Murine colostomie distale, un nouveau modèle de colite détournement chez les souris C57BL/6
Summary
Colostomie distale murin fournit un modèle murin pour la colite détournement humaine, une colite lymphocytaire principalement dans le segment du côlon exclus du flux de matières fécal.
Abstract
Colite de dérivation (DC) est une condition clinique fréquente survenant chez les patients avec des segments d’intestin exclus du flux fécal par suite d’une entérostomie détourner. L’étiologie de cette maladie reste mal définie mais semble différer de celle des maladies classiques inflammatoires de l’intestin comme la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse. Recherches visant à décrypter les mécanismes physiopathologiques menant au développement de cette maladie a été gravement entravée par l’absence d’un modèle murin approprié. Ce protocole génère un modèle murin de DC qui facilite l’étude du rôle du système immunitaire et son interaction avec le microbiome dans le développement de DC. Dans ce modèle à l’aide de C57BL/6 animaux, parties distales du côlon sont exclus du flux de matières fécal en créant une colostomie distale, en déclenchant le développement de légère à modérée de l’inflammation dans les segments de l’intestin exclus et en reproduisant les lésions de la marque distinctive de l’homme DC avec une réponse inflammatoire systémique modérée. Contrairement au modèle de rat, il existe un grand nombre de modèles murins génétiquement modifié sur le fond de C57BL/6. La combinaison de ces animaux avec notre modèle permet les rôles possibles de différentes cytokines, chimiokines ou récepteurs de molécules bioactives (p. ex., interleukine (IL) -17 ; Il-10, chemokine CXCL13, récepteurs de chimiokines CXCR5 et CCR7 et le récepteur de la sphingosine-1-phosphate 4) à évaluer dans la pathogenèse de la DC. La disponibilité de souches congéniques de souris C57BL/6 antécédents facilite grandement les expériences de transfert afin d’établir les rôles de types cellulaires distincts impliqués dans l’étiologie du DC. Enfin, le modèle offre la possibilité d’évaluer l’influence des interventions locales (p. ex., modification du microbiome local ou un traitement anti-inflammatoire local) sur l’immunité mucosale dans les segments concernés et non concernés de l’intestin et le sur homéostasie immunitaire systémique.
Introduction
Ces dernières années, un nombre important d’entités non infectieuses colite différents de maladies inflammatoires de l’intestin classique (DBI ; i.e., ulcéreuse ou colite de Crohn) ont été caractérisés sur le plan clinique et histopathologique chez l’homme. Les mécanismes physiopathologiques menant au développement de ces formes de colite ne sont pas complètement compris partiellement parce que les modèles animaux appropriés sont rares. Colite de détournement est une de ces entités récemment décrites. Bien que le terme a été inventé en 1980 par Glotzer1, la description initiale d’un phénotype similaire a été donnée en 1972 par Morson2. La maladie se développe dans 50 % à 91 % des patients atteints de détourner entérostomie et son intensité clinique varie de3,4. Compte tenu de l’incidence annuelle d’environ 120 000 patients de colostomie dans les États-Unis d’Amérique, cette entité maladie constitue un problème de santé important.
L’objectif général du développement de ce protocole devait fournir un modèle murin de DC qui repose sur un déclencheur de colite similaire à celui observé chez l’humain DC et qui reprend les principales caractéristiques histopathologiques de la maladie humaine. Contrairement aux autres modèles murins de la colite, induction de colite dans notre modèle ne nécessite pas d’animaux génétiquement modifiés (par exemple, les souris transgéniques IL-7, N-cadhérine dominant négatifs souris ou souris– / – de TGFβ), l’application de chimiquement irritant des substances (p. ex., dextran sulfate sodium (DSS) – colite induite ou trinitrobenzène sulfonique (TNBS) – induced colitis), ou le transfert de populations de cellules spécifiques chez les souris déficientes immunitaires (comme dans le transfert dehaute CD45RB modèle de colite) (pour un compte-rendu, voir5). Contrairement aux autres modèles, le système immunitaire intact de notre modèle DC permet d’évaluer le mécanisme immunologique impliqués