Method Article
* Questi autori hanno contribuito in egual misura
Questo protocollo descrive una tecnica di gestione della gravidanza e dell'alimentazione per conigli trasferiti in embrioni e geneticamente modificati, volta a ridurre la mortalità dei conigli appena nati e a migliorare l'efficienza della preparazione dei conigli geneticamente modificati.
Con il progresso della ricerca scientifica, la domanda di modelli di coniglio geneticamente modificati è in aumento. Tuttavia, ci sono limitati sistemi di gestione della gravidanza e dell'alimentazione per i conigli geneticamente modificati, che portano a bassi tassi di sopravvivenza tra i conigli geneticamente modificati preparati da molti ricercatori inesperti. Pertanto, una guida adeguata è essenziale. Questo articolo riassume le pratiche di gravidanza e alimentazione per conigli geneticamente modificati sviluppate nel laboratorio dell'autore e delinea una serie di processi fondamentali. Questi includono la diagnosi di gravidanza, l'assistenza prenatale, l'ostetricia, l'allattamento al seno assistito, lo svezzamento e altre procedure, insieme al salvataggio e alla cura di conigli appena nati deboli. Rispetto ai tradizionali metodi naturali di parto e nutrimento utilizzati negli allevamenti di conigli, questo approccio comporta una gestione più raffinata, che richiede tempo e sforzi aggiuntivi ma aumenta significativamente il tasso di sopravvivenza dei conigli da latte. I metodi descritti in questo articolo sono adatti per la maggior parte degli scenari di allevamento di laboratorio che coinvolgono conigli geneticamente modificati o trasferiti in embrioni e forniscono un riferimento diretto ed efficace per altri ricercatori.
I conigli sono un classico modello animale per la ricerca biomedica e stanno diventando sempre più il modello traslazionale preferito per colmare il divario tra i modelli di roditori e i modelli di grandi animali 1,2. Rispetto agli animali di grandi dimensioni, i conigli hanno dimensioni corporee moderate, spazio di alimentazione ridotto, bassi costi di alimentazione e una comoda raccolta del sangue, che favoriscono la raccolta ripetuta di dati di ricerca e operazioni chirurgiche. I conigli sono caratterizzati da una buona capacità riproduttiva, un breve periodo di gestazione (28-32 giorni per i conigli bianchi della Nuova Zelanda), un gran numero di nascite e una crescita rapida 3,4. Rispetto ai roditori, i conigli sono più vicini agli esseri umani nella filogenesi5. Si tratta di un sostituto sperimentale pratico ed economico per i suini e i primati non umani6. Rispetto ad altri animali di editing genetico di grandi e medie dimensioni (maiali, bovini, ovini, gatti, cani, scimmie), il costo di preparazione dei conigli di editing genetico è basso e il ciclo è breve. Con lo sviluppo della terapia genica 7,8,9, della terapia con cellule staminali 10,11,12,13, della ricerca sulle scienze del cervello14 e di altri campi scientifici 1,15,16,17,18, la domanda di specie non roditrici nell'editing genetico è in aumento.
I conigli di editing genetico erano un tempo considerati uno degli animali di editing genetico di medie dimensioni in grado di realizzare applicazioni industriali6. Tuttavia, fino ad oggi, i conigli che modificano geneticamente non sono stati in grado di raggiungere una produzione su larga scala. Uno dei motivi principali è che la produzione e l'allevamento di conigli con editing genetico sono impegnativi e la difficoltà è molto maggiore rispetto a quella dei topi o dei ratti con editing genetico. Non ci sono molti laboratori in grado di coltivare in modo efficiente conigli con editing genetico. Spesso è difficile per i principianti preparare con successo i conigli con editing genetico e spesso incontrano problemi spiacevoli come il basso tasso di gravidanza19, l'aborto20, la distocia21, il rifiuto dell'allattamento da parte delle coniglie femmine22 e la morte dei conigli da latte23. Tuttavia, ci sono pochi dati sistematici o linee guida in letteratura sulla gravidanza e l'alimentazione dei conigli con editing genetico o dei conigli trasferiti in embrioni. La maggior parte di essi si basa sull'esperienza di normali allevamenti di conigli.
