Summary

Geração de um modelo de tireoidite autoimune espontânea em camundongos

Published: March 17, 2023
doi:

Summary

Vários tipos de modelos animais de tireoidite de Hashimoto foram estabelecidos, assim como a tireoidite autoimune espontânea no camundongo NOD. Camundongos H-2h4 são um modelo simples e confiável para indução de HT. Este artigo descreve essa abordagem e avalia o processo patológico para uma melhor compreensão do modelo murino de TAA.

Abstract

Nos últimos anos, a tireoidite (TH) de Hashimoto tornou-se a doença autoimune da tireoide mais comum. Caracteriza-se pela infiltração linfocitária e detecção de autoanticorpos séricos específicos. Embora o mecanismo potencial ainda não esteja claro, o risco de tireoidite de Hashimoto está relacionado a fatores genéticos e ambientais. Atualmente, existem vários tipos de modelos de tireoidite autoimune, incluindo tireoidite autoimune experimental (TAE) e tireoidite autoimune espontânea (TAS).

O EAT em camundongos é um modelo comum de TH, que é imunizado com lipopolissacarídeo (LPS) combinado com tireoglobulina (Tg) ou suplementado com adjuvante de Freund completo (CFA). O modelo de camundongo EAT é amplamente estabelecido em muitos tipos de camundongos. No entanto, a progressão da doença está mais provavelmente associada à resposta do anticorpo Tg, que pode variar em diferentes experimentos.

O TSA também é amplamente utilizado no estudo da TH no NOD. Rato H-2h4. O ACENO. O camundongo H2h4 é uma nova cepa obtida do cruzamento do camundongo diabético não obeso (NOD) com o B10. A(4R), que é significativamente induzida para HT com ou sem iodo alimentar. Durante a indução, o NOD. Camundongos H-2h4 apresentam alto nível de TgAb acompanhado de infiltração linfocitária no tecido folicular tireoidiano. No entanto, para este tipo de modelo de camundongo, existem poucos estudos para avaliar de forma abrangente o processo patológico durante a indução de iodo.

Um modelo de camundongo SAT para pesquisa de TH é estabelecido neste estudo, e o processo de mudança patológica é avaliado após um longo período de indução de iodo. Através deste modelo, os pesquisadores podem compreender melhor o desenvolvimento patológico da TH e selecionar novos métodos de tratamento para a TH.

Introduction

A tireoidite de Hashimoto (TH), também conhecida como tireoidite linfocítica crônica ou tireoidite autoimune, foi relatada pela primeira vez em 19121. A TH é caracterizada por infiltração linfocitária e dano ao tecido folicular tireoidiano. Os exames laboratoriais se manifestam principalmente como aumento de anticorpos específicos da tireoide, incluindo anticorpo antitireoglobulina (TgAb) e anticorpo antitireoperoxidase (TPOAb)2. A incidência de TH está na faixa de 0,4%-1,5%, correspondendo a 20%-25% de todas as doenças tireoidianas, e esse valor tem aumentado nos últimosanos3. Além disso, um grande número de estudos relata que a TH está associada à oncogênese e recorrência do carcinoma papilífero de tireoide (CPT)4,5; Os potenciais mecanismos ainda são controversos. A tireoidite autoimune também é um fator importante na infertilidade feminina6. Portanto, a patogênese da TH precisa ser clara, para a qual um modelo animal simples e estável é essencial.

Para estudar a etiologia da TH, dois tipos principais de modelos murinos têm sido empregados, incluindo a tireoidite autoimune experimental (TAE) e a tireoidite autoimune espontânea (TAA) em nossosestudos7,8. Camundongos suscetíveis foram imunizados com antígenos tireoidianos específicos (incluindo tireoide bruta, tireoglobulina purificada [TG], peroxidase tireoidiana [TPO], ectodomínio TPO recombinante e peptídeos TPO selecionados) para estabelecer o modelo murino EAT. Além disso, os adjuvantes, incluindo lipopolissacarídeo (LPS), adjuvante completo de Freund (CFA) e outros adjuvantes não usuais, também são usados durante a imunização para quebrar a tolerância imunológica 9,10,11,12,13,14,15,16,17.

