JoVE Logo

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

מחלת ליים היא המחלה וקטור הנישא ביותר המדווח בדרך כלל בצפון אמריקה. הסוכן סיבתי, Borrelia burgdorferi הוא חיידק החיידק מועבר על ידי קרציות Ixodid. הילוכים וזיהוי של זיהום במודלים של בעלי חיים מותאם על ידי השימוש בהאכלה לתקתק, שאנו מתארים כאן.

Abstract

הילוכים הסוכן האטיולוגי של מחלת ליים, Borrelia burgdorferi של, מתרחש על ידי ההתקשרות והאכלת דם של מיני קרצית קרציות על מארחים של יונקים. בטבע, פתוגן חיידקי zoonotic זה עשוי להשתמש במגוון של מארחים מאגר, אך העכבר הלבן רגל (leucopus Peromyscus) הוא המאגר העיקרי לקרציות זחל וnymphal בצפון אמריקה. בני אדם הם מארחים מקריים בתדירות הגבוהה ביותר נגועים ב ' burgdorferi ידי עקיצת קרציות בשלב nymphal. B. burgdorferi מתאים את עצמו למארחיו לאורך כל מחזור enzootic, ולכן את היכולת לחקור את הפונקציות של החיידקים הללו ואת ההשפעות שלהם על מארחים יונקים דורשת שימוש בהאכלה לתקתק. בנוסף, הטכניקה של xenodiagnosis (באמצעות הווקטור הטבעי לאיתור ושחזור של גורם מזהם) כבר שימושית במחקרים של זיהום מסתורי. על מנת לקבל nymphal קרציות שB. הנמל burgdorferi,קרציות נמאס חיידקים חיים בתרבות דרך צינורות נימים. שני מודלים של בעלי חיים, עכברים וקופים לא אנושיים, הם נפוצים ביותר ללימודי מחלת ליים מעורבים האכלה לתקתק. אנו מדגימים את השיטות שבן יכולות להיות מוזנת קרציות אלה עליו, והתאוששו מבעלי חיים לאף אחד מזיהום או xenodiagnosis.

Introduction

ב2011, מחלת ליים הייתה המחלה ארצית Notifiable הנפוצה ביותר 6 בצפון אמריקה (http://www.cdc.gov/lyme/stats/index.html). B. burgdorferi הוא חיידק צדדי, שניהם מבחינה גנטית וantigenically (הנסקרת ב 1). החוקה הגנטית שלו כוללת כרומוזום גדול (> 900 KB) ועד 21 פלסמידים (12 ליניארית, עגול 9), עם התוכן משתנה בין פלסמיד מבודד. זה יותר מה ללמוד על החיידק זה, כמו מעל 90% ממסגרות הקריאה פתוחה פלסמיד אינם קשורים לכל רצפים חיידקים ידועים 2,3. B. burgdorferi מציג מגוון רחב של אנטיגנים כמטרות פוטנציאליות של חסינות מארחת. עם זאת, זיהום שלא טופל נמשך לעתים קרובות. האינטראקציה של חיידקים עם המילייה תקתק וסביבת מארח החוליות מחייבת הסתגלות על ידי ב ' burgdorferi לאורך כל תהליך הזיהומים. בקידוד פלסמיד כמההגנים ידועים לבוא לידי ביטוי באופן דיפרנציאלי בתגובה לשינויים בטמפרטורה, pH, צפיפות תאים ואף שלב של מחזור החיים של קרצית 4-8.

המחקר של B. הסתגלות burgdorferi לאורך מחזור enzootic, ותגובות מארח בעקבות זיהום על ידי התוואי הטבעי מסתמך על היכולת להאכיל קרציות במודלים של בעלי החיים מתאימים. מחקרים כאלה נתקלים באתגרים הטכניים של יצירת קרציות כי נמל B. burgdorferi, ולהבטיח את העברת ו / או האכלה היעילה של קרציות במחשב המארח למופת. בנוסף, הבלימה וההתאוששות של קרציות נגועות היא חיונית. בין הדגמים השתמשו בעכברים וקופים לא אנושיים, כל אחד מהם משמש ככלי חשוב במחקר הם מחלת ליים. כמו עם העכבר לבן רגל, שהוא מארח מאגר טבעי לB. burgdorferi, עכבר המעבדה הוא מארח רגיש מאוד שתומך בזיהום מתמשך של ב ' burgdorferi 9. תחשיב היחסיםגעיית זיהום של עכברי מחלה רגישה, כגון מתח C3H, החיידקים להפיץ לרקמות רבות, כוללים העור, שלפוחית ​​השתן, שרירים, מפרקים ולב. תגובות דלקתיות לזיהום להוביל ללב חולה ורקמת מפרקים. בעוד שהחיידקים להתמיד במארח זה ולהישאר זיהומיות, נגעים דלקתיים יכולים להיות לסירוגין, לא בניגוד לתהליך בבני אדם. מודל העכבר ובכך סיפק מידע רב על B. הפתולוגיה מושרה burgdorferi, כולל דלקת פרקים וcarditis ולארח תגובות חיסוניים 10-12. מנקודת המבט של הפתוגן, גנים מסוימים מתבטאים באופן דיפרנציאלי במהלך הדבקה של יונקים היו מאופיינים, כפי שיש לי כמה נחוץ להעברה מוקטור תקתק 13-21.

