Method Article
Burada, Trypanosoma evansi ile enfekte olmuş farelerde nosisepsiyonu değerlendirmek için, elektronik von Frey aparatını bir araç olarak kullanarak, arka pençe ve iç organların mekanik eşiklerini ölçen bir protokol sunuyoruz.
Enfeksiyöz hastalık patogenezi hala araştırılması gereken karmaşık bir alandır. Allodini ve ağrı gibi çeşitli klinik belirtilerin seyri evcil hayvanlarda gözlenebilir. Bununla birlikte, yollarının bilgisi ve doğru tedavi, birçoğu laboratuvar hayvanları kullanan kontrollü deneylere ihtiyaç duyar. Arka pençe ve iç organların mekanik eşiklerindeki değişikliklerin ölçülmesi, kemirgenlerde ağrı algısındaki değişiklikleri gözlemlemek için yararlı bir tekniktir. Geri çekilme tepkisi ilk olarak temel testlerde ölçülebilir, bu da deney gruplarının daha iyi kontrol edilmesini sağlar. Enfeksiyon indüklendikten ve protokole ilaç eklendikten sonra sonraki testler yapılabilir. Ağrı benzeri değişiklikleri gözlemlemek için bir yüz ölçeğinin kullanılmasıyla ilişkili bir elektronik von Frey cihazının kullanılması, farelerde allodini ve ağrıyı değerlendirmek için basit, kesin ve tutarlı bir değerlendirmeye izin verir. Bu nedenle, Trypanosoma evansi enfeksiyonu için mevcut metodolojiyi kullanan deneyler, laboratuvarda enfekte olmuş hayvanlarda allodini ve ağrıyı değerlendirmek için yararlı bir yöntemdir ve bu, çiftlik hayvanları için geleneksel tedaviye uygulanabilir.
Trypanosoma evansi, Güney Amerika'da "surra" veya "mal-das-cadeiras" olarak adlandırılan hastalığın etiyolojik ajanıdır 1,2. Genellikle atları ve sığırları etkiler, aynı zamanda hematofag yarasalar, tabanidler ve stomoklar sinek ısırıkları tarafından bulaşan vahşi faunayı da etkiler 1,3. Surra, evcil hayvanlarda, doğru tedavi yapılmadığında ölümcül olabilen, anemi, iştah ve kilo kaybı, kas güçsüzlüğü ve kürtaj gibi spesifik olmayan klinik belirtiler gösteren, konakçıya ve coğrafi bölgeye göre değişebilen önemli bir hastalıktır 2,4,5,6.
Hastalığın seyri sırasında enfekte hayvanlarda allodini ve ağrının ifadesi hala yeni bir konudur 2,7. Bu belirtilerin arkasındaki patogenezi anlama dürtüsü, klasik tripanosidal protokoleetkili analjezik ilaçlar ekleyerek şu anda kullanılan tedaviyi iyileştirmek ve rafine etmek için önemli bir adımdır 5,6. Bu senaryoda, fareler laboratuvarda kontrollü ortamlarda kolayca tutulabildiğinden ve bu nedenle çiftlik hayvanlarının kullanıldığı saha deneylerinden daha tutarlı sonuçlar verdiğinden, hastalığın bir fare modeli kullanılarak tekrarlanması olasılığı bir avantajı temsil eder.
Çok sayıda deneyde allodinin değerlendirilmesi için elektronik bir von Frey (EvF) cihazı kullanılarak yaygın olarak mekanik bir eşik elde edilir 2,8,9. Bu cihaz, mekanik stimülasyona karşı doku duyarlılığını değerlendirmek için kullanılır: aparat, cihaza bağlı 20-200 μL'lik bir uç aracılığıyla hayvanın pençesine dokunduğunda, hayvanın pençeyi geri çekme kuvveti kaydedilir.
Kemirgenler genellikle bu deneylerde standart hayvanlar olarak kullanılır ve çoğu sonuç, araştırılan hastalıkların çoğu, kontrollü bir çalışma yürütmenin zor olacağı diğer türlerden geldiğinden, diğer türlere tahmin edilir. Ayrıca, allodini ve ağrı yakından ilişkilidir. Enfekte farelerde ağrıyı değerlendirmek için spesifik bir yüz ölçeğinin kullanılması, T. evansi enfeksiyonu 2,10 sırasında ağrının varlığını doğrulamak için doğrulayıcı bir adjuvan olarak önemli bir rol oynar.
Bu protokolde, deneysel olarak T. evansi ile enfekte olmuş farelerde allodini ve ağrıyı değerlendirmek için yeni bir model gösteriyoruz, değişkenler arasında yüksek bir korelasyon gösteriyoruz ve böylece güçlü bir model olduğunu kanıtlıyoruz. Ayrıca, tüm prosedürü gerçekleştirmek için az sayıda araştırmacı gerektirir ve bu da deney sırasında insan müdahalesi olasılığını azaltır. Ayrıca, araştırmacının akut bir seyir sırasında hedef hastalığı tekrarlamasını ve deneysel tasarıma birkaç farklı tedavi ilacı eklemesini ve böylece kısa sürede tutarlı sonuçlar elde etmesini sağlar.