O modelo SAT é um modelo importante para estudar o desenvolvimento espontâneo da tireoidite autoimune, que é baseado em NOD. Camundongos H-2h4. O ACENO. O camundongo H-2h4 é uma nova cepa obtida a partir do cruzamento de NOD e B10. Camundongos A(4R), seguidos de múltiplos retrocruzamentos para NOD, com o gene IAk de suscetibilidade à tireoidite autoimune18,19. ACENO. Camundongos H-2h4 não desenvolvem diabetes, mas apresentam alta incidência de tireoidite autoimune e síndrome de Sjögren (SS)19. Estudos descobriram que a molécula de adesão intracelular-1 (ICAM-1) é altamente expressa no tecido tireoidiano de NOD. Camundongos H-2h4 com 3-4 semanas de idade. Além disso, com o aumento da ingestão de iodo, a imunogenicidade da molécula de tireoglobulina é aumentada, o que aumenta ainda mais a expressão de ICAM-1, que desempenha um papel importante no processo de infiltração de monócitos21. Este modelo simula o processo autoimune enquanto verifica a relação entre a dose de iodo e a gravidade da doença. O método estabelecido é estável, com alta probabilidade de sucesso. O modelo SAT tem sido aplicado para induzir tireoidite autoimune por muitos anos e continua a ser um método eficaz para estudar a patogênese da tireoidite autoimune. No entanto, o método atual de construção do modelo EAT é mais complicado e caro; Diferentes laboratórios utilizam diferentes métodos de imunização e locais de injeção. Além disso, camundongos com diferentes origens genéticas têm diferentes taxas de indução, que precisam de mais estudos para revelar o potente mecanismo.

No entanto, o desenvolvimento de tireoidite no modelo SAT está associado ao iodeto de sódio, dimorfismo sexual e condições de criação. Para revelar o procedimento apropriado da tireoidite autoimune no modelo TAA, este artigo descreveu o método de indução da tireoidite autoimune em diferentes condições. Além disso, permite o estudo da patogênese e evolução imunológica da tireoidite autoimune em diferentes estágios dessa doença.

Protocol

O protocolo descrito abaixo foi aprovado pelas diretrizes de cuidados e uso estabelecidas pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade de Sichuan. 1. Preparo Alojar todos os camundongos em condições específicas livres de patógenos sob ciclos claro-escuro de 12 h (começando às 07:00 e 19:00, respectivamente). Manter a temperatura ambiente a 22 °C. Troque os materiais de cama toda semana. Fornecer quantidades adequadas de ração padr…

Representative Results

As alterações histológicas foram marcadamente diferentes em mulheres e homens, a duração da ingestão de iodo e a solução de NaI. Como mostrado na Figura 1, ~10% de NOD. Camundongos H-2h4 desenvolveram TSA mesmo sem indução de iodo com 24 semanas de idade, e todos os camundongos eventualmente desenvolveram tireoidite. Quando administrado água regular, não houve diferença significativa nas alterações histológicas entre machos e fêmeas. A adição de NaI à água potável acele…

Discussion

A TH ocorre devido a uma desordem do sistema autoimune causada por linfócitos infiltrando a glândula tireoide, prejudicando ainda mais a função tireoidiana, enquanto produz anticorpos específicos da tireoide. Os níveis séricos de TSH, TgAb e TPOAb em pacientes com TH estão significativamente elevados27. Atualmente, dois tipos principais de modelos murinos são amplamente utilizados para estudar a etiologia da tireoidite autoimune: EAT e SAT29. Os camundongos EAT sã…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Anticorpos monoclonais de camundongo contra TPO humano (usados como controles positivos) foram fornecidos pelo Dr. P. Carayon e Dr. J. Ruf (Marselha, França). Os autores agradecem a todos os participantes deste estudo e aos membros de nossa equipe de pesquisa. Este trabalho foi parcialmente apoiado por subsídios do Fundo de Sustentação de Pós-doutorado do Hospital da China Ocidental, Universidade de Sichuan, China (2020HXBH057) e do Programa de Apoio à Ciência e Tecnologia da Província de Sichuan (Projeto No. 2021YFS0166)