למרות שכמה מינים של בעלי חיים ששמשו במחקר מחלת ליים 22, קופי רזוס לחקות באופן קרוב ביותר את האופי רב איבר של מחלות אנושיות 23. בניגוד לאחריםמודלים של בעלי חיים, ורוחבה של ביטויי מחלה כגון migrans אודם, carditis, דלקת פרקים, ונוירופתיה של מערכת עצבים ההיקפית ומרכזית שנצפו בקופי מקוק. בעכברים, מארח המאגר לB. burgdorferi, מחלה משתנה לפי זן עכבר וגיל 24, תוך הגילויים מוקדם והופץ מאוחר הם 9 נדירים. בנוסף, מכרסמים אחרים, lagomorphs, וניבים כל נכשלים להפגין מחלה נוירולוגית מB. זיהום burgdorferi 25. חשוב לציין, קופי מפגין סימנים שאופייניים לכל שלושת השלבים של borreliosis ליים, כלומר,, הופץ מוקדם מוקדם מקומי, ושלב מאוחר מחלת ליים 26-28. migrans אריתמה (EM) הוא חשב להתרחש ב70-80% מהמקרים אדם 29, ובא לידי הביטוי גם בקופי רזוס 28,30. בעקבות זיהום, החיידקים להפיץ מהאתר של חיסון לאיברים מרובים. Spirochetal DNA זוהה בmu השלדscles, לב, שלפוחית ​​השתן, עצבים היקפיים ומקלעת, כמו גם במערכת העצבים המרכזית (מוח, גזע המוח ומוח קטן, בעמוד השדרה, ומאטר דורה) ביום 31.

סמן האכלה על עכברים נוצלה על ידי בנו וצוות מחקר נוסף להתפשטות של מושבות לתקתק, ביכולת מאגר מלומדת 32-36 ובמחקרים של B. burgdorferi פתוגנזה 37-40. טכניקה זו שימשה גם לxenodiagnosis ובדיקה של יעילות חיסון בעכברי 41-44. יש לנו נמאס קרצית קרציות על פרימטים לא אנושיים לפיתוח מודל 28, מחקר של יעילות חיסון 45, ולxenodiagnosis בהערכה של טיפול אנטיביוטי שלאחר התמדת 46. קרציות שB. הנמל יכול להישמר burgdorferi במחזור enzootic טבעי על ידי האכלת זחלים על עכברים נגועים ובאמצעות נימפות ללימודים, כפי שמועברים החיידקים בשלבי החיים. בדוח זה, אנו מורים על איך ליצור קרציות נגועים בסוג בר או B. המוטציה burgdorferi, באמצעות נימי צינור האכלה. זה גם יכול להתבצע על ידי microinjection 47 ועל ידי טבילה 48. מטרתו של מבוא המלאכותי של B. burgdorferi לקרציות יכולה להיות ללמוד זנים מוטנטים יכולת העברתו אינו ידוע, כדי ליצור קבוצה של קרציות עם שיעור זיהום גבוה, וכדי להפחית את הפוטנציאל לטעויות על ידי שמירה על מושבה תקתק נקייה ואחר נגוע. בנוסף, אנו מדגימים האכלה לתקתק על עכברים וקופים לא אנושיים, כדי להבטיח בלימה והתאוששות של קרציות הרצופה. השימוש בהאכלה לתקתק הוא חיונית למחקרים עתידיים של מערכת החיסונית ל-B זיהום burgdorferi, יעילות חיסון ליים פוטנציאלית, וxenodiagnosis לגילוי זיהומי תורת הנסתר.

Protocol

מתווה ניסוי של חיסון לתקתק והאכלה על בעלי חיים למחקר מחלת ליים מתוארת באיור 1.

1. Nymphal קרצית Inoculating קרציות עם B. burgdorferi באמצעות צינור האכלה בנימים

בעת ביצוע מניפולציות עם קרציות, חלוקי מעבדה לבנים עם שרוולים אלסטיים, כפפות, כובעים נפוחים חד פעמי הם שחוקים.

  1. הטכניקה שלנו היא גרסה שונה של שדווח על ידי Broadwater et al. 49. הכן את צינורות נימים על ידי חימום ומושך pipets פסטר לרזון לשבור באמצעות חולץ pipet. בעזרת מלקחיים ולנתח היקף, לשבור את הטיפים לקוטר האופטימלי (כ 0.2 מ"מ). צינור סטנדרטי לגודל mouthpart תקתק משמש כמדריך לשינוי גודל. מגן פנים צריך להיות משוחק בעת הכנת pipets.
  2. לגדול ב burgdorferi לבין 2-8 x 10 7 / מיליליטר (שלב אמצע יומן) במדיום BSK-H קון (Sigma)Taining 6% בסרום ארנבת.
  3. השתמש קרציות nymphal שאוחסנו ב23 מעלות צלזיוס למשך 4-6 שבועות נשירה שלאחר זחל. מקום קרציות על גבי צלחת קטנה 60 x 15 מ"מ פטרי עם קלטת דו צדדית על פני השטח התחתון החיצוניים של הצלחת. הנח את הגחון בצד קרציות פונה כלפי מעלה.
  4. טובלים את קצה צינור נימים לתוך B. צינור תרבות burgdorferi לאחר הערבוב. מניחים את צינור הנימים מעל hypostome של חלקי הפה תקתק באמצעות היקף ניתוחים. השתמש בחימר דפוס כדי לתקן את הצינור במקום, כפי שמוצג באיור 2 א.
  5. הנח את צלחות פטרי עם קרציות מודבקות בתוך גיגית פלסטיק שקופה גדולה לרמה נוספת של בלימה. מגבות נייר רטובות מתווספות לספק לחות. מניחים את קרציות בחממה תרמית 37 מעלות צלזיוס במשך 30 שעות דקות-2 עד עשיית הצרכים הוא נראית לעין. זה מצביע על כך בתקשורת המכילה חיידקים עברה דרך לתקתק.
  6. הנח את קרציות ל2-4 שבועות ב23 ° C כדי לאפשר הסתגלות לסביבה לתקתק לפני ההאכלהשלהם על בעלי חיים.

