نموذج يستند إلى كبسولة لمراحل القراد الثابت غير ناضجة الإصابة على الفئران المختبرية
Summary
في هذه الدراسة ، تم تطوير نظام تغذية للمراحل الحورية واليرقات من القراد الصلب باستخدام كبسولة تعلق على فأر المختبر. تتكون كبسولة التغذية من مواد مرنة وتظل مربوطة بقوة بالماوس لمدة أسبوع واحد على الأقل وتسمح بمراقبة مريحة لتغذية القراد.
Abstract
القراد هي طفيليات تغذية الدم الإلزامية في جميع مراحل التنمية (باستثناء البيض) ومعترف بها كمواقل لمختلف مسببات الأمراض. إن استخدام نماذج الماوس في أبحاث القراد أمر بالغ الأهمية لفهم بيولوجيتها وتفاعلاتها بين مضيف مسببات الأمراض. هنا نبرهن على تقنية غير شاقة لتغذية المراحل غير الناضجة من القراد الصلب على فئران المختبر. والفائدة من هذه الطريقة هي بساطتها، وقصر مدتها، والقدرة على رصد أو جمع القراد في نقاط زمنية مختلفة من التجربة. بالإضافة إلى ذلك ، تسمح التقنية بتعلق كبسولتين فرديتين على نفس الماوس ، وهو أمر مفيد لمجموعة متنوعة من التجارب حيث يلزم مجموعتين مختلفتين من القراد لإطعام نفس الحيوان. يتم إجراء كبسولة غير مزعجة ومرنة من مواد يمكن الوصول إليها بسهولة ويقلل من عدم الراحة من الحيوانات التجريبية. وعلاوة على ذلك ، القتل الرحيم ليست ضرورية ، والفئران استرداد تماما بعد التجربة ومتاحة لإعادة استخدامها.
Introduction
القراد هي ناقلات هامة من عدة مسببات الأمراض وتمثل خطرا كبيرا على صحة الحيوان والإنسان1. إن إنشاء نظام فعال للتغذية أمر بالغ الأهمية عند دراسة بيولوجيتها، أو التفاعلات بين مضيفي مسببات الأمراض، أو وضع تدابير فعالة للرقابة. حاليا، العديد من أنظمة التغذية الاصطناعية، والتي تجنب استخدام الحيوانات الحية متوفرة للقراد2،,3،,4 وينبغي أن تستخدم هذه كلما الظروف التجريبية تسمح. ومع ذلك، في بيئات تجريبية مختلفة تفشل هذه الأنظمة في محاكاة السمات الفسيولوجية المحددة بشكل مناسب، واستخدام الحيوانات الحية ضروري لتحقيق النتائج ذات الصلة.
فئران المختبرات تستخدم عادة لدراسة العديد من النظم البيولوجية وتستخدم بشكل روتيني كمضيفين للتغذية القراد5،6،7،8،9. تشمل الطريقتان الأكثر شيوعًا لإطعام القراد غير الناضج على الفئران الإصابة المجانية واستخدام غرف الحبس الملحقة بالماوس. وتستخدم الإصابة المجانية في المقام الأول في مراحل اليرقات ويمكن أن تسقط القراد المنجّح إلى منطقة يمكن استعادتها فيها. عادة ما تتكون غرف الحبس من قبعات الاكريليك أو البولي بروبلين التي يتم لصقها على ظهر الماوس. التقنية الأولى هي نظام طبيعي فعال لتغذية القراد ولكنها لا تسمح بالمراقبة عن كثب أثناء التجربة لأن القراد الفردية مشتتة في أجزاء مختلفة من الجسم المضيف. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تصبح القراد المنافورة التي تسقط إلى منطقة الإنعاش ملوثة بالبراز والبول10,و11,,و12و13و14 والتي قد تؤثر بشدة على اللياقة البدنية للقراد أو يمكن أن تتضرر أو تؤكل من قبل الماوس إذا لم يكن هناك فصل بين الحيوان ومنطقة الإنعاش15., تسمح الأنظمة المستندة إلى الغرفة بوضع القراد في منطقة محددة ، ومع ذلك ، فإن عملية الإلتصاق شاقة وغالباً ما تكون القبعات مُلتصقة بشكل ضعيف بالغراء ، وبالتالي غالباً ما تنفصل خلال التجربة16،17،18،19. القبعات هي أيضا قاسية، غير مريحة، وتؤدي إلى ردود فعل الجلد، والتي تمنع إعادة استخدام الفئران ويحتم القتل الرحيم بهم بعد التجربة.
في دراستنا السابقة، قمنا بتطوير نظام فعال بنجاح باستخدام غرف مصنوعة من خلات الإثيلين الفينيل (EVA) رغوة لتغذية القراد على الأرانب المختبرية20. هنا، نحن تكييف هذا النظام لنموذج الماوس واقتراح طريقة بسيطة ونظيفة لتغذية مراحل القراد الثابت غير ناضجة في كبسولات مغلقة مصنوعة من EVA-foam. على وجه التحديد، نظامنا يستخدم كبسولات رغوة إيفا مرنة لصقها على الفئران حليق الظهر مع التجفيف السريع (3 دقائق)، غير مزعجة الغراء اللاتكس. هذه التقنية تسمح للتصميم وطويل الأمد من كبسولات الماوس التجريبية، فضلا عن غزو القراد فعالة / جمع خلال دورة كاملة من التجربة. يتم إجراء كبسولة مسطحة من مواد مرنة ولا تعيق التلاعب من الماوس لجمع الدم أو لأغراض أخرى. النظام مناسب بشكل رئيسي لمراحل القراد الحورية ، ولكن مع تعديل طفيف يمكن استخدامه لتغذية اليرقات أيضًا. ويمكن إكمال هذه الطريقة من قبل شخص واحد من ذوي الخبرة وليس هناك حاجة إلى تدريب واسع النطاق.
Protocol
Representative Results
Discussion
الخطوة الأكثر أهمية في البروتوكول هو التصاق ثابت من الكبسولة إلى جلد الماوس. لذلك ، يجب تطبيق الغراء اللاتكس بشكل متجانس على سطح رغوة إيفا بأكمله من الكبسولة والضغط المستمر لمدة 3 دقائق ، خاصة إلى الجانب الأيسر والأيمن من الكبسولة. نوصي أيضا وضع الكبسولة إلى الأمام بقدر الإمكان على ظهره لت…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن نقدر المساعدة الفنية من معهد آلان بيرنييه الوطني الفرنسي للبحوث الزراعية (INRAE) ، و Océane Le Bidel (ANSES). وقد دعمت الدراسة من قبل خافت واحد الصحة — Région إيل دو فرانس (اختصار للمشروع : NeuroPaTick). تم شراء الفئران من قبل ANSES. الدكتور جيفري ل. بلير هو من المسلم به لمراجعة النسخة السابقة من المخطوطة.
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).