dans le développement de DC. La limitation de l’inflammation des muqueuses au segment exclus de l’intestin permet d’évaluer sa répercussion sur l’immunité mucosale dans d’autres parties du tractus gastro-intestinal, sur l’homéostasie immunitaire dans les autres compartiments immunitaires du tractus intestinal (par exemple , Mesenteriale ganglions lymphatiques et des patchs de Peyer) et sur l’homéostasie immunitaire de l’organisme tout entier. Enfin, notre modèle constitue un outil approprié pour étudier les mécanismes qui contrôlent les stimuli inflammatoires locales provenant de changements dans l’environnement local normal pour le microbiome local tant que les antigènes alimentaires.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le modèle murin de DC présentée dans le présent protocole fiable reproduit les caractéristiques histopathologiques des DC humaine (p. ex., développement de novo des follicules lymphoïdes dans la sous-muqueuse des segments de l’inflammation de l’intestin, crypte raccourcissement et réductions nombre de cellules caliciformes). En dehors de cet avantage, ce modèle est induit par un facteur de déclenchement très similaire et présente une évolution clinique modérée à gravité légère com…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Aucun
Materials
| Operation material | |||
| heat underlay, 6 watt | ThermoLux, Witte + Sutor GmbH | 461265 | |
| Ethanol 70% (with methylethylketon) | Pharmacie of the University Hospital Greifswald | ||
| Wooden applicators, small cotton head onesided, wooden stick, 150 mm length | Centramed GmbH, Germany | 8308370 | for disinfection of operation field |
| Scissor | Aesculap (BRAUN) | BC064R | |
| Atraumatic DeBakey forceps | Aesculap (BRAUN) | OC021R | |
| Needle holder | Aesculap (BRAUN) | BM012R | |
| Vasofix Safety i.v. cannula 22G | Braun Melsungen AG, Germany | 4268091S-01 | |
| VICRYL Plus 4-0 violet braided; V-5 17 m 1/2c; 70 cm | ETHICON, Inc. | VCP994H | |
| PDS II 6-0 monofil; V-18 13 mm 3/8c; 70 cm | ETHICON, Inc. | Z991H | |
| BD Plastipak 1 mL (Syringes with needle with sterile interior) | BD Medical | 305501 | |
| Triacid-N (N-Dodecylpropan-1,3-diamin) | ANTISEPTICA, Germany | 18824-01 | disinfection of surgical instruments in ultrasonic bath |
| Medications | |||
| ketamine 10%, 100 mg/mL (ketamine hydrochloride) | selectavet, Dr. Otto Fischer GmbH | 9089.01.00 | 87 mg/kg i.p. |
| Xylasel, 20 mg/mL (xylazine hydrochloride) | selectavet, Dr. Otto Fischer GmbH | 400300.00.00 | 13 mg/kg i.p. |
| NaCl 0.9% | Braun Melsungen AG, Germany | 6697366.00.00 | |
| Buprenovet 0.3 mg/mL (buprenorphine) | Bayer, Germany | PZN: 01498870 | 0.1 mg/kg s.c. |
| Tramal Drops, 100 mg/mL (tramadol hydrochloride) | Grünenthal GmbH, Germany | 10116838 | 1 mg/mL drinking water |
| Ceftriaxon-saar 2 g (ceftriaxone) | Cephasaar GmbH, Germany | PZN: 08844252 | 25 mg/kg body weight i.p. |
| metronidazole 5 mg/mL | Braun Melsungen AG, Germany | PZN: 05543515 | 12.5 mg/kg body weight i.p. |
| Food | |||
| ssniff M-Z Ereich | ssniff, Germany | V1184-3 | |
| Solid Drink Dehyprev Vit BIO, pouches | TripleATrading, the Netherlands | SDSHPV-75 | |
| Equipment | |||
| Nikon Eclipse Ci-L | Nikon Instruments Europe BV, Germany | light microscopy | |
| VetScan HM 5 | Abaxis, USA | 770-9000 | Veterinary hematology analyzer of 50 µl venous EDTA-blood |
| Bandelin SONOREX (Ultrasonic bath) | Bandelin electronics, Germany | RK 100 H | disinfection of surgical instruments |
| Software | |||
| NIS-Element BR4 software | Nikon Instruments Europe BV, Germany | ||
| GraphPad Prism Version 6 | GraphPad Software, Inc. |
References
- Glotzer, D. J., Glick, M. E., Goldman, H. Proctitis and colitis following diversion of the fecal stream. Gastroenterology. 80, 438-441 (1981).
- Morson, B., Dawson, I. . Gastrointestinal Pathology. , (1972).
- Whelan, R. L., Abramson, D., Kim, D. S., Hashmi, H. F. Diversion colitis. A prospective study. Surg Endosc. 8, 19-24 (1994).
- Haas, P. A., Fox, T. A., Szilagy, E. J. Endoscopic examination of the colon and rectum distal to a colostomy. Am J Gastroenterol. 85, 850-854 (1990).
- Valatas, V., Bamias, G., Kolios, G. Experimental colitis models: Insights into the pathogenesis of inflammatory bowel disease and translational issues. Eur J Pharmacol. 759, 253-264 (2015).