2. הדבקה של עכברים עם B. burgdorferi ידי Tick

  1. לדלל מניות קטמין 1:10 ב מים סטריליים. הרדימי כל עכבר עם 100 מ"ג / ק"ג קטמין ידי זריקת intraperitoneal עם מזרק טוברקולין
  2. ברגע שהעכבר הוא בהרדמה מלאה, לגלח את העכבר מהאוזניים ועד לאמצע הגב באמצעות קנס (רמינגטון להחליק ומשיי) גוזם חשמלי.
  3. במחבת לבנה ללא חפצים אחרים בקרבת מקום, להעביר את קרציות nymphal (שburgdorferi B. נמל) על ידי מכחול לח לאזור נטול השיער של העכבר. לחלופין, ניתן להציב קרציות נגוע בעכברים לxenodiagnosis של עכברים עם זיהום חשוד. השימוש במשטח נקי, לבן עבור מיקום תקתק עוזר להבטיח שכל קרציות פנויות תהיה לראות בקלות.
  4. מניחים את העכבר בכליאה מיוחדת (אלנטאון כליאה, אלנטאון, פנסילבניה). הכליאה כוללת גריל נירוסטה מוגבה מתחתית הכלוב. Tהוא בראש הכלוב שונה על ידי המכונה בחנות בבית שלנו כדי לרומם את מחזיק בקבוק מים מספיק כדי לאפשר תנועה חופשית של העכבר מתחת. המחבת מלאה בכ ½ סנטימטר של מים כדי ללכוד כל קרציות שנפלו מעכברים (איור 3 א). כדי למזער את הסיכון של היפותרמיה, כריות חימום לשימוש חוזר, במיקרוגל לפני השימוש, ממוקמות מתחת לכלובים עד לעכברים להתעורר לגמרי מהרדמה. בעלי חיים הם לעתים קרובות ataxic כפי שהם להתאושש מן ההרדמה ומתחככות מזון ומגשי מים, ולכן אלה יש להסיר. מפלס המים הוא נמוך מספיק כדי למנוע את האיברים של עכברים משקיעה.
  5. מניחים את הכלוב בתוך מגש, כי כבר בשורה עם רסק מלכודת סבך (Contech, ויקטוריה, BC, קנדה) וקלטת כדי להבטיח הלכידה של פרוקי רגליים. עכברים בכלוב ביחידות ונצפו ברציפות במהלך התקופה של הרדמה.
  6. בתוך 2 שעות, כאשר עכברים הם לגמרי ער מההרדמה, מגש האוכל ובקבוק מים מוחלפים לכלוב. לאחר 24 שעות, העשרת הדיור בהיקף של צריף פלסטיק וnylabone תוחלף.
  7. לאחר 3, 4, ו 5 ימים, בדוק את העכבר, הכלוב ומים בכלוב לקרציות נמאס. המים הכלוב הוא מנופה דרך מחבת מתכת לבנה (כלומר "פנורמי זהב"). יש לשטוף את הפד קרציות במים נקיים ולאחסן בצנצנות פלסטיק (איור 3 ב). בימים 3 ו -4, להחליף מים בכלוב עם מים נקיים. ביום 5, לבדוק לא רק את הכלוב, אבל העכבר ביסודיות לקרציות. בדרך כלל בשלב הזה כל קרציות האכילה וניתן להחזיר העכברים לכליאה רגילה.
  8. מניחים את כל הפסולת מכלובי העכבר, כולל נוזלים, במכל Biohazard למעוקר וסילוק. שמור יומן של מספר קרציות שהונחה על עכברים ואלה התאוששו בכל העת.

