Yeni Zelanda Beyaz Tavşanlarında Anne Bağışıklama Çalışmalarında İntranazal Bağışıklama ve Süt Toplama (Oryctolagus cuniculus)
Summary
Bu makale, intranazal aşıların ve emziren tavşanlardan(Oryctolagus cuniculus)süt toplanmasının, dil bağışıklığını çeviriye uygun bir anne bağışıklama modelinde değerlendirmenin bir yolu olarak tanımlanmaktadır ve göstermektedir.
Abstract
Plasentasyon ve insanlarla antikor transferinde benzerlikler nedeniyle, tavşanlar mükemmel bir anne bağışıklama modelidir. Bu araştırma modelinin ek avantajları üreme ve numune toplama kolaylığı, nispeten kısa gebelik süresi ve büyük çöp boyutlarıdır. Yaygın olarak değerlendirilen bağışıklama yolları deri altı, intramüsküler, intranazal ve intradermaldir. Bu bağışıklamalara verilen immünolojik yanıtların kronolojik olarak tespiti için nonterminal örnek toplama, hem barajlardan hem de kitlerden kan toplanması ve emzirmeden elde edilen sütü içerir. Bu yazıda, laboratuvarımızın Yeni Zelanda’da anne bağışıklama çalışmalarında kullandığı teknikleri göstereceğiz Beyaz tavşanlar (Oryctolagus cuniculus), intranazal bağışıklama ve süt toplama dahil.
Introduction
Anne bağışıklama ve antikor transferi çalışmaları, bağışıklık transferinin ilk yolu ve daha sonra yenidoğanlarda ve bebeklerde patojenlerden ve hastalıklardan korunma olduğu için birçok nedenden dolayı paha biçilmezdir. Maternal bağışıklama, bu hassas dönemde belirli patojenlerle ilişkili morbidite ve mortaliteyi azaltarak küresel düzeyde hem anne hem de bebek/çocuk sağlığını olumlu yönde etkileme potansiyeline sahiptir1. Bu stratejinin temel amacı, gebelik boyunca spesifik maternal antikor seviyelerini artırmaktır. Bu antikorlar daha sonra yenidoğan ve bebeğe, bağışıklık sistemleri zorluklara yeterince yanıt verebilecek kadar olgunlaşana kadar enfeksiyonlara karşı koruyacak kadar yeterli seviyelerde aktarılabilir1,2,3. Önceki çalışmalar, doğumda daha yüksek antikor titrelerinin, tetanoz, boğmaç, solunum senksiyal virüsü (RSV), grip ve B grubu streptokok enfeksiyonları1,2,3dahil olmak üzere yenidoğanda çok sayıda farklı bulaşıcı hastalığın tam korunması veya gecikmeli başlangıcı ve azaltılmış şiddeti ile ilişkili olduğunu göstermiştir.
İnsanlarda, anne antikorları plasnta boyunca pasif olarak aktarılır ve ayrıca emzirme yoluyla anne sütü yoluyla aktarılır. Önceki çalışmalar, virüsle enfekte olmuş annelerden insan anne sütündeki HIV’e özgü IgA seviyelerinin virüsün doğum sonrası bulaşmasının azalmasıyla ilişkili olduğunu göstermiştir, bu da anne sütü anti-HIV IgA4için koruyucu bir rol önermektedir. İnsan olmayan primatlarda yapılan çalışmalar, HIV’e karşı bağışıklamanın anne sütünde önemli bir antikor yanıtına neden olabileceğini göstermiştir ve benzer serum IgG yanıtları sistemik ve mukozal bağışıklamadan sonra indüklenmiş olsa da, mukozal bağışıklama süt içinde önemli ölçüde daha yüksek bir IgA yanıtına neden oldu5,6.