Materials

Butorphanol tartrate Supelco L-044 
Dexmedetomidine hydrochloride  Sigma-Aldrich 145108-58-3
Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) well Sigma-Aldrich M9410-1CS
Ethanol macklin 64-17-5 
Freund’s Adjuvant, Complete  Sigma-Aldrich F5881 
Freund’s Adjuvant, Incomplete  Sigma-Aldrich F5506
Goat anti-Mouse IgG  invitrogen SA5-10275 
Midazolam solution  Supelco M-908 
Mouse/rat thyroxine (T4) ELISA Calbiotech DKO045
Paraformaldehyde macklin 30525-89-4 
Propidium iodide Sigma-Aldrich P4864
Sodium Iodine Sigma-Aldrich  7681-82-5
Thyroglobulin Sigma-Aldrich  T1126
Thyroglobulin  ELISA Kit Thermo Scientific EHTGX5
TSH ELISA Calbiotech DKO200
Xylene macklin 1330-20-7

Riferimenti

  1. Ralli, M., et al. Hashimoto’s thyroiditis: An update on pathogenic mechanisms, diagnostic protocols, therapeutic strategies, and potential malignant transformation. Autoimmunity Reviews. 19 (10), 102649 (2020).
  2. Zhang, Q. Y., et al. Lymphocyte infiltration and thyrocyte destruction are driven by stromal and immune cell components in Hashimoto’s thyroiditis. Nature Communications. 13 (1), 775 (2022).
  3. Ruggeri, R. M., et al. Autoimmune comorbidities in Hashimoto’s thyroiditis: different patterns of association in adulthood and childhood/adolescence. European Journal of Endocrinology. 176 (2), 133-141 (2017).
  4. Resende de Paiva, C., Grønhøj, C., Feldt-Rasmussen, U., von Buchwald, C. Association between Hashimoto’s thyroiditis and thyroid cancer in 64,628 patients. Frontiers in Oncology. 7, 53 (2017).
  5. Ehlers, M., Schott, M. Hashimoto’s thyroiditis and papillary thyroid cancer: are they immunologically linked. Trends in Endocrinology and Metabolism. 25 (12), 656-664 (2014).
  6. Medenica, S., et al. The role of cell and gene therapies in the treatment of infertility in patients with thyroid autoimmunity. International Journal of Endocrinology. 2022, 4842316 (2022).
  7. Rose, N. R. The genetics of autoimmune thyroiditis: the first decade. Journal of Autoimmunity. 37 (2), 88-94 (2011).
  8. Kolypetri, P., King, J., Larijani, M., Carayanniotis, G. Genes and environment as predisposing factors in autoimmunity: acceleration of spontaneous thyroiditis by dietary iodide in NOD.H2(h4) mice. International Reviews of Immunology. 34 (6), 542-556 (2015).
  9. Terplan, K. L., Witebsky, E., Rose, N. R., Paine, J. R., Egan, R. W. Experimental thyroiditis in rabbits, guinea pigs and dogs, following immunization with thyroid extracts of their own and of heterologous species. The American Journal of Pathology. 36 (2), 213-239 (1960).
  10. Alexopoulos, H., Dalakas, M. C. The immunobiology of autoimmune encephalitides. Journal of Autoimmunity. 104, 102339 (2019).
  11. Noviello, C. M., Kreye, J., Teng, J., Prüss, H., Hibbs, R. E. Structural mechanisms of GABA receptor autoimmune encephalitis. Cell. 185 (14), 2469-2477 (2022).
  12. Pudifin, D. J., Duursma, J., Brain, P. Experimental autoimmune thyroiditis in the vervet monkey. Clinical and Experimental Immunology. 29 (2), 256-260 (1977).
  13. Esquivel, P. S., Rose, N. R., Kong, Y. C. Induction of autoimmunity in good and poor responder mice with mouse thyroglobulin and lipopolysaccharide. The Journal of Experimental Medicine. 145 (5), 1250-1263 (1977).
  14. Kong, Y. C., et al. HLA-DRB1 polymorphism determines susceptibility to autoimmune thyroiditis in transgenic mice: definitive association with HLA-DRB1*0301 (DR3) gene. The Journal of Experimental Medicine. 184 (3), 1167-1172 (1996).
  15. Kotani, T., Umeki, K., Hirai, K., Ohtakia, S. Experimental murine thyroiditis induced by porcine thyroid peroxidase and its transfer by the antigen-specific T cell line. Clinical and Experimental Immunology. 80 (1), 11-18 (1990).