3. האכלת קרציות על פרימטים לא אנושיים לזיהום עם B. burgdorferi או xenodiagnosis

  1. הכן את מכשיר הבלימה לתקתק: חותכים עיגול בקוטר ¾ אינץ' 1 בגודל 3 אינץ3 אינץ LeFlap (דש) באמצעות אזמל נקי ומדריך המדידה. השתמש לחתוך החוצה כתבנית לחתוך עיגולים בגודל זהה בקצף Biatane וDuoderm. הקצף משמש כדי לרומם את הדש מעל פני השטח של העור ולמנוע ריסוק אפשרי של קרציה. Duoderm מוסיף שכבה נוספת של ריפוד ושכבות הקצוות של מכשיר הבלימה לאבטחה נוספת מבריחה לתקתק. תרשים של מכשיר הבלימה מתואר באיור 4.
  2. צוות וטרינרים יהיה להרדים את החיה עם 5-8 מ"ג / קילוגרם Telazol בהזרקה לשריר.
  3. קליפ השיער של בעלי החיים באמצעות גוזם חשמלי (אוסטר) מצויד בגודל 40 להבים. כל התחומים שיהיה מכוסה על ידי המעיל נחתכים: גב, קדמי, חלק עליון של זרועות. שימוש בקצף גילוח וסכיני גילוח חד פעמים כפולה להב, לגלח באופן הדוק על שטח של כ 25 סנטימטר אנכי x 20 אופקי סנטימטר. לנגב לנקות עם מגבות נייר לחות ומכה יבשה עם חום נמוך לייבוש העור.
  4. הנח את הדש על tdorsum של בעל החיים, ממש מתחת לעצם השכם, משני צדי עמוד השדרה. השתמש סמן כדי לעקוב אחר המעגל באותה נקודה. הכן את השטח של עור סביב למעגל על ​​ידי ניגובו עם SkinPrep. זה מסיר שומן בעור, שעלול להשפיע על הידבקות של מכשירי דבק והכלה. השארת על היקף 1 סנטימטר של שטח מסביב למעגל, למרוח שכבה של דבק עור (SkinBond) ברוחב של כ -4 ס"מ.
  5. הסר את הגיבוי דבק מקצף Biatane ולהדביק על העור במקום המתאים. בעלי חיים מורדמים שוב על ידי צוות וטרינרים עם 5 מ"ג / קילוגרם Telazol. לאטום את הקצוות עם דבק עור וקלטת Hypafix. הסר את הגיבוי דבק מהדש ולהדביק על גבי Biatane. הנח קלטת Hypafix מסביב לקצוות של LeFlap, אז קלטת את דש הרשת של הדש ולמקם את המעיל על בעלי החיים. דבק קלטת ומלכודת סבך מוחל על הרצפה בהיקפית המקיפים את הכליאה לא אנושית הפרימטים לאבטחה נוספת.
  6. כדי למזער את ההשפעות של chemicals משמש בשלב 3.4 על האכלה לתקתק, קרציות מתווספות 24 שעות לאחר שהתקן הבלימה הוא במקום. בשלב זה, את האבטחה של המכשיר היא גם בדקה וחיזקה במידת הצורך. בדרך כלל, 20 נימפות תאכלנה (נשירת 4-8 שבועות שלאחר זחל) מתווספות לעור בתוך המכשיר באמצעות מכחול.
  7. הסר את הגיבוי דבק מהרשת של הדש ולאטום אותו במקום. לבסוף, להסיר את גיבוי Duoderm לחשוף דבק, ומניח על גבי מכשיר הבלימה. הוספת חתיכת סרט Hypafix פני מעגל הרשת הפתוח, ולהחליף את המעיל. מכשיר הבלימה הושלם מוצג באיור 5 א.
  8. לאחר 5 ימים, להרדים החיות כאמור לעיל והמעיילים יוסרו. הסר את הסרט ראשון כדי לבדוק האכלת תקתק דרך הרשת (איור 5). לקלף את Duoderm זהירות מהדש.
  9. למשוך בחזרה את חלק הרשת בקצוות כדי לספק גישה לקרציות. קרציות הפד נמצאות לעתים קרובות ליד או מתחתמעגל הקצף (איור 5 ג) ומוסרים והניח במים נקיים עם מכחול. הסר את ההתקן פעם אחת את כל קרציות נמאס הגלוי נאספות (איור 5D).

הערה: לעתים קרובות, מכשיר הבלימה יכול להיות פשוט התקלף מהעור. אם ההידבקות היא חזקה ועלולה לגרום נזק לעור, ממס Unisolve מוחל על האזור להסרת עדינה. העור הוא ניגב עם isopropanol וקרציות מאוחסנים ב23 ° C. אם משתמש בו לזיהום, ניתן לכתוש קרציות כדי לאשר את המספר שהכיל B. burgdorferi. אם משמש לxenodiagnosis, קרציות נשמרות עבור 1-3 שבועות לפני הניתוח של תוכן midgut.

תוצאות

בעקבות השלמת האכלת נימים, קרציות הם נחו בדרך כלל ב23 מעלות צלזיוס למשך 2-3 שבועות לפני שהם מוזנים בבעלי חיים לצורך השידור. באמצעות טכניקת נימי ההאכלה, מצאנו כי מעל 90% מהפד קרציות B. נמל burgdorferi. אחוז קרציות החיובית נקבע על ידי שטיפת קרציות בחמצן ואתנול, ולאחר מכן ריסוקם בPBS סטרילי עם העלי בצורת צינור microfuge. תוכן midgut נשפך לתוך PBS הם קבועים בשקופיות ומוכתמות עם נוגדן מינים אנטי Borrelia שהוא מצומדת-FITC. מריחות midgut תקתק נציג שנצפו על ידי מיקרוסקופ פלואורסצנטי מתוארות באיור 2 ב-ג

שיעורי זיהום עכבר עם B. סוג בר B31 מתח המעבר הנמוך burgdorferi קרוב 100%. שילוב של סרולוגיה ותרבות של B. burgdorferi מרקמות עכבר משמש כדי לקבוע אם כל עכבר הפך נגוע. Showi כתם מערביתגובות נוגדנים בסרום ng מעכברים נגועים ב ' burgdorferi ידי תקתק מוצג באיור 3 ג. טכניקה זו נעשתה שימוש כדי לבחון את יכולת ההעברה והדבקה של B. המוטציה burgdorferi זני 37-39.

יש לנו בשימוש האכלה לתקתק על פרימטים לא אנושיים לזיהום ולxenodiagnosis. נעשו מאמצים כדי לשפר את ההאכלה לתקתק והתאוששות של קרציות האכילה באופן מלא על ידי יישום התקן בלימת דש. מוצר הדש משמש ליישום של רימות רפואיות בבני אדם, אבל יש לנו שונה זה לתקתק האכלה על פרימטים. במחקרים קודמים, שאנו מנוצלים כמוסה קשה להכלה לתקתק 27,28,45,46 והשגנו שיעור ממוצע האכלה (# האכיל קרציות / # קרציות הוסיפו לכמוסות) של 35.2%, הנע בין 23.5-52.5%. במחקרי זיהום, שיעורי העברת (# בעלי חיים נגועים / # נמאס על) בממוצע 86.5%. בניסויים נוספים אחרונים, שיעורי ההאכלה באמצעות LeFlap היו בין 50-90%. במקרים נדירים, תוך שימוש בשיטה הקודמת, קרציות שזחל מתחת לכמוסה ולסרט הדביק, שבו הם לייבש ולמות. באמצעות דש ההאכלה המשופרת ומספר שכבות של דבק שמרו קרציות הכילה.