Bu çalışmalar için çeviriye uygun bir hayvan modelinin belirlenmesi, pasif antikor transferinin plasentasyon türünü ve mekanizmalarını ve ayrıca antikorların anne sütü yoluyla transferini dikkate almalıdır. Memelilerde, hemochorial (primatlar, kemirgenler ve tavşanlar), endoteliochorial (etoburlar) ve epitelochorial (atlar, domuzlar ve ruminantlar) dahil olmak üzere, materno-fetal arayüzdeki doku tiplerine ve katmanlarına dayanan üç ana plasentasyon türü vardır. Hemokorial plasenta, anne kan kaynağı ve koroyon veya en dış fetal membran arasında doğrudan iletişime izin sağlayan en invaziv tiptir. Trophoblast katmanlarının sayısına bağlı olarak, primatlarda bulunan hemomonochorial plasenta, tavşanlarda hemodikhorial plasenta ve sıçanlarda ve farelerde gözlenen hemotrichorial plasenta dahil olmak üzere hemochorial plasentasyonun çeşitli varyasyonları vardır7. Anne kan akışı ve koroyon arasındaki bu doğrudan temas, gebelik sırasında antikorların plaseta boyunca pasif olarak aktarılmasını sağlar. IgG, insan plaseta8’iönemli ölçüde geçen tek antikor sınıfıdır, oysa IgA, insan anne sütünde bulunan baskın Ig sınıfıdır9. Bilimsel olarak ilgili modellerden sadece primatlar (insanlar dahil), tavşanlar ve kobaylar IgG’yi rahim ve IgA’yı sütte aktarır 10,11. Bu nedenle, tavşan modeli, IgG’nin transplacental transferini ve IgA’nın laktasyonsal transferini kontrol eden insanlardakilerle karşılaştırılabilir faktörleri içerir.
Anne bağışıklığı ve aşı gelişimi için olağanüstü bir model olarak hizmet lanmasının yanı sıra, tavşan ve insan burun boşlukları arasındaki benzerlikler onları intranazal bağışıklama için uygun bir model haline getirir. Tavşan burun boşluğunun hacmi, göreceli vücut kütlesine dayanan kemirgen modellerinden daha insanlara daha benzer12. Ek olarak, Casteleyn ve ark. 12, burun ilişkili lenfoid dokunun (NALT) tavşanda kemirgenlere kıyasla daha hacimli olduğunu göstermiştir. NALT öncelikle ventral burun meatusunun ventral ve ventromedial yönünde ve tavşanlarda nazofarengeal meatus’un lateral ve dorsolateral yönünde bulunurken, kemirgenlerde lenfoid doku sadece nazofarengeal meatus12’ninventral yönü boyunca bulunur. Tavşanlarda, intraepithelial ve lamina propria lenfositlerin ve izole lenfoid foliküllerin yapısı ve konumu insanlara benzer12.
Tavşanı anne ve mukozal bağışıklık için bir model olarak kullanmanın ek avantajları arasında yüksek doğurganlıkları ve nispeten kısa gebelik süreleri bulunur. Büyük auriküler kan damarları, seri koleksiyonlar için büyük hacimli kanlara nispeten kolay erişim sağlar. Antijene özgü antikor yanıt tahlilleri için çeşitli mukozal örnekler toplanabilir, anne sütü13 (emzirirken), mukozal salgılar veya yıkamalar (örneğin, oral14 , 15,16, bronkoalveolar lavaj13,17,18,19, vajinal20,21,22) ve dışkı 20,23,24,25. Süt örnekleri, antijene özgü antikor yanıtlarının varlığını değerlendirmek için emzirme döneminde kolayca toplanabilir. İnsanlar ve fareler için olduğu kadar bol olmasa da, tavşana özgü çalışmalar ve tahliller için çok çeşitli deneysel reaktifler mevcuttur. Bu yazıda, Yeni Zelanda Beyaz tavşanlarında(Oryctolagus cuniculus)intranazal bağışıklama ve süt toplamayı açıklayacağız ve göstereceğiz.
Protocol
Representative Results
Discussion
Yukarıdaki protokolde açıklanmasa da, tavşanların başarılı bir şekilde yetiştirimesi bu anne modeli ve süt toplanmasına izin vermek için gereklidir. Tavşanlar, bir araştırma ortamında canlı kapakla kolayca yetiştirilir. Buck ile kendi kafeslerinde tutulursa bölgesel ve agresif olabileceği gibi, üreme için buck’ın kafesine aktarılması önerilir. Dişiler 15 dakika sonra alıcı değilse (ısırma veya seslendirmeden kaçma ile belirtildiği gibi), doe kendi kafesine geri yerleştirilmelidir. Tav?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, Duke Üniversitesi Laboratuvar Hayvan Kaynakları Bölümü’nü ve hayvancılık ekibini hayvanlara sağladıkları yardım ve büyük bakım için kabul etmek istiyor. Ayrıca, yazarlar Makalenin ses ve video bölümleriyle ilgili yardımlarından dolayı Patoloji Bölümü bünyesindeki PhotoPath ekibini tanımak isterler. Bu çalışma Staats laboratuvarından isteğe bağlı araştırma fonları ile desteklendi.
