En kapsel-baseret model for umodne Hard Tick Stages Angreb på Laboratoriemus
Summary
I denne undersøgelse, en fodring system for nymphal og larve stadier af hård kryds blev udviklet ved hjælp af en kapsel knyttet til laboratoriet mus. Fodringskapslen er lavet af fleksible materialer og forbliver solidt fastgjort til musen i mindst en uge og giver mulighed for komfortabel overvågning af flåtfoder.
Abstract
Flåter er obligatoriske blodfodringsparasitter i alle udviklingsfaser (undtagen æg) og anerkendes som vektorer for forskellige patogener. Brugen af musemodeller i krydsforskning er afgørende for at forstå deres biologi og kryds-host-patogen interaktioner. Her demonstrerer vi en ikke-besværlig teknik til fodring af umodne stadier af hårde flåter på laboratoriemus. Fordelen ved metoden er dens enkelhed, korte varighed, og evnen til at overvåge eller indsamle flåter på forskellige tidspunkter af et eksperiment. Desuden giver teknikken mulighed for fastgørelse af to individuelle kapsler på samme mus, hvilket er gavnligt for en række forsøg, hvor to forskellige grupper af flåter er forpligtet til at fodre på det samme dyr. Den ikke-irriterende og fleksible kapsel er fremstillet af let tilgængelige materialer og minimerer ubehaget hos forsøgsdyrene. Desuden er dødshjælp ikke nødvendig, mus kommer sig helt efter forsøget og er tilgængelige til genbrug.
Introduction
Flåter er vigtige vektorer af flere patogener og udgør en alvorlig risiko for dyrs og menneskers sundhed1. Etablering af et effektivt fodringssystem er afgørende, når man studerer deres biologi, kryds-vært-patogen interaktioner, eller oprettelse af effektive kontrolforanstaltninger. I øjeblikket er flere kunstige fodringssystemer, som undgår brug af levende dyr til rådighed forflåter 2,3,4 ogdisse bør anvendes, når forsøgsbetingelserne tillader det. I forskellige forsøgsmiljøer efterligner disse systemer imidlertid ikke på passende vis de specifikke fysiologiske egenskaber, og det er nødvendigt at anvende levende dyr for at opnå relevante resultater.
Laboratoriemus er almindeligt anvendt til undersøgelse af mange biologiske systemer og anvendes rutinemæssigt som værter for fodring flåter5,,6,,7,8,9. De to mest almindelige metoder til fodring umodne flåter på mus omfatter gratis angreb og brug af indespærring kamre knyttet til musen. Gratis angreb bruges primært til larvestadier, og engorged flåter kan falde til et område, hvor de kan inddrives. Indespærring kamre er normalt består af akryl eller polypropylen hætter, som er limet til musens ryg. Den første teknik er et effektivt naturligt system til flåtfodring, men tillader ikke nøje overvågning under forsøget, fordi de enkelte flåter er spredt i forskellige dele af værtskroppen. Derudover kan engorged flåter, der falder til et genvindingsområde blive forurenet med afføring og urin10,11,,12,,13,14, der kan alvorligt påvirke flåten fitness eller de kan blive beskadiget eller spist afmusen,hvis der ikke er nogen adskillelse mellem dyret og genvindingsområdet15., Kammerbaserede systemer gør det muligt at indefænge flåter til et afgrænset område, men limningsprocessen erbesværlig,og hætterne er ofte svagt klæbende til limen, og derfor løsner de sig ofte under eksperimentet16,17,18,19. Hætterne er også stive, ubehagelige og fører til hudreaktioner, som forhindrer genbrug af musene og nødvendiggør deres dødshjælp efter forsøget.
I vores tidligere undersøgelse, vi med succes udviklet et effektivt system ved hjælp af kamre lavet af ethylen-vinyl acetat (EVA) skum til fodring flåter på laboratoriekaniner20. Heri tilpassede vi dette system til en musemodel og foreslår en enkel og ren metode til at fodre umodne hårde krydsstadier i lukkede kapsler fremstillet af EVA-skum. Specifikt bruger vores system elastiske EVA-skumkapsler limet til de barberede mus tilbage med hurtig tørring (3 min), ikke-irriterende latexlim. Denne teknik giver mulighed for fast og langvarig fastgørelse af kapsler til den eksperimentelle mus, samt effektiv flåtangreb / indsamling i løbet af hele eksperimentet. Den flade kapsel er lavet af fleksible materialer og hindrer ikke manipulation af musen til blodtapning eller andre formål. Systemet er velegnet primært til nymphal kryds faser, men med mindre ændringer kan det bruges til fodring larver så godt. Metoden kan udføres af en enkelt erfaren person, og omfattende uddannelse er ikke påkrævet.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det mest kritiske trin i protokollen er fast limning af kapslen til musehuden. Derfor bør latexlimen påføres ensartet på hele kapslens EVA-skumoverflade, og der skal påføres konstant tryk i 3 minutter, især på venstre og højre side af kapslen. Vi anbefaler også placering af kapslen så langt frem på bagsiden som muligt for at undgå, at den fjernes af musen ved hjælp af dens bageste poter. I vores eksperimenter er kun vedhæftning af EVA-skum og latex lim til musehuden blevet valideret, og vi kan ikke garante…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi anerkender den tekniske bistand fra Alain Bernier French National Institute of Agricultural Research (INRAE) og Océane Le Bidel (ANSES). Undersøgelsen blev støttet af DIM One Health – Région Île-de-France (Akronym for projektet: NeuroPaTick). Musene blev købt af ANSES. Dr. Jeffrey L. Blair er anerkendt for at gennemgå den tidligere version af manuskriptet.
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).