Tüm deneyler 10 haftalık yetişkin dişi İsviçre fareleri (35-55 g) kullanılarak gerçekleştirildi. Hayvanlar, kontrollü sıcaklık (21 ± 1 °C), 12 saat aydınlık / 12 saat karanlık döngü ve standart laboratuvar yemeği ve su ad libitum olan bir odada polisülfon kafeslerde (kafes başına 3-5 hayvan) barındırıldı. İlaç tedavilerinin tutarlı etkilerini göstermek için her testte her gruba on hayvan atandı. Deney tasarımı, Santa Catarina Eyalet Üniversitesi (CEUA) Etik Kurulu tarafından sunulmuş ve onaylanmıştır (protokol numarası: 6019201123). Tüm hayvan deneyleri ARRIVE yönergelerine (Hayvan Araştırmaları: İn vivo Deneylerin Raporlanması) uygundur ve Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı için Ulusal Araştırma Konseyi Kılavuzu'na uygun olarak gerçekleştirilmiştir.
1. Trypanosoma evansi hazırlanması ve aşılanması
DİKKAT: Enfekte kan örneklerini, reaktifleri ve diğer kimyasal bileşikleri tutarken tek kullanımlık laboratuvar önlüğü, eldiven, maske ve göz koruması kullanın.
2. Elektronik von Frey aparatı kurulumu ve çalıştırılması
NOT: Elde edilen verilerin nasıl kaydedildiğine dikkat edin. Bazı EVF ekipmanları, cihazdan elde edilen verileri bilgisayarlar, tabletler veya akıllı telefonlar gibi diğer elektronik cihazlara aktarmak için özel programlara sahiptir.
3. Mekanik eşik değerlendirmeleri için genel hususlar
4. Temel mekanik eşik değerlendirmesi ve uyaranlara fare tepkisi
5. Deneysel sağ arka pençe ve visseral allodini mekanik eşik değerlendirmesi
6. Fare yüz buruşturma ölçeği değerlendirmesi
Elektronik von Frey cihazı ile hem sağ arka pençe hem de viseral dokularda değerlendirilen T. evansi enfeksiyonuna bağlı mekanik eşikte azalma
Deney, mevcut T. evansi numunesi2 ile ilgili önceki verilere göre 5 gün boyunca gerçekleştirildi. Enfekte fareler, enfeksiyondan sonraki 3. günde sağ arka pençede mekanik eşikte önemli bir fark göstermeye başladı ve enfeksiyondan sonraki 2 gün boyunca enfekte olmayan farelere kıyasla kontrol grubundan önemli ölçüde daha düşük kaldı (Şekil 1A). Abdominal dokunsal duyarlılık için benzer sonuçlar, enfekte farelerde enfeksiyondan sonraki 3. günde başlayan ve enfeksiyondan sonraki 2 gün boyunca kontrol grubundan önemli ölçüde daha düşük kalan viseral allodini gösterdi (Şekil 1B).
Şekil 1: Trypanosoma evansi ile deneysel olarak enfekte olmuş farelerin allodini değerlendirmesi. (A) Sağ arka pençe allodini ve (B) viseral allodini. Veriler, her deney grubu için on hayvanın ortalama ± SD'si olarak ifade edilir. İstatistiksel analiz: Student'ın t-testi, her zaman noktası için bir eşleşmemiş analiz. Yıldız işaretleri, analiz edilen aynı zaman noktası göz önüne alındığında deney grupları arasında anlamlı farklılıklar göstermektedir (p < 0.05). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Fare ağrısı ile ilişkili yüz özelliklerinin T. evansi enfeksiyonu ile indüksiyonu ve Fare Yüz Buruşturma Ölçeği ağrı değerlendirmesi ile sayısal yorumlanması
Enfekte fareler, enfeksiyondan sonraki 3. günde ağrıya bağlı yüz özelliklerinin önemli belirtilerini göstermeye başladı ve atıfta bulunulan zaman noktasında ortalama 0.4 [0-1] puan gösterdi. Aynı eğilim, enfekte grubun kontrol grubuna kıyasla önemli farklılıklar gösterdiği ve enfeksiyondan sonraki 4. ve 5. günler için sırasıyla 0.6 [0-1] ve 1.3 [0-2] ortalama skorlar sunduğu deney sırasında da gözlenmiştir. Kontrol grubu, beklendiği gibi Fare Yüz Buruşturma Ölçeği'nde puan almadı. İstatistiksel analiz, her zaman noktası için bir eşleşmemiş analiz olan Student t-testi kullanılarak gerçekleştirildi ve p < 0.05 değeri anlamlı olarak kabul edildi. Ayrıca, Pearson korelasyon katsayısı (r), Fare Yüz Buruşturma Ölçeği ağrı değerlendirmesi ile sağ arka pençe allodini arasında veya aynı ölçek ile viseral allodini arasında sırasıyla -%96.35 ve -%84.08 olan etkileşim paternlerini tanımladı. Ek olarak, Fare Yüz Buruşturma Ölçeği ağrı değerlendirmesi ve sağ arka pençe allodini veya viseral allodini için belirleme katsayıları (R2) sırasıyla 0.9283 ve 0.7070 idi.