Materials
| Intranasal Immunization | |||
| Anesthesia Machine/Vaporizer | Vet Equip | 901807 | |
| Hypodermic Needle (25 g) | Terumo | 07-806-7584 | |
| Isoflurane (250 mL Bottle) | Patterson Veterinary | 07-893-1389 | 2-4% |
| Luer Lock Syringe (1 mL) | Air-Tite | 07-892-7410 | |
| Mucosal Vaccine | N/A | N/A | Experimental Vaccine |
| Nose Cone | McCulloch Medical | 07891-1097 | |
| Pipette Tips | VWR | 53503-290 | |
| Pipettor | VWR | 89079-962 | |
| PromAce (Acepromazine maleate) | Boehringer Ingelheim | 07-893-5734 | 1mg/kg IM |
| Puralube Sterile Ophthalmic Ointment | Dechra | 07-888-2572 | |
| Milk Collection | |||
| Alcohol Prep 2-ply | Covidien | 07-839-8871 | |
| Anesthesia Machine/Vaporizer | Vet Equip | 901807 | |
| Hypodermic Needles (25 g) | Terumo | 07-806-7584 | |
| Isoflurane (250 mL Bottle) | Patterson Veterinary | 07-893-1389 | 2-4% |
| Luer Lock Syringe (1 mL) | Air-Tite | 07-892-7410 | |
| Non-Woven Sponge (4×4) | Covidien | 07-891-5815 | |
| Nose Cone | McCulloch Medical | 07891-1097 | |
| PromAce (Acepromazine Maleate) | Boehringer Ingelheim | 07-893-5734 | 1mg/kg IM |
| Puralube Sterile Ophthalmic Ointment | Dechra | 07-888-2572 | |
| Sterile Conical Vial (15 mL) | Falcon | 14-959-49B |
Riferimenti
- Munoz, F. M. Current Challenges and Achievements in Maternal Immunization Research. Frontiers in Immunology. 9, 436 (2018).
- Kachikis, A., Englund, J. A. Maternal immunization: Optimizing protection for the mother and infant. The Journal of Infection. 72, 83-90 (2016).
- Omer, S. B. Maternal Immunization. The New England Journal of Medicine. 376 (13), 1256-1267 (2017).
- Pollara, J., et al. Association of HIV-1 Envelope-Specific Breast Milk IgA Responses with Reduced Risk of Postnatal Mother-to-Child Transmission of HIV-1. Journal of Virology. , 01560 (2015).
- Fouda, G. G. A., et al. Mucosal Immunization of Lactating Female Rhesus Monkeys with a Transmitted/Founder HIV-1 Envelope Induces Strong Env-Specific IgA Antibody Responses in Breast Milk. Journal of Virology. 87 (12), 6986-6999 (2013).
- Nelson, C. S., et al. Combined HIV-1 Envelope Systemic and Mucosal Immunization of Lactating Rhesus Monkeys Induces Robust IgA-Isotype B Cell Response in Breast Milk. Journal of Virology. 90 (10), 4951-4965 (2016).
- Furukawa, S., Kuroda, Y., Sugiyama, A. A comparison of the histological structure of the placenta in experimental animals. Journal of Toxicologic Pathology. 27 (1), 11-18 (2014).
- Palmeira, P., Quinello, C., Silveira-Lessa, A. L., Zago, C. A., Carneiro-Sampaio, M. IgG placental transfer in healthy and pathological pregnancies. Clinical & Developmental Immunology. 2012, 985646 (2012).
- Macchiaverni, P., et al. Mother to child transfer of IgG and IgA antibodies against Dermatophagoides pteronyssinus. Scandinavian Journal of Immunology. 74 (6), 619-627 (2011).
- Pentsuk, N., vander Laan, J. W. An interspecies comparison of placental antibody transfer: new insights into developmental toxicity testing of monoclonal antibodies. Birth Defects Research Part B Developmental and Reproductive Toxicology. 86 (4), 328-344 (2009).
- Butler, J. E., Rainard, P., Lippolis, J., Salmon, H., Kacskovics, I., Mestecky, J. . Mucosal Immunology. , 2269-2306 (2015).
- Casteleyn, C., Broos, A. M., Simoens, P., Vanden Broeck, W. NALT (nasal cavity-associated lymphoid tissue) in the rabbit. Veterinary Immunology Immunopathology. 133 (2-4), 212-218 (2010).
- Peri, B. A., et al. Antibody content of rabbit milk and serum following inhalation or ingestion of respiratory syncytial virus and bovine serum albumin. Clinical and Experimental Immunology. 48 (1), 91-101 (1982).
