelerde deney yapmak, klinik öncesi ve toksikolojik araştırmalar gibi temel ve uygulamalı bilimlerde hala vazgeçilmezdir. Ancak biyolojik gürültüyü azaltmayı ve deney sonuçlarındaki değişkenliği en aza indirmeyi amaçlayan laboratuvar ortamlarında hijyenin standardizasyonu, doğal mikrobiyotanın büyük ölçüde dışlanmasına yol açmıştır. Bu nedenle, hijyenik olarak standartlaştırılmış, belirlenmiş patojen içermeyen (SPF) laboratuvar farelerinin doğduğu ve tutulduğu koşullar, insanların ve hayvanların normalde maruz kaldığı gerçek dünya koşullarından farklıdır. Laboratuvar koşulları ile insan hastalıklarının meydana geldiği doğal ortamlar arasındaki bu uyumsuzluk, "standardizasyon yanılgısına" yol açmaktadır: deneysel koşullardaki varyasyonun en aza indirilmesinin translasyonel sonuçları iyileştirdiğini varsaymak. Bununla birlikte, gerçekte, bulguların biyolojik alaka düzeyini sınırlar 1,2. Örneğin, araştırmalar, SPF farelerinde mikrobiyal ve çevresel çeşitliliğin olmamasının, immünolojik ve klinik öncesi çalışmaların geçerliliğini baltalayarak az gelişmiş bir bağışıklık sistemine yol açabileceğini göstermiştir3.
Fare modellerindeki biyolojik çeşitliliği ele almak için, yabani ve evcil hayvan dükkanı fareleri 3,4,5,6,7,8 ile birlikte barınma, kommensallere sıralı maruz kalma9, hayvanları dış mekan muhafazalarında 10 veya büyük hayvanlardanyatak takımlarında11 ve vahşi farelerden dışkı nakli12 dahil olmak üzere, her biri kendi avantajları ve sınırlamaları olan çeşitli yaklaşımlar önerilmiştir. Klinik öncesi ve toksikolojik araştırmalar için umut verici yeni bir fare modeli, doğal bir mikrobiyom barındıran standart laboratuvar faresi suşlarından oluşan "Wildling fareleri" modelidir13. Bu "Yabani fareler", laboratuvar faresi türlerinden elde edilen embriyoların doğada yakalanan farelere nakledilmesiyle üretilir. Doğum sırasında, laboratuvar faresi suşları, insan doğumu sırasında meydana gelen doğal aşılamayı taklit ederek taşıyıcı annelerinin doğal mikrobiyomunu edinir13. "Yabani fareler", doğal mikrobiyomları nesiller boyunca korunarak diğer laboratuvar faresi türleri gibi yetiştirilebilir.
"Yabani fareler", tipik olarak SPF fare tesislerinden dışlanan bakteriler, virüsler ve parazitler dahil olmak üzere çeşitli bir mikrobiyotaya ev sahipliği yapar. Sonuç olarak, araştırma tesislerinde doğal bir mikrobiyomun korunması, bu mikropların genel SPF hijyen standartlarından ödün vermeden kontrol altına alınması gerektiğinden, zorluklar ortaya çıkarmaktadır.
Charité - Universitätsmedizin Berlin'de, "Yabani fareler" için özel bir tesis kuruldu ve SPF alanlarından sıkı biyolojik sınırlama önlemleriyle ayrıldı. Tesis, SPF alanları korunurken "Yabani farelerin" doğal mikrobiyomunun korunmasını sağlayan üreme ve deney odalarını içermektedir (Şekil 1).
Charité'nin kolonisinin kurucu çiftleri, Almanya'daki Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Erlangen Üniversite Hastanesi, Mikrobiyom Araştırma Bölümü'nde kurulan "Yabani fareler" kolonisinden ithal edildi. Onlara bir sağlık sertifikası verilir ve koloni kurucularının ithalatından önce zoonotik patojenler için genişletilmiş bir panel ile izlenirler. Sentineller, zaman içinde mikrobiyomu izlemek için kullanılacaktır. Hem SPF hem de "Yabani fareler" aynı koşullar altında barındırılır. Fareler, tercihen beş fareden oluşan gruplar halinde tip II uzunluğunda, ayrı ayrı havalandırılan kafeslerde (IVC) yetiştirilir ve tutulur. Tesis içi sıcaklık 22 °C, aydınlık/karanlık döngüsü ise 12 saattir. Fareler standart tahıl bazlı yemek ve musluk suyu alır. "Yabani fareler" için yatak takımlarının ve zenginleştirme öğelerinin sterilizasyonu gereksizdir. Bununla birlikte, bu öğelerin otoklavlanması, SPF farelerinin bulunduğu alanlarda malzemelerin karışmasını önler.
Bu protokolde, hem SPF hem de "Wildling fareleri" için immünofenotipleme prosedürleri gösterilmekte ve "Wildling faresi" tesisindeki katı mikrobiyal muhafaza protokolleri vurgulanmaktadır. Bu önlemler, doğal bir mikrobiyom taşıyan farelerle çalışmanın faydalarını sağlarken SPF ortamlarının bütünlüğünü sağlar.