Pertanto, questo articolo riassume l'esperienza matura della gravidanza e della gestione dell'allattamento di conigli geneticamente modificati dal laboratorio dell'autore e introduce una serie di processi di base di conigli trasferiti in embrioni e conigli geneticamente modificati, tra cui la diagnosi di gravidanza, l'assistenza prenatale, l'ostetricia, l'alimentazione assistita artificiale, l'ablazione, nonché il salvataggio e l'allattamento di coniglietti deboli. Questo processo è stato stabilito appositamente per l'allevamento di conigli con editing genetico o di conigli trasferiti in embrioni. Rispetto al tradizionale metodo naturale di parto e nutrimento degli allevamenti di conigli, il modello di gestione della gravidanza e dell'allattamento richiede più tempo ed energia, ma può ridurre notevolmente la mortalità dei coniglietti e ne vale la pena.
Tutti i protocolli sperimentali sono stati approvati dal Comitato Etico per gli Esperimenti Animali del Guangdong Medical Laboratory Animal Center. Il numero di revisione etica per l'allevamento di conigli geneticamente modificati MKRN3 coinvolto in questo studio è B202210-6. Lo studio aderisce a procedure conformi agli standard etici delineati nella Dichiarazione di Helsinki del 1975 (rivista nel 1983). I conigli neozelandesi utilizzati in questo studio sono stati ottenuti dal Guangdong Medical Laboratory Animal Center in Cina. La gravidanza e il processo di alimentazione dei conigli geneticamente modificati descritti in questo articolo sono un riassunto delle pratiche quotidiane di allevamento degli animali nel laboratorio dell'autore. I dettagli sui reagenti e sulle attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.
1. Diagnosi di gravidanza
2. Cure prenatali
3. Parto
NOTA: Il giorno 0 si riferisce a poco dopo la fecondazione e la formazione procariotica. I conigli sono animali che stimolano l'ovulazione e ovulano 10-12 ore dopo l'accoppiamento. Gli embrioni allo stadio di singola cellula ottenuti il giorno dopo l'accoppiamento sono considerati allo 0,5° giorno. Se gli embrioni allo stadio di singola cellula vengono coltivati in vitro per sole 2-3 ore e poi trasferiti a conigli surrogati, è anche considerato lo 0,5° giorno di gravidanza.
4. Ostetricia
5. Assistenza postpartum
6. Ablattazione
Questo articolo descrive una procedura di gestione della gravidanza e dell'alimentazione per conigli trasferiti in embrioni e geneticamente modificati. Alla fine del 2022, il laboratorio dell'autore ha avviato lo sviluppo di una piattaforma di preparazione per conigli geneticamente modificati. Durante questo periodo, sono stati riscontrati diversi problemi comuni, tra cui l'aborto, il mancato parto a termine, la distocia, l'incapacità di strappare i peli per la preparazione del nido prima del parto, la riluttanza delle madri ad allattare al seno o incidenti di cannibalismo, latte materno insufficiente a causa delle grandi dimensioni delle cucciolate e i coniglietti che non bevevano latte. Queste sfide hanno ridotto significativamente l'efficienza riproduttiva dei conigli geneticamente modificati.
Riassumendo le esperienze e imparando da questi problemi, è stato sviluppato un protocollo di gestione della gravidanza e dell'allattamento per conigli trasferiti in embrioni e geneticamente modificati (Figura 3). Questo protocollo ha sostanzialmente migliorato il tasso di sopravvivenza dei conigli appena nati e ridotto la mortalità durante l'allattamento (Tabella 1). Per la maggior parte dei casi, ad eccezione di specifici modelli di malattia geneticamente modificata con fenotipi di malattia genetica postnatale grave che portano a tassi di mortalità più elevati, questo approccio si è dimostrato efficace e accettabile.
Attualmente, il laboratorio dell'autrice è passato dai tradizionali metodi naturali di parto e nutrimento al modello di gestione della gravidanza e dell'allattamento di nuova concezione. Ad oggi, questo metodo ha facilitato l'allevamento di successo di oltre dieci nuove varietà di conigli geneticamente modificati, con conseguente produzione di numerosi discendenti. Sebbene questo approccio aumenti il carico di lavoro, è molto efficace. La Figura 4 illustra un esempio reale di allevamento di prole di coniglio geneticamente modificato MKRN3, mostrando il processo dalla nascita allo svezzamento.