- Fukuizumi, T., Inoue, H., Tsujisawa, T., Uchiyama, C. Tonsillar application of killed Streptococcus mutans induces specific antibodies in rabbit saliva and blood plasma without inducing a cross-reacting antibody to human cardiac muscle. Infection and Immunity. 65 (11), 4558-4563 (1997).
- Saeed, M. I., Omar, A. R., Hussein, M. Z., Elkhidir, I. M., Sekawi, Z. Development of enhanced antibody response toward dual delivery of nano-adjuvant adsorbed human Enterovirus-71 vaccine encapsulated carrier. Human Vaccines & Immunotherapeutics. 11 (10), 2414-2424 (2015).
- Ma, Y., et al. Vaccine delivery to the oral cavity using coated microneedles induces systemic and mucosal immunity. Pharmaceutical Research. 31 (9), 2393-2403 (2014).
- Jarvinen, L. Z., Hogenesch, H., Suckow, M. A., Bowersock, T. L. Induction of protective immunity in rabbits by coadministration of inactivated Pasteurella multocida toxin and potassium thiocyanate extract. Infection and Immunity. 66 (8), 3788-3795 (1998).
- Suckow, M. A., Bowersock, T. L., Nielsen, K., Grigdesby, C. F. Enhancement of respiratory immunity to Pasteurella multocida by cholera toxin in rabbits. Laboratory Animals. 30 (2), 120-126 (1996).
- Jarvinen, L. Z., HogenEsch, H., Suckow, M. A., Bowersock, T. L. Intranasal vaccination of New Zealand white rabbits against pasteurellosis, using alginate-encapsulated Pasteurella multocida toxin and potassium thiocyanate extract. Comparative Medicine. 50 (3), 263-269 (2000).
- Winchell, J. M., Routray, S., Betts, P. W., Van Kruiningen, H. J., Silbart, L. K. Mucosal and systemic antibody responses to a C4/V3 construct following DNA vaccination of rabbits via the Peyer’s patch. The Journal of Infectious Diseases. 178 (3), 850-853 (1998).
- Wegmann, F., et al. A novel strategy for inducing enhanced mucosal HIV-1 antibody responses in an anti-inflammatory environment. PLoS One. 6 (1), 15861 (2011).
- Winchell, J. M., Van Kruiningen, H. J., Silbart, L. K. Mucosal immune response to an HIV C4/V3 peptide following nasal or intestinal immunization of rabbits. AIDS Research and Human Retroviruses. 13 (10), 881-889 (1997).
- Knudsen, C., et al. Quantitative feed restriction rather than caloric restriction modulates the immune response of growing rabbits. The Journal of Nutrition. 145 (3), 483-489 (2015).
- Ciarlet, M., et al. Subunit rotavirus vaccine administered parenterally to rabbits induces active protective immunity. Journal of Virology. 72 (11), 9233-9246 (1998).
- Denchev, V., Mitov, I., Marinova, S., Linde, K. Local and systemic immune response in rabbits after intraintestinal immunization with a double-marker attenuated strain of Salmonella typhimurium. Journal of Hygiene, Epidemiology, Microbiology, and Immunology. 32 (4), 457-465 (1988).
- Watson, D. L. Immunological functions of the mammary gland and its secretion–comparative review. Australian Journal of Biological Sciences. 33 (4), 403-422 (1980).
- Lascelles, A. K., McDowell, G. H. Localized humoral immunity with particular reference to ruminants. Transplantation Reviews. 19, 170-208 (1974).
- Jones, D. I., et al. Optimized Mucosal Modified Vaccinia Virus Ankara Prime/Soluble gp120 Boost HIV Vaccination Regimen Induces Antibody Responses Similar to Those of an Intramuscular Regimen. Journal of Virology. 93 (14), (2019).
- Rabbit Tracks: Breeding Techniques and Management. Michigan State University Available from: https://www.canr.msu.edu/resources/rabit (2020)
- Patton, N. M., Manning, P. J., Ringler, D. H., Newcomer, C. E. . The Biology of the Laboratory Rabbit. , 27-45 (1994).
- Nowland, M. H., Brammer, D. W., Garcia, A., Rush, H. G., Fox, J. G., et al. . Laboratory Animal Medicine. , 411-461 (2015).
- Attia, Y. A., Al-Hanoun, A., El-Din, A. E., Bovera, F., Shewika, Y. E. Effect of bee pollen levels on productive, reproductive and blood traits of NZW rabbits. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 95 (3), 294-303 (2011).