- Kleinwort, A., Döring, P., Hackbarth, C., Heidecke, C. D., Schulze, T. Deviation of the Fecal Stream in Colonic Bowel Segments Results in Increased Numbers of Isolated Lymphoid Follicles in the Submucosal Compartment in a Novel Murine Model of Diversion Colitis. Biomed Res Int. 2017, 13 (2017).
- Tangjarukij, C., Navasumrit, P., Zelikoff, J. T., Ruchirawat, M. The effects of pyridoxine deficiency and supplementation on hematological profiles, lymphocyte function, and hepatic cytochrome P450 in B6C3F1 mice. J Immunotoxicol. 6, 147-160 (2009).
- Soave, O., Brand, C. D. Coprophagy in animals: a review. Cornell Vet. 81, 357-364 (1991).
- Ebino, K. Y., Yoshinaga, K., Suwa, T., Kuwabara, Y., Takahashi, K. W. Effects of prevention of coprophagy on pregnant mice–is coprophagy beneficial on a balanced diet. Jikken Dobutsu. 38, 245-252 (1989).
- Babickova, J., Tothova, L., Lengyelova, E., Bartonova, A., Hodosy, J., Gardlik, R., Celec, P. Sex Differences in Experimentally Induced Colitis in Mice: a Role for Estrogens. Inflammation. 38, 1996-2006 (2015).
- Lee, S. M., Kim, N., Son, H. J., Park, J. H., Nam, R. H., Ham, M. H., Choi, D., Sohn, S. H., Shin, E., Hwang, Y. J., et al. The Effect of Sex on the Azoxymethane/Dextran Sulfate Sodium-treated Mice Model of Colon Cancer. J Cancer Prev. 21, 271-278 (2016).
- Angele, M. K., Pratschke, S., Hubbard, W. J., Chaudry, I. H. Gender differences in sepsis: cardiovascular and immunological aspects. Virulence. 5, 12-19 (2013).
- Brown, R. Z. Social Behaviour, reproduction, and population changes in the house mouse (Mus musculus L). Eccological Monographs. 23, 788-795 (1953).
- Poole, T. B., Morgan, H. D. R. Differences in aggressive behaviour betweeen male mice (Mus musculus L.) in colonies of different sizes. Animal Behaviour. 21, 788-795 (1973).
- Pasquarelli, N., Voehringer, P., Henke, J., Ferger, B. Effect of a change in housing conditions on body weight, behavior and brain neurotransmitters in male C57BL/6J mice. Behav Brain Res. 333, 35-42 (2017).
- Langgartner, D., Foertsch, S., Fuchsl, A. M., Reber, S. O. Light and water are not simple conditions: fine tuning of animal housing in male C57BL/6 mice. Stress. 20, 10-18 (2017).
- Nicholson, A., Malcolm, R. D., Russ, P. L., Cough, K., Touma, C., Palme, R., Wiles, M. V. The response of C57BL/6J and BALB/cJ mice to increased housing density. J Am Assoc Lab Anim Sci. 48, 740-753 (2009).
- Buchler, G., Wos-Oxley, M. L., Smoczek, A., Zschemisch, N. H., Neumann, D., Pieper, D. H., Hedrich, H. J., Bleich, A. Strain-specific colitis susceptibility in IL10-deficient mice depends on complex gut microbiota-host interactions. Inflamm Bowel Dis. 18, 943-954 (2012).
- Nakanishi, M., Tazawa, H., Tsuchiya, N., Sugimura, T., Tanaka, T., Nakagama, H. Mouse strain differences in inflammatory responses of colonic mucosa induced by dextran sulfate sodium cause differential susceptibility to PhIP-induced large bowel carcinogenesis. Cancer Sci. 98, 1157-1163 (2007).
- Mahler, M., Bristol, I. J., Leiter, E. H., Workman, A. E., Birkenmeier, E. H., Elson, C. O., Sundberg, J. P. Differential susceptibility of inbred mouse strains to dextran sulfate sodium-induced colitis. Am J Physiol. 274, 544-551 (1998).
- Mekada, K., Abe, K., Murakami, A., Nakamura, S., Nakata, H., Moriwaki, K., Obata, Y., Yoshiki, A. Genetic differences among C57BL/6 substrains. Exp Anim. 58, 141-149 (2009).
- Sellers, R. S., Clifford, C. B., Treuting, P. M., Brayton, C. Immunological variation between inbred laboratory mouse strains: points to consider in phenotyping genetically immunomodified mice. Vet Pathol. 49, 32-43 (2012).
- Mills, C. D., Kincaid, K., Alt, J. M., Heilman, M. J., Hill, A. M. M-1/M-2 macrophages and the Th1/Th2 paradigm. J Immunol. 164, 6166-6173 (2000).