בנוסף לצביעת ניאון ישירה של הכנת midgut תקתק (איור 2 ב-C), ניתן להשתמש בשיטות רגישות יותר לזיהוי ב burgdorferi בתוך קרציות. זיהוי מולקולרי יכול, וכבר בשימוש כדי לזהות B. burgdorferi הספציפי DNA 42,50,51 עם PCR רגיל או כמוני. מטרות משותפות לגילוי הן רופס 46,50, OspC 46 וOspA 42,51 גנים. הכדאיות של חיידקים התאוששו גם נבדקה על ידי התרבות של הכנות midgut וxenodiagnostic האכלה קרציות על עכברים נאיביים 42.

"/> Iles/ftp_upload/50617/50617fig1.jpg
איור 1. האכלת קרציות בבעלי חיים לשידור של burgdorferi Borrelia. תכנית כוללת של הטכניקות מעורבות בהאכלה קרציות על בעלי חיים ללימודי מחלת ליים. קרציות הן תרבויות-fed צינור נימים של B. burgdorferi ויכול להיות מוזן על מודלים של בעלי חיים של מחלת ליים, כגון עכברים וקופים לא אנושיים (קופיים רזוס). לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה.

figure-results-3214
איור 2. שיטת צינור ההאכלה בנימים והתוצאות.) המנגנון המשמש כדי להאכיל קרציות בהראתה, עם תצוגה מוגדלת של הצינור לתקתק ונימים בצד הימין. לפנה"ס) תמונות מייצגות מmidguts של קרציות נמאס B. burgdorferi. SME midgutערס הוכתמו עם נוגדנים נגד Borrelia מיני FITC polyclonal (מעבדות Kirkegaard & פרי) ומוצג תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי.

figure-results-3773
איור 3. תקתק scapularis קרצית האכלה בעכברים מעבדה.) כליאה מיוחדת לעכברים כאשר המשמשים להזנה לתקתק. רצפת החוט מוגבהת מעל סיר עם מים כדי לאסוף קרציות. עכבר הרדים שמוצג בתמונה בצד ימין. ב ') מיכלי האחסון המשמש לקרציות. C) immunoblots נציג מעכברים הנגועים בקרציות. סרום מהיום 21 לאחר הזיהום שימש לבדיקת כתמים המכילים B. lysates burgdorferi וחלבון רקומביננטי OspC, אנטיגן immunodominant.

figure-results-4432
איור 4. תרשים של מכשיר בלימת הטיק משמש להזנת קרציות בקופי רזוס. השכבה הראשונה מורכבת מקצף Biatane. הדש ממוקם בחלק העליון של הקצף וDuoderm הוא השכבה השלישית. לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה.

figure-results-4924
איור 5. קרצית scapularis על קופי רזוס האכלה לתקתק.) מכשיר הבלימה המוחלט. B, C צפיות) של קרציות האכלה דרך המכשיר, ולאחר הפינוי של הדש. ד ') באתר של האכלת תקתק לאחר פינוי מלא מכשיר.

Discussion

על מנת לקבל קרציות שB. הנמל burgdorferi ללימודים במורד הזרם, קרציות יכולות להיות: (1) האכיל בעכברים נגועים בשלב הזחל, (2) שקוע בB. תרבויות burgdorferi בבית או בשלב הזחל או nymphal 48; (3) microinjected עם B. burgdorferi 47, או (4) ב-fed צינור נימים burgdorferi 49. למרות שכל אחת מהשיטות הללו יש את מטרתו, להבטיח כי חלק גדול של קרציות לשמש לB. נמל זיהום burgdorferi, אנו דוגלים האכלת צינור נימים. אם חיסון עם כמויות ידועות של חיידקים אינו נדרשים, ייתכן שיש לי שיטות נימי ההאכלה פחות פוטנציאל לנזק לקרציות. זה הוא בעל חשיבות אם הם להיות מוזנים על בעלי חיים. שיטה זו גם עשויה להיות מועדפת אם החוקרים בודקים מוטציות ליכולת העברה / infectivity. זה חשוב להכיר בצמיחה שבתרבות יכולה לגרום לאובדן פלסמיד 52, ולכן השימוש שלב מעבר נמוך burgdorferi הוא חיוני. כמו כן, הבינוני והצפיפות של חיידקים היא מלאכותיים על הקדמה, ולכן לא אמורה לשמש קרציות מייד האכלת פוסט נימים. במקום זאת, לתקופה של לא פחות מ 2 שבועות מותרת לחיידקים להסתגל לmicroenvironment הסימון שלפני השימוש בניסויים.

כאשר האכלת קרציות על עכברים, אין צורך לגלח את העכברים מראש. במחקר קודם ב( לא פורסם), אשר בקשנו לבחון את ההשפעות של רוק לתקתק על עור, הגילוח היה הכרחי. בעשותו כן, ודלפק באופן אינטואיטיבי, גילו שקרציות:) לצרף בקלות לעור נטול שיער, ב) יש שיעור גבוה האכלה, וג) הן לעין בקלות. שיעורי ההאכלה להשתנות תלוי אם זחלים או נימפות משמשים אבל הם באופן עקבי מעל 50% כאשר נימפות משמשות. ככזה, גילוח עכברים לפני ההאכלה הפך מנהג נפוץ במעבדה שלנו, לא רק לניסויים, אלא גם להתפשטות של המושבה.