Şekil 1: Yabani fareler için tesisin yerleşimi. E1 = tesise erişim. Oklar tesise giriş rotasını gösterir. E2 = tesis dışından laminer hava akımı kabinine erişim. PA = hava duşlu personel hava kilidi. AS = hava duşu. R1, R2 = Yabani farelerin yetiştirilmesi için odalar. R3 = Yabani fareleri tutmak için oda. R4 = SPF farelerini tutmak için yer. PR1 = SPF fareleri için prosedür odası. PR2 = Yabani fareler için prosedür odası. SB = steril çalışma tezgahı. EE = acil çıkışlar. CR = LAF kabininin önündeki soyunma odası. LAF = koruyucu hava akımı altındaki müdahaleler için laminer hava akışı kabini. A = otoklav. ER = ekipman odası. Yeşil oklar, SPF hayvanlarıyla çalışırken erişilebilen rotaları temsil eder ve sarı oklar, hava duşundan sonra Wildling fareleriyle çalışmak için mevcut yolları gösterir. Mavi oklar sadece hayvancılık personelinin erişimini gösterir. Kırmızı çizgi, alanı E1'den PR2 üzerinden veya E2'den CR üzerinden erişilebilen iki bölüme ayıran LAF kabininin içindeki cam duvarı işaretler. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
"Yabani fareler" tesisi ve canlı hayvanları içeren prosedürler, hayvan deneylerinden sorumlu devlet dairesi "Landesamt für Gesundheit und Soziales Berlin" (LAGeSo) tarafından onaylandı. Protokolün en önemli adımları Şekil 2'de özetlenmiştir.
1. Wilding tesisine erişim sağlama
2. "Yabani fareler" için tesise giriş
3. SPF alanındaki SPF farelerinden kan örneklemesi
4. "Yabani fareler" için alana giriş
5. "Yabani farelerden" kan örneklemesi
6. "Yabani fareler" bölgesinden kan örneklerinin laminer hava akımı (LAF) kabini aracılığıyla dışa aktarılması
NOT: Prosedür odası (PR2), malzeme kilidi ve steril müdahale odası olarak hizmet veren bir LAF kabini içerir. Numuneler LAF kabini aracılığıyla dışarı aktarılır. İç mekana hem içeriden (E1 ve PR2 üzerinden) hem de dışarıdan (E2 ve CR üzerinden) Wildling alanına erişilebilir ve ortadan sürgülü kapılı bir cam duvar ile bölünmüştür (Şekil 1). Malzemeleri dışa aktarmak için iki kişi gereklidir: Kişi 1 (Wildling alanının içinde [PR2 aracılığıyla]) 6.1 ve 6.2 adımlarını gerçekleştirecektir. Kişi 2 (Wildling alanının dışında [E2 üzerinden] ) 6.3-6.5 adımlarını gerçekleştirecektir.
7. "Yabani fareler" için tesisten çıkış
8. Kan örneklerinin işlenmesi ve analiz edilmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
"Yabani fareler" potansiyel olarak SPF tesislerinden dışlanan mikroorganizmaları barındırır ve bu da sıkı hijyen standartlarını destekleyen araştırma kurumlarındaki hayvancılık uygulamaları için bir zorluk teşkil eder. Geçtiğimiz 4 yıl boyunca, Charité - Universitätsmedizin Berlin ve Alman Laboratuvar Hayvanlarını Koruma Merkezi'ndeki (Bf3R) bilim adamları ve veterinerler, işbirlikçi bir çaba yoluyla sıkı biyolojik sınırlama önlemlerini içeren, doğal bir mikrobiyomlu farelere adanmış bir tesis geliştirdiler (
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Doğal bir mikrobiyomlu fareler, insan süper organizmasına daha yakın benzerlikleri nedeniyle temel ve uygulamalı bilim için umut verici bir araştırma aracıdır 3,9,10,11,12. Biyolojik karmaşıklığı fare modellerine dahil etme girişimleri, her biri kendi avantajları ve sınırlamaları olan çeşitli yaklaşımların geliştirilmesine yol...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu çalışma Charité 3R| Değiştir - Azalt - İyileştir. S.P.R., Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Alman Araştırma Vakfı) Emmy Noether-Programm RO 6247/1-1 (proje ID 446316360), DFG SFB1160 IMPATH (proje ID 256073931) ve TRR 359 PILOT (proje ID 491676693) tarafından desteklenmiştir. S.J., Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Alman Araştırma Vakfı) JO 1216/2-1 ve Alman Multipl Skleroz Derneği (DMSG e.V.) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Alexa Fluor 700 anti-fare CD45 antikoru | BioLegend | 103127 | Klon 30F-11 |
| Hayvan Yemi | Altromin | 1324 | |
| APC anti-fare CD4 antikoru | BioLegend | 100515 | Klonu RM4-5 |
| Kan alma tüpü | Greiner | 450475 | MiniCollect K3E, K3EDTA |
| Sığır Serumu Albümini | Sigma-Aldrich | A9647-100G | |
| Brilliant Violet 605 anti-fare TCR-beta zincir antikoru | BioLegend | 109241 | Klonu H57-597 |
| Parlak Menekşe 785 anti-fare CD8 antikoru | BioLegend | 100749 | Klonu 53-6.7 |
| Kılcal | Hirschmann | 9000210 | Hirschmann mini kapakları, Na-hep |
| EDTA | Corning | 46-034-CI | |
| FITC anti-fare CD44 antikoru | BioLegend | 103021 | Klon IM7 |
| PerCP/Siyanin5.5 anti-fare CD62L antikoru | BioLegend | 104431 | Klon MEL-14 |
| Fosfat Tamponlu Tuzlu Su (10x) | Gibco | 12579099 | |
| Fosfat Tamponlu Tuzlu Su (1x) | Gibco | 14190094 | |
| RBC parçalama tamponu | BioLegend | 420302 | |
| Yuvarlak Tabanlı Polistiren Tüp | Sarstedt | 55.476.005 | |
| SYTOX Mavi Ölü Hücre Lekesi | Invitrogen | S34852 | |
| Tyvek genel (DuPont) | Fisher Scientific | 11371633 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.