- Feussner, E. L., Lightkep, G. E., Hennesy, R. A., Hoberman, A. M., Christian, M. S. A decade of rabbit fertility data: study of historical control animals. Teratology. 46 (4), 349-365 (1992).
- Manal, A. F., Tony, M. A., Ezzo, O. H. Feed restriction of pregnant nulliparous rabbit does: consequences on reproductive performance and maternal behaviour. Animal Reproduction Science. 120 (1-4), 179-186 (2010).
- Marai, I. F., Ayyat, M. S., Abd el-Monem, U. M. Growth performance and reproductive traits at first parity of New Zealand white female rabbits as affected by heat stress and its alleviation under Egyptian conditions. Tropical Animal Health and Production. 33 (6), 451-462 (2001).
- Rodríguez, M., et al. A diet supplemented with n-3 polyunsaturated fatty acids influences the metabomscic and endocrine response of rabbit does and their offspring. Journal of Animal Science. 95 (6), 2690-2700 (2017).
- Salem, A. A., El-Shahawy, N. A., Shabaan, H. M., Kobeisy, M. Effect of punicalagin and human chorionic gonadotropin on body weight and reproductive traits in maiden rabbit does. Veterinary and Animal Science. 10, 100140 (2020).
- Sirotkin, A. V., Parkanyi, V., Pivko, J. High temperature impairs rabbit viability, feed consumption, growth and fecundity: examination of endocrine mechanisms. Domestic Animal Endocrinology. 74, 106478 (2020).
- Sun, L., et al. Effect of light intensity on ovarian gene expression, reproductive performance and body weight of rabbit does. Animal Reproduction Science. 183, 118-125 (2017).
- El-Gayar, M., et al. Pregnancy detectuib ub rabbits by ultrasonography as compared to manual palpation. Egyptian Journal of Animal Production. 51 (3), 196-199 (2014).
- Nason, K. S., Binder, N. D., Labarta, J. I., Rosenfeld, R. G., Gargosky, S. E. IGF-II and IGF-binding proteins increase dramatically during rabbit pregnancy. The Journal of Endocrinology. 148 (1), 121-130 (1996).
- Haneda, R., et al. Changes in blood parameters in pregnant Japanese White rabbits. The Journal Toxicological Sciences. 35 (5), 773-778 (2010).
- Mizoguchi, Y., et al. Changes in blood parameters in New Zealand White rabbits during pregnancy. Laboratory Animals. 44 (1), 33-39 (2010).
- Salem, A. A., Gomaa, Y. A. Effect of combination vitamin E and single long-acting progesterone dose on enhancing pregnancy outcomes in the first two parities of young rabbit does. Animal Reproduction Science. 150 (1-2), 35-43 (2014).
- Maertens, L., Lebas, F., Szendro, Z. Rabbit milk: A review of quantity, quality and non-dietary affecting factors. World Rabbit Science. 14 (4), 205-230 (2006).
- Pekow, C. A., Suckow, M. A., Stevens, K. A., Wilson, R. P. . The Laboratory Rabbit, Guinea Pig, Hamster, and Other Rodents. , 243-258 (2012).
- Jenness, R. Lactational Performance of Various Mammalian-Species. Journal of Dairy Science. 69 (3), 869-885 (1986).
- Yoshiyama, Y., Brown, W. R. Specific antibodies to cholera toxin in rabbit milk are protective against Vibrio cholerae-induced intestinal secretion. Immunology. 61 (4), 543-547 (1987).
- Gwinn, W. M., et al. Effective induction of protective systemic immunity with nasally administered vaccines adjuvanted with IL-1. Vaccine. 28 (42), 6901-6914 (2010).
- Sloat, B. R., Cui, Z. Evaluation of the immune response induced by a nasal anthrax vaccine based on the protective antigen protein in anaesthetized and non-anaesthetized mice. Journal of Pharmcy and Pharmacology. 58 (4), 439-447 (2006).
- Janakova, L., et al. Influence of intravenous anesthesia on mucosal and systemic antibody responses to nasal vaccines. Infection and Immunity. 70 (10), 5479-5484 (2002).
- Fuentes, J. M., et al. General anesthesia delays the inflammatory response and increases survival for mice with endotoxic shock. Clinical and Vaccine Immunology. 13 (2), 281-288 (2006).
- Lee, Y. -. M., Song, B. C., Yeum, K. -. J. Impact of Volatile Anesthetics on Oxidative Stress and Inflammation. BioMed Research International. 2015, 242709 (2015).