Figura 1: Disposizione delle incubatrici per coniglietti. Fasi della preparazione di un'incubatrice per coniglietti: (1) Preparazione dell'incubatrice; (2) Imbottitura; (3) Stendere un asciugamano; (4) Aggiunta di cotone artificiale in piuma; (5) Posizionare il coniglietto all'interno; (6) Allegato della scheda informativa. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Allattamento al seno assistito per coniglietti. (A) Alimentazione di coniglietti di 1-2 giorni. (B) Alimentazione dei coniglietti di età superiore a 2 giorni. (C) Confronto tra gli addomi dei cuccioli di coniglio prima e dopo l'alimentazione, che mostrano un notevole rigonfiamento e un visibile latte materno bianco nello stomaco (indicato dal cerchio rosso). (D) Escrezione di meconio dal tratto gastrointestinale entro 3 giorni dalla nascita (indicata dalla freccia rossa). Il perineo richiede una pulizia regolare con un batuffolo di cotone bagnato (indicato dalla freccia gialla). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Processo di gestione della gravidanza e dell'allattamento per conigli trasferiti in embrioni e geneticamente modificati. Fasi del processo di gestione: Diagnosi di gravidanza; Cure prenatali; Ostetricia; Assistenza postpartum; Ablazione. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Crescita e sviluppo di conigli geneticamente modificati dalla nascita all'ablazione. (A) Immagini di coniglietti di età compresa tra 1 e 8 giorni. (B) Coniglietti di quindici giorni, con la coniglietta madre a sinistra e i coniglietti a destra. (C) Giovani conigli svezzati di trentacinque giorni. (D) Curva di crescita dei coniglietti entro le prime tre settimane dopo la nascita. I coniglietti provenivano dalla stessa cucciolata: ID1, ID2 e ID3 rappresentano conigli geneticamente modificati mkrn3 , mentre ID4, ID5 e ID6 rappresentano conigli wild-type. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Parto e nutrimento naturale tradizionale | Gestione della gravidanza e dell'allattamento | |
Il numero di conigli appena nati (8 cucciolate) | 68 | 71 |
Il numero di conigli appena nati sopravvissuti | 42 | 66 |
Il numero di conigli svezzati sopravvissuti | 29 | 63 |
Tasso di sopravvivenza alla nascita (= conigli appena nati / conigli appena nati sopravvissuti × 100%) | 61.80% | 93.00% |
Tasso di sopravvivenza allo svezzamento (= conigli svezzati sopravvissuti / conigli appena nati × 100%) | 69.00% | 95.50% |
Tabella 1: Sopravvivenza dei cuccioli di coniglio in diverse modalità di gestione dell'allevamento. Un confronto dei tassi di sopravvivenza dei cuccioli di coniglio attraverso varie strategie di gestione dell'allevamento.
Le fasi principali della gestione della gravidanza e dell'allattamento dei conigli trasferiti in embrioni e geneticamente modificati includono l'ostetricia e l'allattamento al seno assistito precoce. Il parto difficile è un problema comune nei conigli19. I tempi di parto prolungati spesso provocano ischemia, ipossia e morte fetale25. L'uso appropriato dell'ossitocina può accorciare efficacemente i tempi di parto e ridurre i casi di distocia fetale26. Molte madri primipare non riescono a strappare i peli per preparare i nidi, aumentando il rischio di perdita di temperatura e mortalità nei conigli appena nati 27,28. In genere, dopo un'iniezione intramuscolare di ossitocina, i conigli iniziano il parto entro 5-10 minuti, il che facilita il parto artificiale e migliora il tasso di sopravvivenza dei neonati. Lo scarso comportamento materno o l'inesperienza spesso ostacolano la corretta crescita dei cuccioli di coniglio. La gestione infermieristica assistita garantisce che i conigli appena nati ricevano un'adeguata alimentazione al seno e siano alloggiati in confortevoli incubatrici, migliorando significativamente la loro sopravvivenza29.
In questo studio è stata utilizzata una semplice incubatrice, che impiega piumino artificiale di cotone e asciugamani per il calore. La temperatura ambientale ottimale per i conigli appena nati è di 30-32 °C30. Se disponibili, le apparecchiature per il controllo della temperatura e dell'umidità possono migliorare ulteriormente i risultati. Nelle ultime fasi della gravidanza, le femmine di coniglio possono mostrare sintomi come respirazione accelerata, rantoli respiratori, vasodilatazione dell'orecchio e riluttanza a mangiare o muoversi31. Questi sintomi assomigliano all'ipertensione indotta dalla gravidanza umana e richiedono un'attenzione immediata. Nei casi più gravi, può verificarsi la morte materna e fetale. In tali circostanze, le coniglie gravide dovrebbero essere alloggiate in gabbie più spaziose con ritagli di carta per incoraggiare la creazione del nido, promosse all'esercizio fisico e fornite di mangime verde fresco. Queste misure generalmente alleviano i sintomi avversi nelle coniglie gravide. Tuttavia, nei casi critici, è necessaria un'iniezione intramuscolare di 0,02 mg di cloprostenolo per indurre l'interruzione precoce della gravidanza32.
Questo studio stabilisce un protocollo di gestione della gravidanza e dell'allattamento per conigli trasferiti in embrioni e geneticamente modificati, migliorando significativamente l'efficienza riproduttiva dei conigli geneticamente modificati. Rispetto ai metodi tradizionali di allevamento dei conigli, questo approccio richiede più manodopera e risorse materiali e comporta un processo più meticoloso. Tuttavia, per le impostazioni di laboratorio standard, questo metodo soddisfa le esigenze sperimentali e offre intuizioni e competenze pratiche.
Quando si allevano modelli di coniglio per specifiche malattie genetiche, come conigli con atrofia muscolare o conigli senza pelo, la debole costituzione congenita di questi modelli spesso si traduce nella loro incapacità di competere con conigli selvatici nella stessa cucciolata per il latte materno, portando ad alti tassi di mortalità poco dopo la nascita33,34. La gestione infermieristica assistita mitiga efficacemente queste sfide, prevenendo la morte prematura dei cuccioli di coniglio. Inoltre, questo protocollo consente ai ricercatori di osservare e determinare il genotipo dei conigli appena nati subito dopo la nascita, riducendo le preoccupazioni per le femmine di coniglio che mordono o mangiano la loro prole. Nel complesso, questo protocollo ha applicazioni promettenti nella generazione di conigli trasferiti in embrioni e geneticamente modificati.
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questa ricerca è stata sostenuta dalla National Natural Science Foundation of China (sovvenzione n. 82101937), dal Guangdong Medical Science and Technology Research Fund Project, Cina (sovvenzione n. B2024069) e dal Guangzhou Science and Technology Plan Project, Cina (sovvenzione n. SL2023A04J02229, incarico n. 2024A04J4923).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Artificial down cotton | Yangzhou Anguang Textile Co., Ltd, China | 5490-Jinyu | |
Cloprostenol Sodium Injection | Shanghai Quanyu Biotechnology (Zhumadian) Animal Pharmaceutical Co., Ltd, China | 163232207 | |
Corncob granules | Guangdong Provincial Medical Laboratory Animal Center, China | YUMIXIN | |
Electronic platform scale | Yongkang Runjin weighing instrument Co., Ltd, China | rj-09 | |
Gentamicin | Shanxi Jinfukang Biological Pharmaceutical Co., Ltd, China | 041531504 | |
Glucose injection | Henan Kelun Pharmaceutical Co., Ltd, China | H41022251 | |
Incubator | Foshan Chancheng Hualong Plastic Factory, China | AAA-2 | For newborn rabbits |
Incubator box | Hebei mabao wire mesh products Co., Ltd., China | https://qr.1688.com/s/AJ1K7O3p | As a nest for the mother rabbits |
Inslin Syringe | Becton,Dickinson and Company, USA | Ultra-Fine,328421 | |
Oxytocin injection | Guangzhou Baiyunshan Mingxing Pharmaceutical Co., Ltd | H44025245 | |
Penicillin injection | Guangdong Kangtaiyuan Animal Husbandry Co., Ltd, China | 300012430 | |
Rabbit delivery cage | Suzhou Suhang Technology Equipment Co., Ltd., Suzhou, China | RB42-8G | |
Towel | Zhejiang Jieliya Co., Ltd, China | W3290 |
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