בעבר, בחטיבה שלנו בתיאטרון הלאומי הפרימאטים מרכז המחקר טוליין, 34 קופים כבר נמאס על ידי 770 נימפות קרצית ב5 מחקרים שונים. סמן שיעורי האכלה (# נמאס / # הוסיף לכמוסות) 35.2% ממוצע, הנעים בין 23.5-52.5%. במחקרי זיהום, שיעורי 86.5% ממוצע השידור. , במחקר פיילוט האחרון (לא פורסם) סמן האכלת שיעורים מגוונים 5-75% וללא התנגדות להאכלה הבאה הייתה ברורה. עם זאת, שיעורי ההצלחה בין ניסיונות 2 ו -3 היו שונים באופן משמעותי, בהם שיעור האכלה היה גבוה יותר עבור ניסיון 3 rd מאשר לnd 2. קרציות "ניסיון 2" שוכנו בטמפרטורת הסביבה זמן רב יותר מאשר "ניסיון 3" קרציות. הגורם החשוב ביותר שמצאנו שמשפיע על האכלה לתקתק הוא גיל תקתק והסביבה מראש ניסוי. מי שמר על 4 מעלות צלזיוס לאחר נשירה, עד זמן קצר לפני השימוש, בדרך כלל להאכיל טוב יותר. ככזה, אנו ממליצים ברציפות הפצת קרציות, אחסונם accordingly ויש להם שני מגרשים נפרדים של קרציות זמינות בעת ביצוע האכלה על בעלי חיים.

האכלה במחקר האחרון שלנו (לא פורסם) השווינו קרציות על קופי באמצעות הכמוסה הקשה להאכלה עם מכשיר הדש. עשרה קופים הואכלו על פעם אחת עם כמוסות ופעמים עם LeFlap. בקבוצה זו של ניסויים, צפינו ושיעור ממוצע האכלה של 17% (טווח 5-25%) עם קפסולות ושיעור ממוצע של 54.75% (טווח 35-90%) עם הדש. אנו משערים ש שטח הפנים הרחב יותר להאכלה לתקתק והשימוש המופחת של דבקים קשים משפר את ההאכלה. שימוש בבלימת הדש גם מאפשרת לחוקרים גם לתת קרציות להאכיל יותר או להוסיף עוד קרציות, כמו התקתוק ניתן להסיר ללא ההסרה של המכשיר כולו. לבסוף, למרות שהדבקים עלולים לגרום לגירוי עור עדין בחלק מבעלי החיים (שעלול להשפיע או לעורר תגובות חיסוניים עורית) מכשיר הדש עצמו עשוי להיות מוגבל, אם בכלל, אי נוחות לבעלי החיים.

Disclosures

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

Acknowledgements

המחברים מבקשים להודות ניקול Hasenkampf ואמנדה Tardo לקבלת תמיכה טכנית. אנו מודים גם לבני זוג. לינדן הו ואדריאנה Marques להמלצה של מכשיר בלימת LeFlap, וד"ר ליזה Gern להוראה בשיטת האכלת נימים. עבודה זו נתמכה על ידי NIH / NCRR גרנט 8 P20 GM103458-09 (MEE) ועל ידי המרכז הלאומי למשאבי מחקר והמשרד לתוכניות תשתיות מחקר (ORIP) של מכוני בריאות הלאומיים באמצעות P51OD011104/P51RR000164 מענק.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Reagent
BSK-HSigmaB-8291
Ketamine HCl
Tangle Trap coating PasteLadd researchT-131
SkinPrepAllegro Medical Supplies177364
LeFlap, 3" x 3"Monarch Labs
Hypafix tapeAllegro Medical Supplies191523
SkinBondAllegro Medical Supplies554536
UniSolveAllegro Medical Supplies176640
Biatane Foam, adhesive 4"x4"Coloplast3420
DuoDerm CGF Dressing - 4" x 4", (3/4)" adhesive border Convatec187971
Nonhuman primate jackets with flexible 2" back panels; add drawstrings at top and bottomLomir Biomedical Inc.
EQUIPMENT
Pipet pullerDavid Kopf InstrumentsModel 700C
Dark field microscopeLeitz WetzlarDialux
Dissecting microscopeLeicaZoom 2000
Mouse cagingAllentown caging