Bu çalışma, T. evansi enfeksiyonu2,3,7,12 boyunca inflamasyon ve ağrının varlığını doğrulayan önceki verilerle uyumludur. Ayrıca, açıklanan yöntem, farelerde allodini ve ağrıyı tanımlamak ve ölçmek için doğru bir metodoloji sağlar. Ayrıca, enfekte farelerde Fare Yüz Buruşturma Ölçeği ağrı değerlendirmesinin kullanılması, sağ arka pençe allodini değerlendirmesi ile ifade edilen sonuçlara kıyasla çok yüksek bir negatif r (% 90 ila% 100) ve ilgili hayvanların viseral allodini değerlendirmesi için yüksek negatif r (% 70 ila 89) göstermiştir13. Benzer şekilde, enfekte farelerde Fare Yüz Buruşturma Ölçeği ağrı değerlendirmesinin kullanılması, sağ arka pençe allodini değerlendirmesi ile ifade edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında çok güçlü birR2 (0.90 ila 1.00) ve aynı hayvanların viseral allodini değerlendirmesi için güçlü R2 (0.70 ila 0.89) gösterdi14.
Enfekte hayvanları içeren deneylerde kritik bir adım, parazitemi seviyelerinin kontrolüdür. Farklı T. evansi suşları, farelerde farklı şekillerde davranabilir ve akut enfeksiyonlardan kronik enfeksiyonlarayol açabilir 2,4,5,6. Ayrıca, enfeksiyon dozundaki değişiklikler farelerin hayatta kalma süresini azaltabilir veya uzatabilir. Bu nedenle, deneyin doğru periyodunu belirlemek ve beklenmedik fare ölümü olaylarıyla ilgili hayal kırıklığını önlemek için deneylerden önce bir hayatta kalma eğrisi elde edilmesi önerilir15,16. Ek olarak, bu veriler, varsa, deney için insani uç noktaları belirleyebilir.
Ek olarak, protokol bölümünde açıklandığı gibi, eşit sayıda kan geçişine saygı göstermek için deneydeki tüm fareleri enfekte etmek için aynı izolat kullanılmalıdır. Aynı şekilde, bazı dondurularak saklanmış numuneler bir su banyosunda çözüldükten sonra inaktive edilebildiğinden, fareleri enfekte etmek için dondurularak saklanmış veya taze enfekte kan kullanılabilir. Bununla birlikte, taze enfekte kan daha hızlı parazitemi ve dolayısıyla daha erken ölüm olaylarına neden olabilir17,18.
Tripanosidal veya analjezik ilaçların eklenmesi gibi deneydeki değişiklikler uygulanabilir. Yeni gruplar daha fazla hayvan anlamına gelir ve seçilen ilaçlar için kontrol gruplarının bile temel ölçümlere tabi tutulması gerektiğini hatırlamak önemlidir. Deneyimlerimize göre, farelerin yaklaşık% 20-25'i, önceki verilerle tutarlı olan ikinci temel ölçümden sonra deneyden çıkarılmıştır8. Bu, başlangıçtaki hayvan sayısının deneysel hayvan sayısından daha yüksek olması gerektiği anlamına gelir, bu da daha fazla grup değerlendirildiğinde ve sonuç olarak daha yüksek sayıda fare tahmin edildiğinde bir sorun olabilir.
Bu model için farmakokinetik ve farmakodinamik dikkate alınmalıdır. Bazı ilaçların farmakolojik etkilerini göstermeleri uzun süreler alır, bu da farelerin genellikle ortalama 4 ila 5 gün içinde öldüğü bir modelin deneysel tasarımını etkileyebilir 2,6. Ek olarak, hayvanlar seçilen tedavi için oruç tutuyorsa, protokol bölümünde bildirildiği gibi hem ilaç dinamiklerini hem de deneysel programı ve prosedürü etkileyeceği için alışma süresi dikkate alınması gereken önemli bir faktör olabilir.