  16. Ng, H. P., Banga, J. P., Kung, A. W. C. Development of a murine model of autoimmune thyroiditis induced with homologous mouse thyroid peroxidase. Endocrinology. 145 (2), 809-816 (2004).
  17. Ng, H. P., Kung, A. W. C. Induction of autoimmune thyroiditis and hypothyroidism by immunization of immunoactive T cell epitope of thyroid peroxidase. Endocrinology. 147 (6), 3085-3092 (2006).
  18. Ellis, J. S., Braley-Mullen, H. Mechanisms by which B cells and regulatory T Cells influence development of murine organ-specific autoimmune diseases. Journal of Clinical Medicine. 6 (2), 13 (2017).
  19. Fang, Y., Yu, S., Braley-Mullen, H. Contrasting roles of IFN-gamma in murine models of autoimmune thyroid diseases. Thyroid. 17 (10), 989-994 (2007).
  20. Fang, Y., Zhao, L., Yan, F. Chemokines as novel therapeutic targets in autoimmune thyroiditis. Recent Patents on DNA & Gene Sequences. 4 (1), 52-57 (2010).
  21. Chen, C. R., et al. Antibodies to thyroid peroxidase arise spontaneously with age in NOD.H-2h4 mice and appear after thyroglobulin antibodies. Endocrinology. 151 (9), 4583-4593 (2010).
  22. Ruf, J., et al. Relationship between immunological structure and biochemical properties of human thyroid peroxidase. Endocrinology. 125 (3), 1211-1218 (1989).
  23. McLachlan, S. M., Aliesky, H. A., Chen, C. R., Chong, G., Rapoport, B. Breaking tolerance in transgenic mice expressing the human TSH receptor A-subunit: thyroiditis, epitope spreading and adjuvant as a ‘double edged sword’. PLoS One. 7 (9), e43517 (2012).
  24. McLachlan, S. M., Aliesky, H. A., Chen, C. R., et al. Breaking tolerance in transgenic mice expressing the human TSH receptor A-subunit: thyroiditis, epitope spreading and adjuvant as a ‘double edged sword’[J]. PLoS One. 7 (9), e43517 (2012).
  25. Hutchings, P. R., et al. Both CD4(+) T cells and CD8(+) T cells are required for iodine accelerated thyroiditis in NOD mice. Cellular Immunology. 192 (2), 113-121 (1999).
  26. Xue, H., et al. Dynamic changes of CD4+CD25 + regulatory T cells in NOD.H-2h4 mice with iodine-induced autoimmune thyroiditis. Biological Trace Element Research. 143 (1), 292-301 (2011).
  27. Hou, X., et al. Effect of halofuginone on the pathogenesis of autoimmune thyroid disease in different mice models. Endocrine, Metabolic & Immune Disorders Drug Targets. 17 (2), 141-148 (2017).
  28. McLachlan, S. M., et al. Dissociation between iodide-induced thyroiditis and antibody-mediated hyperthyroidism in NOD.H-2h4 mice. Endocrinology. 146 (1), 294-300 (2005).
  29. Danailova, Y., et al. Nutritional management of thyroiditis of hashimoto. International Journal of Molecular Sciences. 23 (9), 5144 (2022).
  30. Carayanniotis, G. Molecular parameters linking thyroglobulin iodination with autoimmune thyroiditis. Hormones. 10 (1), 27-35 (2011).
  31. Verginis, P., Li, H. S., Carayanniotis, G. Tolerogenic semimature dendritic cells suppress experimental autoimmune thyroiditis by activation of thyroglobulin-specific CD4+CD25+ T cells. Journal of Immunology. 174 (11), 7433-7439 (2005).
  32. Flynn, J. C., et al. Superiority of thyroid peroxidase DNA over protein immunization in replicating human thyroid autoimmunity in HLA-DRB1*0301 (DR3) transgenic mice. Clinical and Experimental Immunology. 137 (3), 503-512 (2004).
  33. Akeno, N., et al. IFN-α mediates the development of autoimmunity both by direct tissue toxicity and through immune cell recruitment mechanisms. Journal of Immunology. 186 (8), 4693-4706 (2011).
check_url/it/64609?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Qian, Y., He, L., Su, A., Hu, Y., Zhu, J. Generation of a Mouse Spontaneous Autoimmune Thyroiditis Model. J. Vis. Exp. (193), e64609, doi:10.3791/64609 (2023).

View Video