References

  1. Porcella, S. F., Schwan, T. G. Borrelia burgdorferi and Treponema pallidum: a comparison of functional genomics, environmental adaptations, and pathogenic mechanisms. Journal of Clinical Investigation. 107, 651-656 (2001).
  2. Fraser, C. M., et al. Genomic sequence of a Lyme disease spirochaete, Borrelia burgdorferi. Nature. 390, 580-586 (1997).
  3. Casjens, S., et al. A bacterial genome in flux: the twelve linear and nine circular extrachromosomal DNAs in an infectious isolate of the Lyme disease spirochete Borrelia burgdorferi. Molecular Microbiology. 35, 490-516 (2000).
  4. Carroll, J. A., Garon, C. F., Schwan, T. G. Effects of environmental pH on membrane proteins in Borrelia burgdorferi. Infection & Immunity. 67, 3181-3187 (1999).
  5. Gilmore, R. D., Mbow, M. L., Stevenson, B. Analysis of Borrelia burgdorferi gene expression during life cycle phases of the tick vector Ixodes scapularis. Microbes & Infection. 3, 799-808 (2001).
  6. Ramamoorthy, R., Philipp, M. T. Differential expression of Borrelia burgdorferi proteins during growth in vitro. Infection & Immunity. 66, 5119-5124 (1998).
  7. Ramamoorthy, R., Scholl-Meeker, D. Borrelia burgdorferi proteins whose expression is similarly affected by culture temperature and pH. Infection & Immunity. 69, 2739-2742 (2001).
  8. Schwan, T. G., Piesman, J. Temporal Changes in Outer Surface Proteins A and C of the Lyme Disease-Associated Spirochete, Borrelia burgdorferi, during the Chain of Infection in Ticks and Mice. J. Clin. Microbiol. 38, 382-388 (2000).
  9. Barthold, S. W., de Souza, M. S., Janotka, J. L., Smith, A. L., Persing, D. H. Chronic Lyme borreliosis in the laboratory mouse. Am. J. Pathol. 143, 959-971 (1993).
  10. Barthold, S. W., de Souza, M. Exacerbation of Lyme arthritis in beige mice. Journal of Infectious Diseases. 172, 778-784 (1995).
  11. Barthold, S. W., Feng, S., Bockenstedt, L. K., Fikrig, E., Feen, K. Protective and arthritis-resolving activity in sera of mice infected with Borrelia burgdorferi. Clin. Infect. Dis. 25, Suppl 1. S9-S17 (1997).
  12. Miller, J. C., Ma, Y., Crandall, H., Wang, X., Weis, J. J. Gene expression profiling provides insights into the pathways involved in inflammatory arthritis development: Murine model of Lyme disease. Experimental and Molecular Pathology. 85, 20-27 (2008).
  13. Purser, J. E., Norris, S. J. Correlation between plasmid content and infectivity in Borrelia burgdorferi. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97, 13865-13870 (2000).
  14. Grimm, D., et al. Outer-surface protein C of the Lyme disease spirochete: a protein induced in ticks for infection of mammals. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101, 3142-3147 (2004).
  15. Zhang, J. R., Norris, S. J. Kinetics and in vivo induction of genetic variation of vlsE in Borrelia burgdorferi. Infection & Immunity. 66 (1), 3689-3697 (1999).
  16. Hodzic, E., Feng, S., Freet, K. J., Borjesson, D. L., Barthold, S. W. Borrelia burgdorferi population kinetics and selected gene expression at the host-vector interface. Infection & Immunity. 70, 3382-3388 (2002).
  17. Hodzic, E., Feng, S., Freet, K. J., Barthold, S. W. Borrelia burgdorferi population dynamics and prototype gene expression during infection of immunocompetent and immunodeficient mice. Infection & Immunity. 71, 5042-5055 (2003).
  18. Liang, F. T., Nelson, F. K., Fikrig, E. Molecular adaptation of Borrelia burgdorferi in the murine host. Journal of Experimental Medicine. 196, 275-280 (2002).
  19. Samuels, D. S. Gene Regulation in Borrelia burgdorferi. Annual Review of Microbiology. 65, 479-499 (1146).
  20. Gilmore, R. D., et al. The bba64 gene of Borrelia burgdorferi, the Lyme disease agent, is critical for mammalian infection via tick bite transmission. Proceedings of the National Academy of Sciences. 107, 7515-7520 (2010).
  21. Fisher, M. A., et al. Borrelia burgdorferi σ54 is required for mammalian infection and vector transmission but not for tick colonization. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 5162-5167 (2005).
  22. Barthold, S. W. Animal models for Lyme disease. Laboratory Investigation. 72, 127-130 (1995).
  23. Pachner, A. R. Early disseminated Lyme disease: Lyme meningitis. American Journal of Medicine. 98, 30S-37S (1995).
  24. Barthold, S. W., Beck, D. S., Hansen, G. M., Terwilliger, G. A., Moody, K. D. Lyme Borreliosis in Selected Strains and Ages of Laboratory Mice. Journal of Infectious Diseases. 162, 133-138 (1990).
  25. Philipp, M. T., Johnson, B. J. Animal models of Lyme disease: pathogenesis and immunoprophylaxis. Trends in Microbiology. 2, 431-437 (1994).
  26. Roberts, E. D., et al. Pathogenesis of Lyme neuroborreliosis in the rhesus monkey: the early disseminated and chronic phases of disease in the peripheral nervous system. Journal of Infectious Diseases. 178, 722-732 (1998).
  27. Roberts, E. D., et al. Chronic lyme disease in the rhesus monkey. Laboratory Investigation. 72, 146-160 (1995).
  28. Philipp, M. T., et al. Early and early disseminated phases of Lyme disease in the rhesus monkey: a model for infection in humans. Infection & Immunity. 61, 3047-3059 (1993).
