מודל מבוסס קפסולה לשריצה בשלבי קרציות קשות לא בוגרים בעכברי מעבדה
Summary
במחקר זה, מערכת האכלה עבור שלבי נימפה וזחל של קרצייה קשה פותחה באמצעות כמוסה המחוברת לעכבר מעבדה. קפסולת ההאכלה עשויה מחומרים גמישים ונשארת מחוברת היטב לעכבר למשך שבוע אחד לפחות ומאפשרת ניטור נוח של הזנת קרציות.
Abstract
קרציות הן טפילי הזנת דם חובה בכל שלבי הפיתוח (למעט ביצים) ומוכרות כקטורים של פתוגנים שונים. השימוש במודלים של עכבר במחקר קרציות הוא קריטי להבנת הביולוגיה שלהם ואינטראקציות פתוגן-מארח-קרציות. כאן אנו מדגימים טכניקה לא מייגעת להזנת שלבים לא בוגרים של קרציות קשות על עכברי מעבדה. היתרון של השיטה הוא הפשטות שלה, משך הזמן הקצר, ואת היכולת לפקח או לאסוף קרציות בנקודות זמן שונות של ניסוי. בנוסף, הטכניקה מאפשרת חיבור של שתי כמוסות בודדות באותו עכבר, אשר מועיל עבור מגוון רחב של ניסויים שבו שתי קבוצות שונות של קרציות נדרשים כדי לאכול על אותה חיה. הקפסולה הלא מעצבנת והגמישה עשויה מחומרים נגישים בקלות וממזערת את אי הנוחות של בעלי החיים הניסיוניים. יתר על כן, המתת חסד אין צורך, עכברים להתאושש לחלוטין לאחר הניסוי והם זמינים לשימוש חוזר.
Introduction
קרציות הן וקטורים חשובים של מספר פתוגנים ומייצגים סיכון רציני לבריאות בעלי החיים והאדם1. הקמת מערכת הזנה יעילה היא קריטית כאשר לומדים את הביולוגיה שלהם, אינטראקציות טיק-מארח-פתוגן, או קביעת אמצעי בקרה יעילים. כיום, מספר מערכות הזנה מלאכותיות, הימנעות משימוש בבעלי חייםחיים,זמינות לקרציות2,3,,4, ויש לנצלן בכל פעם שתנאים ניסיוניים מאפשרים זאת. עם זאת, בהגדרות ניסיוניות שונות מערכות אלה אינן מחקות כראוי את התכונות הפיזיולוגיות הספציפיות והשימוש בבעלי חיים הוא הכרחי כדי להשיג תוצאות רלוונטיות.
עכברי מעבדה משמשים בדרך כלל למחקר של מערכות ביולוגיות רבות, הם מנוצלים באופן שגרתי כמארחים עבורקרציות האכלה 5,,6,,7,,8,,9. שתי השיטות הנפוצות ביותר להאכלת קרציות לא בוגרות בעכברים כוללות התפשטות חופשית ושימוש בחדרי כליאה המחוברים לעכבר. התפשטות חופשית משמשים בעיקר עבור שלבי זחל וקרציות גדושות יכול לרדת לאזור שבו הם יכולים להיות התאושש. תאי כליאה מורכבים בדרך כלל מכובעי אקרילי או פוליפרופילן המודבקים על גב העכבר. הטכניקה הראשונה היא מערכת טבעית יעילה להזנת קרציות, אך אינה מאפשרת ניטור צמוד במהלך הניסוי מכיוון שהקרציות הבודדות מפוזרות בחלקים שונים של הגוף המארח. בנוסף, קרציות גדושות שירדו לאזור ההחלמה עלולות להיות מזוהמות בצואהובשתן 10, 11,,12,,,13,14 שעשויות להשפיע קשות על כושר הקרציות או שהעכבר עלול להיפגעאו לאכול אותם אם אין הפרדהבין החיה לאזור ההחלמה 15 .12, מערכות מבוססות תא מאפשרות את כליאה של קרציות לאזור מוגדר, עם זאת, תהליך ההדבקה הוא מייגע ואת הכיפות לעתים קרובות חלשים דבק ולכן הם לעתים קרובות להתנתקבמהלך הניסוי 16,17,18,19. הכובעים גם נוקשים, לא נוחים, והוביל לתגובות עור, אשר למנוע שימוש חוזר בעכברים ומחייב המתת חסד שלהם לאחר הניסוי.
במחקר הקודם שלנו, פיתחנו בהצלחה מערכת יעילה באמצעות תאים עשויים אטילן-ויניל אצטט (EVA) קצף להזנת קרציות עלארנבי מעבדה 20. בזאת, התאמנו את המערכת למודל העכבר ומציעים שיטה פשוטה ונקייה כדי להזין שלבי קרציות קשיחים לא בשלים בכמוסות סגורות עשויות מקצף EVA. באופן ספציפי, המערכת שלנו משתמשת כמוסות קצף אווה אלסטי מודבק עכברים מגולחים בחזרה עם ייבוש מהיר (3 דקות), דבק לטקס לא מעצבן. טכניקה זו מאפשרת חיבור מוצק וארוך של כמוסות לעכבר הניסיוני, כמו גם התפשטות קרציות/אוסף יעיל במהלך כל הניסוי. הכמוסה השטוחה עשויה מחומרים גמישים ואינה מסתבלת במניפולציה של העכבר לצורך איסוף דם או למטרות אחרות. המערכת מתאימה בעיקר לשלבי הקרציות הנימפליות, אך עם שינוי קל ניתן להשתמש בה גם להאכלת זחלים. השיטה יכולה להסתיים על ידי אדם מנוסה אחד אחד והכשרה נרחבת אינה נדרשת.
Protocol
Representative Results
Discussion
הצעד הקריטי ביותר בפרוטוקול הוא ההתגענות איתנה של הקפסולה לעור העכבר. לכן, דבק לטקס צריך להיות מיושם הומוגנית על כל משטח קצף EVA של הקפסולה ולחץ מתמיד במשך 3 דקות יש להחיל, במיוחד בצד שמאל וימין של הקפסולה. כמו כן, אנו ממליצים על מיקום הקפסולה רחוק ככל האפשר על הגב כדי למנוע את הסרתה על ידי העכ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מכירים בסיוע הטכני של המכון הלאומי הלאומי אלן ברניאר למחקר חקלאי (INRAE), וOcéane Le Bidel (ANSES). המחקר נתמך על ידי דים אחד בריאות – Région איל דה פראנס (ראשי תיבות של הפרויקט: NeuroPaTick). העכברים נרכשו על ידי ANSES. ד”ר ג’פרי ל. בלייר מוכר על סקירת הגרסה הקודמת של כתב היד.
Materials
| EVA-foam 2 mm thick, (low density) | Cosplay Shop | EVA-45kg (950/450/2 mm) | It can be ordered also via Amazon (ref. no. B07BLMJDXD) |
| Heat Shrink Tubing Electric Wire Wrap Sleeve | Amazon | B014GMT1AM | Different diameters of Heat Shrink Tubing are available via Amazon. |
| Mice BALB/cByJ | Charles River | Strain code 627 | |
| Mice C57BL/6 | Charles River | Strain code 664 | |
| No-toxic Latex Glue | Tear mender | Fabric & Leather Adhesive | Also available also via Amazon (ref. no. B001RQCTUU) |
| Punch Tool Hand Art Tool | Amazon | B07QPWNGBF | Saled by amazon as Leather Working Tools 1-25mm Round Steel Leather Craft Cutter Working for Belt Strap |
| PVC Binding Covers Transparent | Amazon | B078BNLSNP | Any transparent PVC sheet of ticknes between 0.150 mm to 0.180 mm is suitable |
| Self Adhesive Pad Sponge Double Coated Foam Tape | Amazon | B07RHDZ35J | Saled by amazon as 2 Rolls Double Sided Foam Tape, Super Strong White Mounting Tape Foam |
| Transparent seal stickers (20 mm diameter circles) | Amazon | B01DAA6X66 |
References
- Sonenshine, D. E., Roe, M. . Biology of Ticks. , (2014).
- Kröber, T., Guerin, P. M. In vitro feeding assays for hard ticks. Trends in Parasitology. 23 (9), 445-449 (2007).
- Bonnet, S., et al. Transstadial and transovarial persistence of Babesia divergens DNA in Ixodes ricinus ticks fed on infected blood in a new skin-feeding technique. Parasitology. 134 (2), 197-207 (2007).
- Bonnet, S., Liu, X. Laboratory artificial infection of hard ticks: A tool for the analysis of tick-borne pathogen transmission. Acarologia. 52 (4), 453-464 (2012).
- Kohls, G. M., Galtsoff, P. S., Lutz, F. E., Welch, P. S., Needham, J. G. Tick rearing methods with special reference to the Rocky Mountain wood tick, Dermacentor andersoni. Culture methods for invertebrate animals. , 246-256 (1937).
- Faccini, J. L. H., Chacon, S. C., Labruna, M. B. Rabbits (Oryctolagus cuniculus) as experimental hosts for Amblyomma dubitatum. Neumann (Acari: Ixodidae). Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia. 58 (6), 1236-1239 (2006).
- Chacon, S. C., Freitas, L. H. T., Barbieri, F. S. Relationship between weight and number of engorged Amblyomma cooperi. Nuttal (sic.) and Warburton, 1908 (Acari: Ixodidae) larvae and nymphs and eggs from experimental infestations on domestic rabbit. Brazilian Journal of Veterinary Parasitology. 13, 6-12 (2004).
- Sonenshine, D. E., Maramorsch, K., Mahmood, F. Maintenance of ticks in the laboratory. Maintenance of Human, Animal, and Plant Pathogen Vectors. , 57-82 (1999).
- Levin, M. L., Schumacher, L. B. M. Manual for maintenance of multi-host ixodid ticks in the laboratory. Experimental and Applied Acarology. 70 (3), 343-367 (2016).
- Almazán, C., et al. Identification of protective antigens for the control of Ixodes scapularis infestations using cDNA expression library immunization. Vaccine. 21 (13-14), 1492-1501 (2003).
- Banks, C. W., Oliver, J. H., Hopla, C. E., Dotson, E. M. Laboratory life cycle of Ixodes woodi. (Acari:Ixodidae). Journal of Medical Entomology. 35, 177-179 (1998).
- Almazán, C., et al. Characterization of three Ixodes scapularis cDNAs protective against tick infestations. Vaccine. 23 (35), 4403-4416 (2005).
- Levin, M. L., Ross, D. E. Acquisition of different isolates of Anaplasma phagocytophilum by Ixodes scapularis from a model animal. Vector Borne Zoonotic Diseases. 4 (1), 53-59 (2004).
- Heinze, D. M., Wikel, S. K., Thangamani, S., Alarcon-Chaidez, F. J. Transcriptional profiling of the murine cutaneous response during initial and subsequent infestations with Ixodes scapularis nymphs. Parasites & Vectors. 6 (5), 26 (2012).
- Nuss, A. B., Mathew, M. G., Gulia-Nuss, M. Rearing, Ixodes scapularis, the Black-legged Tick: Feeding Immature Stages on Mice. Journal of Visualized Experiments. (123), e55286 (2017).
- Wada, T., et al. Selective ablation of basophils in mice reveals their nonredundant role in acquired immunity against ticks. Journal of Clinical Investigation. 120 (8), 2867-2875 (2010).
- Saito, T. B., Walker, D. H. A Tick Vector Transmission Model of Monocytotropic Ehrlichiosis. The Journal of Infectious Diseases. 212 (6), 968-977 (2015).
- Boppana, V. D., Thangamani, S., Alarcon-Chaidez, F. J., Adler, A. J., Wikel, S. K. Blood feeding by the Rocky Mountain spotted fever vector, Dermacentor andersoni, induces interleukin-4 expression by cognate antigen responding CD4+ T cells. Parasites & Vectors. 2 (1), 47 (2009).
- Gargili, A., Thangamani, S., Bente, D. Influence of laboratory animal hosts on the life cycle of Hyalomma marginatum and implications for an in vivo transmission model for Crimean-Congo hemorrhagic fever virus. Frontiers in Cell and Infection Microbiology. 20 (3), 39 (2013).
- Almazán, C., et al. A Versatile Model of Hard Tick Infestation on Laboratory Rabbits. Journal of Visualized Experiments. (140), e57994 (2018).
- Zhijun, Y., et al. The life cycle and biological characteristics of Dermacentor silvarum Olenev (Acari: Ixodidae) under field conditions. Veterinary Parasitology. 168 (3-4), 323-328 (2010).
- Ahmed, B. M., Taha, K. M., El Hussein, A. M. Life cycle of Hyalomma anatolicum Koch, 1844 (Acari: Ixodidae) fed on rabbits, sheep and goats. Veterinary Parasitology. 177 (3-4), 353-358 (2011).
- Široký, P., Erhart, J., Petrželková, K. J., Kamler, M. Life cycle of tortoise tick Hyalomma aegyptium under laboratory conditions. Experimental and Applied Acarology. 54, 277-284 (2011).
- Chen, X., et al. Life cycle of Haemaphysalis doenitzi (Acari: Ixodidae) under laboratory conditions and its phylogeny based on mitochondrial 16S rDNA. Experimental and Applied Acarology. 56, 143-150 (2012).
- Jin, S. W., et al. Life Cycle of Dermacentor everestianus Hirst, 1926 (Acari: Ixodidae) under Laboratory Conditions. Korean Journal of Parasitology. 55 (2), 193-196 (2017).
- Labruna, M. B., Fugisaki, E. Y., Pinter, A., Duarte, J. M., Szabó, M. J. Life cycle and host specificity of Amblyomma triste (Acari: Ixodidae) under laboratory conditions. Experimental and Applied Acarology. 30 (4), 305-316 (2003).
- Breuner, N. E., et al. Failure of the Asian longhorned tick, Haemaphysalis longicornis, to serve as an experimental vector of the Lyme disease spirochete, Borrelia burgdorferi sensu stricto. Ticks Tick Borne Diseases. 11 (1), 101311 (2020).
