Summary

Um modelo murino da doença da encefalite viral aguda induzida pelo vírus da dengue

Published: April 28, 2019
doi:

Summary

Aqui, nós apresentamos um protocolo para criar um modelo murino imuno-competente do ICR (Instituto do cancer da pesquisa) da infecção do sistema nervoso central para indicar o desenvolvimento da neuropatia. A monitoração de desordens encefalalitic virais agudas por contagens idênticas da doença podia ser executada mostrando a neuropatia vírus-induzida dengue in vivo.

Abstract

O vírus da dengue (DENV), um vírus transmitida por artrópodes transmitido por mosquitos, pode causar a doença grave conhecida como febre hemorrágica da dengue, que é caracterizada por complicações letais devido ao vazamento de plasma, ascite, derrame pleural, desconforto respiratório, hemorragia grave e comprometimento de órgãos. Alguns casos de infecção por DENV apresentam manifestações neurológicas; Entretanto, os estudos não exploraram mais a neuropatogénese DENV-induzida. Neste estudo, nós apresentamos um protocolo para usar um camundongo imunocompetente de ICR (Instituto de pesquisa do cancer) para investigar a indução da infecção do sistema nervoso central (CNS) com o DENV, seguido pela progressão da encefalite viral aguda-como Doença.

Introduction

O DENV, um vírus transmitido por artrópodes da família Flaviviridae , contém um GENOMA de RNA de sentido positivo que codifica três proteínas estruturais virais (capsídeo, pré-membrana e envelope) e sete proteínas não estruturais virais (ns1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B , e NS5). Os quatro sorotipos de DENV (DENV1-4), que infectam aproximadamente 390 milhões povos anualmente, causam uma carga global mesmo que os governos tenham dirigido esforços substanciais para o vetor do mosquito e o controle da doença1. Atualmente, vacinas protetoras e medicamentos antivirais terapêuticos estão em desenvolvimento e exigem mais validação a longo prazo2. Na prática clínica, embora um paciente com dengue com infecção do SNC seja raro, precisa ser mais explorado para compreender a diversidade do desenvolvimento da doença da dengue3. São necessárias mais investigações e validação; notavelmente, a Organização Mundial de saúde (OMS) incluiu o comprometimento do comprometimento do SNC, como comprometimento cognitivo, convulsões, encefalopatia e encefalite, na classificação da dengue grave3,4. Construir modelos animais da infecção de DENV é indispensável para explorar a neuropatogénese da infecção de DENV.

Para a geração de infecção do SNC por DENV, vários estudos têm executado diferentes vias de infecção por DENV, incluindo (1) inoculação intracerebral de camundongos C57BL/6 que receberam 4 x 103 unidades formadoras de placas (Pfu) de DENV35, 6, (2) inoculação intraperitoneal de camundongos Balb/c que receberam 7 x 104 Pfu de in vitro neuroadaptados DENV47, (3) inoculação intracerebral de camundongos suíços que receberam 1 x 105 Pfu de in vivo neuroadaptado DENV18, e (4) coinoculação intracerebral e intraperitoneal de camundongos amamentando ICR que receberam 1 x 106 Pfu de DENV29. De acordo com os achados desses estudos5,6,7,8,9, a infecção por DENV em camundongos resulta em replicação viral no cérebro, levando a infecções virais agudas encefalite-como síndromes, mudanças comportáveis acompanhadas da paralisia do membro e da instabilidade postural, do neurotoxicidade e da inflamação do CNS, do escapamento geral e localizado do plasma através da barreira do sangue-cérebro (BBB), e da letalidade. Todos os resultados destes estudos5,6,7,8,9 mostraram a capacidade de DENV para infectar o CNS e a indução de encefalite viral aguda-como doença após a infecção.

Com base em nossos achados atuais9,10,11,12,13,14,15, criamos um modelo murino de infecção por DENV como um in vivo plataforma para examinar a eficácia terapêutica de agentes/fatores alvejados de encontro à replicação viral, assim como a neurotoxicidade. Aqui, nós relatamos o protocolo utilizado para criar um rato exogâmica imuno-competente de ICR para estudar a infecção do CNS e para monitorar o desenvolvimento dos neuropatias com severties diferentes causados por DENV. Os resultados mostram a progressão significativa da encefalite-como a doença em ratos DENV-contaminados em uma maneira tempo-dependente.

Protocol

Protocolos experimentais de estudo animal foram aprovados pelo Comitê institucional de cuidado animal e usuário do centro médico de defesa nacional (número IACUC: 16-261), de acordo com as diretrizes estabelecidas pelo Ministério da ciência e tecnologia, Taiwan. 1. procedimento de infecção Prepare os estoques DENV2 (Strain PL046) não adaptados9 (originalmente obtidos dos centros de controle de doenças em Taiwan, variando de 2,5 x 107 a 1 x…

Representative Results

As complicações neurológicas dengue-associadas severas foram relatadas nos pacientes para a patogénese4da dengue. Embora estes casos sejam raros na clínica, criar um modelo murino imuno-competente da infecção de DENV pode ser usado não somente para estudar o imunopatogênese mas igualmente para explorar a infecção do CNS, o neuroinflammation, a neurotoxicidade, e o viral agudo encefalite-como a doença. Neste estudo, de acordo com nosso modelo atual<sup c…

Discussion

A infecção por DENV tem sido detectada no SNC de pacientes com dengue grave3,17, sugerindo a possibilidade de manifestação de encefalite viral aguda ocorrida durante a patogênese da dengue. Aqui, nós relatamos um modelo in vivo murino da infecção de DENV para estudar a participação da deficiência orgânica do CNS na dengue severa, particular com um foco em doenças virais agudas DENV-induzidas da encefalite-como. Em comparação com os modelos preceden…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudo foi apoiado por subvenções do Ministério da ciência e tecnologia (MOST107-2321-B-038-001) e o financiamento intramural 106TMU-CIT-01-2, Taipei, Taiwan.

Materials

Roswell Park Memorial Institute 1640 medium (RPMI) Gibco 11875-085 Diluting virus
0.3-mL Insulin Syringe  BD Ultra-Fine­II 328838 Intracerebral and intraperitoneal injection
Microbalance METTLER TOLEDO's LabX AL104 Weight mouse
Non-adapted DENV2 (strain PL046) The Centers for Disease Control of Taiwan Infect mouse
Institute of Cancer Research (ICR) suckling mouse BioLASCO Taiwan Co., Ltd Our murine model

References

  1. Guzman, M. G., Gubler, D. J., Izquierdo, A., Martinez, E., Halstead, S. B. Dengue infection. Nature Reviews Disease Primers. 2, 16055 (2016).
  2. Katzelnick, L. C., Coloma, J., Harris, E. Dengue: knowledge gaps, unmet needs, and research priorities. Lancet Infectious Diseases. 17 (3), e88-e100 (2017).
  3. Carod-Artal, F. J., Wichmann, O., Farrar, J., Gascon, J. Neurological complications of dengue virus infection. Lancet Neurology. 12 (9), 906-919 (2013).
  4. Geneva: World Health Organization. . Dengue: Guidelines for Diagnosis, Treatment, Prevention and Control: New Edition. , (2009).
  5. Amaral, D. C., et al. Intracerebral infection with dengue-3 virus induces meningoencephalitis and behavioral changes that precede lethality in mice. Journal of Neuroinflammation. 8, 23 (2011).
  6. de Miranda, A. S., et al. Dengue-3 encephalitis promotes anxiety-like behavior in mice. Behavioural Brain Research. 230 (1), 237-242 (2012).
  7. Velandia-Romero, M. L., Acosta-Losada, O., Castellanos, J. E. In vivo infection by a neuroinvasive neurovirulent dengue virus. Journal of Neurovirology. 18 (5), 374-387 (2012).
  8. Despres, P., Frenkiel, M. P., Ceccaldi, P. E., Duarte Dos Santos, C., Deubel, V. Apoptosis in the mouse central nervous system in response to infection with mouse-neurovirulent dengue viruses. Journal of Virology. 72 (1), 823-829 (1998).
  9. Tsai, T. T., et al. Microglia retard dengue virus-induced acute viral encephalitis. Scientific Reports. 6, 27670 (2016).
  10. Cheng, Y. L., et al. Activation of Nrf2 by the dengue virus causes an increase in CLEC5A, which enhances TNF-alpha production by mononuclear phagocytes. Scientific Reports. 6, 32000 (2016).
  11. Ho, M. R., et al. Blockade of dengue virus infection and viral cytotoxicity in neuronal cells in vitro and in vivo by targeting endocytic pathways. Scientific Reports. 7 (1), 6910 (2017).
  12. Jhan, M. K., et al. Anti-TNF-alpha restricts dengue virus-induced neuropathy. Journal of Leukocyte Biology. 104 (5), 961-968 (2018).
  13. Kao, J. C., et al. The antiparasitic drug niclosamide inhibits dengue virus infection by interfering with endosomal acidification independent of mTOR. PLoS Neglected Tropical Diseases. 12 (8), e0006715 (2018).
  14. Tsai, T. T., Chen, C. L., Tsai, C. C., Lin, C. F. Targeting heat shock factor 1 as an antiviral strategy against dengue virus replication in vitro and in vivo. Antiviral Research. 145, 44-53 (2017).
  15. Jhan, M. K., et al. Dengue virus infection increases microglial cell migration. Scientific Reports. 7 (1), 91 (2017).
  16. Benskey, M. J., Manfredsson, F. P. Intraparenchymal Stereotaxic Delivery of rAAV and Special Considerations in Vector Handling. Methods in Molecular Biology. , 199-215 (2016).
  17. Fong, C. Y., et al. Mild encephalitis/encephalopathy with reversible splenial lesion (MERS) due to dengue virus. Journal of Clinical Neuroscience. 36, 73-75 (2017).
  18. Sarathy, V. V., et al. A lethal murine infection model for dengue virus 3 in AG129 mice deficient in type I and II interferon receptors leads to systemic disease. Journal of Virology. 89 (2), 1254-1266 (2015).
  19. Schul, W., Liu, W., Xu, H. Y., Flamand, M., Vasudevan, S. G. A dengue fever viremia model in mice shows reduction in viral replication and suppression of the inflammatory response after treatment with antiviral drugs. The Journal of Infectious Diseases. 195 (5), 665-674 (2007).
  20. Tyler, K. L. Acute Viral Encephalitis. New England Journal of Medicine. 379 (6), 557-566 (2018).
  21. Yauch, L. E., Shresta, S. Mouse models of dengue virus infection and disease. Antiviral Research. 80 (2), 87-93 (2008).
  22. Assir, M. Z., Jawa, A., Ahmed, H. I. Expanded dengue syndrome: subacute thyroiditis and intracerebral hemorrhage. BMC Infectious Diseases. 12, 240 (2012).
  23. Kumar, R., Prakash, O., Sharma, B. S. Intracranial hemorrhage in dengue fever: management and outcome: a series of 5 cases and review of literature. Surgical Neurology. 72 (4), 429-433 (2009).
  24. Simanjuntak, Y., Liang, J. J., Lee, Y. L., Lin, Y. L. Repurposing of prochlorperazine for use against dengue virus infection. Journal of Infectious Diseases. 211 (3), 394-404 (2015).
  25. Rocha, B. A. M., et al. Dengue-specific serotype related to clinical severity during the 2012/2013 epidemic in centre of Brazil. Infectious Disease Poverty. 6 (1), 116 (2017).
check_url/kr/59132?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Shen, T., Jhan, M., Kao, J., Ho, M., Tsai, T., Tseng, P., Wang, Y., Lin, C. A Murine Model of Dengue Virus-induced Acute Viral Encephalitis-like Disease. J. Vis. Exp. (146), e59132, doi:10.3791/59132 (2019).

View Video