  29. Steere, A. C., Sikand, V. K. The Presenting Manifestations of Lyme Disease and the Outcomes of Treatment. N. Engl. J. Med. 348, T. reatment.N. .E. ngl.J. .M. ed. 348, 2472-2474 (2003).
  30. Pachner, A. R., Delaney, E., O'Neill, T., Major, E. Inoculation of nonhuman primates with the N40 strain of Borrelia burgdorferi leads to a model of Lyme neuroborreliosis faithful to the human disease. Neurology. 45, 165-172 (1995).
  31. Cadavid, D., O'Neill, T., Schaefer, H., Pachner, A. R. Localization of Borrelia burgdorferi in the nervous system and other organs in a nonhuman primate model of lyme disease. Laboratory Investigation. 80, 1043-1054 (2000).
  32. Mather, T. N., Wilson, M. L., Moore, S. I., Ribiero, J. M. C., Spielman, A. Comparing the Relative Potential of Rodents as Reservoirs of the Lyme Disease Spirochete (Borrelia Burgdorferi). American Journal of Epidemiology. 130, 143-150 (1989).
  33. Mather, T. N., Telford, S. R. Iii, Moore, S. I., Spielman, A. Borrelia burgdorferi and Babesia microti: Efficiency of transmission from reservoirs to vector ticks (Ixodes dammini). Experimental Parasitology. 70 (90), 55-61 (1990).
  34. Telford, S. R., Mather, T. N. 3rd, Adler, G. H., Spielman, A. Short-tailed shrews as reservoirs of the agents of Lyme disease and human babesiosis. Journal of Parasitology. 76, 681-683 (1990).
  35. Mather, T. N., Fish, D., Coughlin, R. T. Competence of dogs as reservoirs for Lyme disease spirochetes (Borrelia burgdorferi). J. Am. Vet. Med. Assoc. 205, 186-188 (1994).
  36. Telford, S. R., Mather, T. N. 3rd, Moore, S. I., Wilson, M. L., Spielman, A. Incompetence of deer as reservoirs of the Lyme disease spirochete. Am. J. Trop. Med. Hyg. 39, 105-109 (1988).
  37. Lin, T., et al. Analysis of an Ordered, Comprehensive STM Mutant Library in Infectious Borrelia burgdorferi: Insights into the Genes Required for Mouse Infectivity. PLoS ONE. 7, e47532(2012).
  38. Lin, T., et al. Central Role of the Holliday Junction Helicase RuvAB in vlsE Recombination and Infectivity of Borrelia burgdorferi. PLoS Pathog. 5, e1000679(2009).
  39. Jacobs, M. B., Norris, S. J., Phillippi-Falkenstein, K. M., Philipp, M. T. Infectivity of the Highly Transformable BBE02- lp56- Mutant of Borrelia burgdorferi, the Lyme Disease Spirochete, via Ticks. Infection and Immunity. 74, 3678-3681 (2006).
  40. Jacobs, M. B., Purcell, J. E., Philipp, M. T. Ixodes scapularis ticks (Acari: Ixodidae) from Louisiana are competent to transmit Borrelia burgdorferi, the agent of Lyme borreliosis. J. Med. Entomol. 40, 964-967 (2003).
  41. Bockenstedt, L., Mao, J., Hodzic, E., Barthold, S., Fish, D. Detection of Attenuated, Noninfectious Spirochetes in Borrelia burgdorferi-Infected Mice after Antibiotic Treatment. The Journal of Infectious Diseases. 186, 1430-1437 (2002).
  42. Barthold, S. W., et al. Ineffectiveness of tigecycline against persistent Borrelia burgdorferi. Antimicrobial Agents & Chemotherapy. 54, 643-651 (2010).
  43. de Silva, A. M., Telford, S. R., Brunet, L. R. 3rd, Barthold, S. W., Fikrig, E. Borrelia burgdorferi OspA is an arthropod-specific transmission-blocking Lyme disease vaccine. Journal of Experimental Medicine. 183, 271-275 (1996).
  44. Fikrig, E., et al. Vaccination against Lyme disease caused by diverse Borrelia burgdorferi. Journal of Experimental Medicine. 181, 215-221 (1995).
  45. Philipp, M. T., et al. The outer surface protein A (OspA) vaccine against Lyme disease: efficacy in the rhesus monkey. Vaccine. 15, 1872-1887 (1997).
  46. Embers, M. E., et al. Persistence of Borrelia burgdorferi in Rhesus Macaques following Antibiotic Treatment of Disseminated Infection. PLoS ONE. 7, e29914(2012).
  47. Kariu, T., Coleman, A. S., Anderson, J. F., Pal, U. Methods for Rapid Transfer and Localization of Lyme Disease Pathogens Within the Tick Gut. J. Vis. Exp. , e2544(2011).
  48. Policastro, P. F., Schwan, T. G. Experimental infection of Ixodes scapularis larvae (Acari: Ixodidae) by immersion in low passage cultures of Borrelia burgdorferi. J. Med. Entomol. 40, 364-370 (2003).
  49. Broadwater, A. H., Sonenshine, D. E., Hynes, W. L., Ceraul, S., de Silva, A. M. Glass Capillary Tube Feeding: A Method for Infecting Nymphal Ixodes scapularis (Acari: Ixodidae) with The Lyme Disease Spirochete Borrelia burgdorferi. Journal of Medical Entomology. 39, 285-292 (2002).
  50. Hodzic, E., Feng, S., Holden, K., Freet, K. J., Barthold, S. W. Persistence of Borrelia burgdorferi following antibiotic treatment in mice. Antimicrob Agents Chemother. 52, 1728-1736 (2008).
  51. Bockenstedt, L. K., Mao, J., Hodzic, E., Barthold, S. W., Fish, D. Detection of attenuated, noninfectious spirochetes in Borrelia burgdorferi-infected mice after antibiotic treatment. Journal of Infectious Diseases. 186, 1430-1437 (2002).
  52. Schwan, T. G., Burgdorfer, W., Garon, C. F. Changes in infectivity and plasmid profile of the Lyme disease spirochete, Borrelia burgdorferi, as a result of in vitro cultivation. Infection and Immunity. 56, 1831-1836 (1988).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

78MuridaeBorreliaBorreliaxenodiagnosisBorreliaBurgdorferi

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved