In vivo Imaging Systems (IVIS) Detectie van een neuro-invasieve encefalitisch Virus
Summary
Gebruik makend van luciferase en in vivo imaging-systemen (IVIS) als een roman middel om ziekte-eindpunten identificeren voordat klinische ontwikkelingen voordoen. IVIS heeft ons toegestaan om te visualiseren in real time de invasie van encefalitisch virussen over meerdere dagen, met een meer accurate ziekte model voor toekomstige studie. Het is ook toegestaan om het potentieel beschermende kenmerken van antivirale middelen en vaccins sneller identificeren dan op dit moment gebruikte dierlijke modellen. De mogelijkheid om individuele dieren te gebruiken over meerdere tijdstippen zorgt voor minder dierenbenodigdheden, kosten en de overall morbiditeit voor de dieren gebruikt zorgen voor een meer humane en meer wetenschappelijke middelen van de ziekte studie.
Abstract
Moderne ontwikkelingen in de imaging-technologie aan te moedigen verdere ontwikkeling en verfijning in de manier waarop virale onderzoek wordt uitgevoerd. In eerste instantie voorgesteld door Russel en Burch in Hume's 3 V's (vervanging, vermindering, verfijning), het gebruik van diermodellen in wetenschappelijk onderzoek is onder constante druk om nieuwe methoden te identificeren om het gebruik van dieren te verminderen, terwijl het verbeteren van de wetenschappelijke nauwkeurigheid en snelheid. Een belangrijke uitdaging om Hume's opdrachtgevers is echter hoe te zorgen voor de studies zijn statistisch nauwkeurige terwijl het verminderen van dierziekten morbiditeit en totale aantallen. Werkzaamheid studies vereisen momenteel een groot aantal dieren om te worden beschouwd als statistisch significant en leiden vaak tot hoge morbiditeit en mortaliteit eindpunten voor de identificatie van immuunbescherming. We gebruik in vivo imaging systemen (IVIS) in combinatie met een vuurvlieg bioluminescent enzym aan de invasie van het centraal zenuwstelsel (CNS) geleidelijk volgen door een lingenphalitic virus in een muizenmodel. Typisch, de ziekte relatief langzaam echter virusreplicatie is snel, vooral in de CNS en kan leiden tot een vaak fatale afloop. Na intranasale infectie van muizen met de TC83-Luc, een verzwakt Venezolaanse equine encephalitis virus stam aangepast voor expressie een luciferasegen, kunnen wij virusreplicatie visualiseren in de hersenen ten minste drie dagen vóór de ontwikkeling van klinische ziekteverschijnselen. Gebruik te maken van CNS invasie als een belangrijke encefalitisch ontwikkeling van de ziekte eindpunt zijn we in staat om snel therapeutische en vaccin bescherming te identificeren tegen TC83-Luc infectie voordat de klinische symptomen zich ontwikkelen. Met IVIS technologie zijn we in staat om de snelle en nauwkeurige testen van drugs therapeutica en vaccins te tonen terwijl het verminderen van het aantal dieren en morbiditeit.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hoewel dit protocol omvat de aspecten imaging in vivo analyse is belangrijk om de bioluminescent vector herkennen als een sleutelfactor voor toekomstige studies. Onze gebruik van TC83, een verzwakte vaccinstam VEEV als vector voor expressie van luciferase zodat grote hoeveelheden van het enzym worden geproduceerd door de hoge replicatie van het virus in het CNS zoals eerder beschreven 1-4. Terwijl de toevoeging van een tweede subgenome promotor en het luciferase gen resulteert in verdere verzwakking …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Instituut voor Translational Sciences UTMB-NIH subsidie 1UL1RR029876-01 en Alisha Prather voor haar hulp bij videobewerking voor dit manuscript.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| D-Luciferin | |||
| Isoflurane | |||
| Xenogen IVIS System (Spectrum) | Caliper Life Sciences | ||
| XGI-8-gas Anesthesia System | Caliper Life Sciences | ||
| XIC-3 Containment Box | Caliper Life Sciences | ||
| LivingImage 4.0 Software | Caliper Life Sciences | ||
| Telemetry/identification chips | Bio Medic Data Systems | IPTT-300 | Animal ID and Temperature |
| BD Integra 1ml TB syringe with 26 g x 3/8” needle | Fisher Scientific | 305279 | |
| Vet Bond tissue adhesive | Fisher Scientific | NC9259532 | |
| Vetropolycin Ophthalmic Ointment | Webster Veterinary Products | 78444656 | |
| Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline 1X | Invitrogen | 14190-144 | |
| BMDS Chip Reader | Bio Medic Data Systems | DAS-7007S | |
| DAS-HOST Software | Bio Medic Data Systems | Used to download probe information |
Referenzen
- Steele, K. E., et al. Comparative Neurovirulence and Tissue Tropism of Wild-type and Attenuated Strains of Venezuelan Equine Encephalitis Virus Administered by Aerosol in C3H/HeN and BALB/c Mice. Veterinary Pathology Online. 35, 386-397 (1998).
- Ludwig, G. V., et al. Comparative neurovirulence of attenuated and non-attenuated strains of Venezuelan equine encephalitis virus in mice. Am. J. Trop. Med. Hyg. 64, 49-55 (2001).
- Charles, P. C., Walters, E., Margolis, F., Johnston, R. E. Mechanism of Neuroinvasion of Venezuelan Equine Encephalitis Virus in the Mouse. Virology. , 208-662 (1995).
- Volkova, E., Gorchakov, R., Frolov, I. The efficient packaging of Venezuelan equine encephalitis virus-specific RNAs into viral particles is determined by nsP1-3 synthesis. Virology. 344, 315-327 (2006).
- Patterson, M., et al. Rapid, non-invasive imaging of alphaviral brain infection: Reducing animal numbers and morbidity to identify efficacy of potential vaccines and antivirals. Vaccine. 29, 9345-9351 (2011).
- Cook, S. H., Griffin, D. E. Luciferase Imaging of a Neurotropic Viral Infection in Intact Animals. J. Virol. 77, 5333-5338 (2003).
- Contag, P. R., Olomu, I. N., Stevenson, D. K., Contag, C. H. Bioluminescent indicators in living mammals. Nat. Med. 4, 245-247 (1998).
- Osorio, J. E., Iams, K. P., Meteyer, C. U., Rocke, T. E. Comparison of Monkeypox Viruses Pathogenesis in Mice by In Vivo Imaging. PLoS ONE. 4, e6592 (2009).
- Luker, G. D., Prior, J. L., Song, J., Pica, C. M., Leib, D. A. Bioluminescence Imaging Reveals Systemic Dissemination of Herpes Simplex Virus Type 1 in the Absence of Interferon Receptors. J. Virol. 77, 11082-11093 (2003).
- Russell, W. M. S., Burch, R. L. . The Principles of Humane Experimental Technique. , (1959).
- Kuehne, R. W., Pannier, W. L., Stephen, E. L. Indirect mouse model for the evaluation of potential antiviral compounds: results with Venezuelan equine encephalomyelitis virus. Antimicrob. Agents Chemother. 11, (1977).
- Lukaszewski, R. A., Brooks, T. J. G. Pegylated Alpha Interferon Is an Effective Treatment for Virulent Venezuelan Equine Encephalitis Virus and Has Profound Effects on the Host Immune Response to Infection. J. Virol. 74, 5006-5015 (2000).