Mevcut yöntemdeki büyük bir gelişme, iyi eğitimli tek bir araştırmacının, enfeksiyona veya tedavilere karşı kör kalırken tüm EVF okuma prosedürünü (hem temel hem de deneysel ölçümler) gerçekleştirebilmesidir. Başka bir araştırmacı, deneyin başında enfeksiyonu gerçekleştirmelidir. Enfeksiyon prosedüründen sonra bu gerekli değildir, çünkü EVF cihazı, yalnızca bir kişinin ekipmanı tam olarak çalıştırmasına izin veren özel bir von Frey Wi-Fi ölçüm programına sahiptir. Ayrıca, bu yöntem sıradan Filament von Frey ekipmanından daha hızlıdır ve gerçekleştirilmesi daha kolaydır 8,19.
Bununla birlikte, aynı araştırmacının tüm hayvan okumalarını yapması gerektiğinden ve bir süre sonra tekrarlayan hareket nedeniyle bitkinlik geliştirebileceğinden, yorgunluk bir komplikasyon olabilir8. T. evansi ile enfekte olmuş fareler için hayatta kalma beklentisi göz önüne alındığında, deney tasarımında yüksek sayıda grup teşvik edilmemektedir. Deneyimlerimize göre, bir seferde ortalama 10 fare (deneysel tasarıma bağlı olarak) 30 dakikadan daha kısa sürede ölçülebilir. Ayrıca, her deneyde her fare için yalnızca bir hedef doku seçilmelidir, böylece hayvanlar, protokol bölümünde açıklandığı gibi, araştırmacı tarafından yorgunluk gelişme şansını da azaltan problanmaya alışmazlar.
Ek olarak, hem EvF (sağ arka pençe ve iç organ ölçümleri) hem de Fare Yüz Buruşturma Ölçeği değerlendirmeleri iyi eğitimli araştırmacılara ihtiyaç duyar. Deneyleri gerçekleştirmeden önce, araştırmacı pratik yapmak için uzun süreler harcamalıdır. Farelerde yüz ifadesi değişikliklerini doğru bir şekilde değerlendirmek için, araştırmacı sadece beklenen değişiklikleri değil, aynı zamanda sıradan bir farenin normal yüz ifadesini ve normallik ve davranış varyasyonlarını da bilmelidir10,20. Ayrıca, EvF aparatını kullanarak farelerin mekanik eşiğini doğru bir şekilde değerlendirmek için, araştırmacı, prob uyaranlarına fare tepkisi kolayca tanınana ve tutarlılık elde edilene kadar birkaç temel ölçümü tekrarlamalıdır 2,8.
Protokolün gelecekteki uygulamaları, T. evansi tarafından enfekte olmuş farelerde allodini ve ağrının yanı sıra tedavisinin değerlendirilmesini içerir. Mevcut model, bilimsel araştırmacıların, laboratuvarda kontrollü bir ortam altındaki farelerde, çiftlik hayvanlarında yaygın olarak bulunan bir hastalığın ağrıya bağlı patogenezini değerlendirmelerini sağlar.
Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Yazarlar, finansal destek için Santa Catarina Eyalet Üniversitesi'ne, hayvanlar ve uzay için Farmakoloji Laboratuvarı'na ve bu deneylerde kullanılan T. evansi ile enfekte olmuş dondurularak saklanmış kan örneği için Hemoparazitler ve Vektörler Biyokimya Laboratuvarı'na özel teşekkür ederler.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
26 G 1/2" needle coupled to insulin syringe | TKL | 80288090100 | Used to infund solutions on laboratory animals |
Accessories for von Frey analgesimeter | INSIGHT | EFF 303 | Containment box with support for digital analgesimeter assessment |
D-(+)-Glucose | SIGMA-ALDRICH | G7021 | A monosaccharide which is the main source of energy in the form of ATP for living organisms |
Digital analgesimeter | INSIGHT | von Frey Wi-Fi | The von Frey Wi-Fi is a portable device used to assess tissue sensitivity to mechanical stimuli |
Gilson type 10 µL polypropylene tip | CRALPLAST | 18261 | Polypropylene to be used on eletronic von Frey apparatus, recommended for hind paw allodynia assessment |
Laboratory water bath | BEING INSTRUMENT | BW-22P | Used to heat liquid and semi-solid substances contained in appropriate recipients to specific temperature |
Phosphate buffered saline | SIGMA-ALDRICH | 806552 | A balanced salt solution buffer used for a variety of cell culture applications |
Swiss mice (Mus musculus) from both gender | UFSC | Swiss Webster | Laboratory animals used for controlled experiments |
Trypanosoma evansi cryiopreserved sample | UDESC | - | Sample used to infect all mice, ceded by the Hemoparasites and Vectors Biochemistry Laboratory |
Universal type 10 µL polypropylene tip | CRALPLAST | 18171 | Polypropylene to be used on eletronic von Frey apparatus, recommended for visceral allodynia assessment |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır