هنا ، نقدم بروتوكولًا تم تجميعه لتقييم العدوى الجلدية للفئران المصابة بداء الليشمانيا الأمازوني. هذه طريقة موثوقة لدراسة فوعة الطفيليات ، مما يسمح برؤية نظامية لاستجابة المضيف الفقاري للعدوى.
الليشمانيا spp. هي الطفيليات الأولية التي تسبب الليشمانيات ، وهي أمراض تمثل مجموعة واسعة من المظاهر السريرية من الآفات الجلدية إلى الآفات الحشوية. وفي الوقت الراهن، يقدر أن 12 مليون شخص مصابون بداء الليشمانيا في جميع أنحاء العالم، وأن أكثر من بليون شخص يعيشون في خطر الإصابة. داء الليشمانيا الأمازوني متوطن في أمريكا الوسطى والجنوبية وعادة ما يؤدي إلى الشكل الجلدي للمرض ، والذي يمكن تصوره مباشرة في نموذج للحيوانات. ولذلك، L. سلالات amazonensis هي نماذج جيدة لدراسات داء الليشمانيات الجلدي لأنها تزرع أيضا بسهولة في المختبر. C57BL/6 الفئران تحاكي L. amazonensisالتي تحركها تطور المرض لوحظ في البشر وتعتبر واحدة من أفضل الفئران سلالات نموذج لداء الليشمانيات الجلدي. في المضيف الفقاري ، تسكن هذه الطفيليات الضامة على الرغم من آليات الدفاع عن هذه الخلايا. العديد من الدراسات استخدام في المختبر الكلية لعدوى المقالات لتقييم العدوى الطفيلي في ظل ظروف مختلفة. ومع ذلك ، يقتصر النهج المختبري على نظام خلية معزولة تتجاهل استجابة الكائن الحي. هنا ، نقوم بتجميع طريقة عدوى المورين في الجسم الحي التي توفر نظرة عامة فسيولوجية جهازية للتفاعل بين المضيف والطفيلي. البروتوكول التفصيلي للعدوى في الجسم الحي من الفئران C57BL/6 مع L. amazonensis يشمل تمايز الطفيليات في amastigotes المعدية، الفئران footpad الجلدية التطعيم، وتطوير الآفات، وتحديد تحميل الطفيليات. نقترح هذه الطريقة الراسخة باعتبارها الطريقة الأكثر ملاءمة للدراسات الفسيولوجية للاستجابات المناعية والأيضية للاستجابة للداء الليشماني الجلدي.
الليشمانيات هي الأمراض المعدية الطفيلية المنتشرة في جميع أنحاء العالم التي تمثل تحديات هامة في البلدان النامية، ومعترف بها كواحدة من أهم الأمراض المدارية المهملة من قبل منظمة الصحة العالمية1،2. تتميز الليشمانيات بمظاهر جلدية و/ أو مخاطية و / أو حشوية. وعادة ما يكون سبب داء الليشمانيات الجلدي من قبل L. amazonensis, L. mexicana, L. braziliensis, L. guyanensis, L. major, L. tropica و L. aethiopica3. هذا الشكل من المرض هو في كثير من الأحيان الشفاء الذاتي في البشر بسبب تحريض الاستجابة المناعية الخلوية واقية. ومع ذلك ، قد تفشل الاستجابة المناعية الخلوية ، ويمكن أن يتطور المرض إلى انتشار داء الليشمانيات الجلدي4،5. لا يوجد لقاح متاح بسبب التنوع بين أنواع الليشمانيا والخلفيات الوراثية المضيفة6،7. خيارات العلاج محدودة أيضا لأن معظم الأدوية المتاحة حاليا هي إما مكلفة، سامة، و / أو قد تتطلب العلاج على المدى الطويل8،9. الى جانب ذلك، كانت هناك تقارير عن مقاومة الدواء ضد العلاجات المتاحة10،11.
العامل المسبب للليشمانيات هو طفيلي الليشمانياالبروتوزواني. يقدم الطفيلي شكلين مورفولوجية متميزين في دورة حياته: البروتماستيوجوت ، الشكل المشوه الموجود في ذبابة الوعيد. وamastigotes، شكل داخل الخلايا وجدت في vacuoles الطفيلية من الضامة المضيف الثدييات12،13. أماستيوجوتس’ القدرة على غزو, البقاء على قيد الحياة, وتكرار على الرغم من آليات الدفاع من الضامة المضيف الفقارية تخضع للعديد من الدراسات14,15,16,17. ونتيجة لذلك، كانت العديد من المجموعات البحثية تصف في المختبر تحليل العدوى الضامة لتقييم تأثير عوامل بيئية محددة، فضلا عن الطفيليات والجينات المضيفة على العدوى الطفيلية. يقدم هذا الطرح العديد من المزايا، مثل القدرة على تكييف الدراسات مع شكل إنتاجية عالية، وفترة زمنية أقصر نسبيا للحصول على النتائج، وانخفاض عدد الحيوانات المختبرية التي ضحتبـ 18. ومع ذلك ، فإن نتائج المقالات المختبرية محدودة لأنها لا تتكرر دائمًا في دراسات الجسم الحي14،19،20،21. في التجارب في الجسم الحي توفر نظرة عامة فيزيولوجية نظامية للتفاعل المضيف الطفيلي ، والتي لا يمكن محاكاة كاملة من خلال المقالات المختبرية. على سبيل المثال ، يمكن إجراء الدراسات المناعية من خلال الاختبارات الكيميائية المناعية من أقسام أنسجة لوحة القدم التي تم جمعها أو حتى من الغدد الليمفاوية البوليتية لتحليل الخلايا المناعية المستردة22.
وغالبا ما تستخدم الحيوانات كنموذج للأمراض البشرية في البحوث البيولوجية والطبية الحيوية لفهم أفضل للآليات الفسيولوجية الكامنة وراء الأمراض23. في حالة داء الليشمانيات ، يؤثر الطريق أو الموقع أو جرعة التطعيم على نتيجة المرض24،25،26،27. وعلاوة على ذلك ، فإن قابلية العدوى في البشر والفئران ومقاومتها تنظمها الخلفيات الوراثية للمضيف والطفيلي4،5،22،28،29،30،31. فئران BALB/c معرضة بشدة للعدوى الجلدية ل. الأمازون، مما يظهر تطور ًا سريعًا للمرض مع انتشار الطفيليات إلى الغدد الليمفاوية والطحال والكبد32. كما قد تقدم المرض إلى الانبثاث الجلدي، يمكن أن تكون العدوى قاتلة. في المقابل ، غالبًا ما تتطور فئران C57BL/6 إلى آفات مزمنة مع أحمال طفيلية مستمرة في الملوثات الضارة بمتلازمة الأمازون L. 33. وبالتالي، L. عدوى الأمازون مع هذا النوع من الفئران خاصة وقد اعتبرت نموذجا ممتازا لدراسة الأشكال المزمنة من داء الليشمانيات الجلدي في البشر، لأنه يحاكي تطور المرض أفضل من التهاب الفئران BALB/c نموذج5،34.
وبالتالي ، نقترح أن المورين في عدوى الجسم الحي هو وسيلة مفيدة للدراسات الفسيولوجية الليشمانية المنطبة المطبقة على الأمراض البشرية ، مما يسمح برؤية جهازية للتفاعل بين المضيف والطفيلي. إعادة النظر في المقالات الراسخة22، نقدم هنا بروتوكولًا مجمعًا خطوة بخطوة من عدوى الجسم الحي لفئران C57BL/6 مع L. amazonensis التي تضم تمايز الطفيليات إلى amastigotes الفأسية ، تلقيح الفئران الجلدية ، تطور الآفات ، وتحديد حمولة الطفيليات. يمكن تكييف هذا البروتوكول مع سلالات الفئران الأخرى وأنواع الليشمانيا التي تسبب الليشمانيات الجلدية. في الختام ، فإن الطريقة المعروضة هنا حاسمة في تحديد أهداف ولقاحات جديدة للأدوية المضادةللليشمانيا ، وكذلك في الدراسات الفسيولوجية للاستجابات المناعية والأيضية المضيفة لعدوى الليشمانيا.
يسمح إجراء تحليل العدوى في الجسم الحي الموصوف في هذا البروتوكول لأي باحث بتقييم داء الليشمانيات الجلدي الجسمي بالنظر إلى التفاعل بين المضيف والطفيلي في سيناريو نظامي. وقد استخدمت هذه المقالات من قبل العديد من المجموعات22،24،27،<sup clas…
The authors have nothing to disclose.
نود أن نشكر البروفيسور الدكتور نيلز أولسن سارايفا كامارا من مركز الحيوان التابع لمعهد العلوم الطبية الحيوية بجامعة ساو باولو على الدعم والبروفيسورة الدكتورة سيلفيا ريني أوليانا لتوفيرطاحونة الأنسجة الزجاجية. تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة ساو باولو للأبحاث (FAPESP – منحة MFLS 2017/23933-3).
96-well plate | Greiner bio-ne | 655180 | A flat-bottom plate for limiting dilution assay |
adenine | Sigma | A8626 | Supplement added to M199 cell culture media |
caliper | Mitutoyo | 700-118-20 | A caliper to measure the thickness of footpad |
cell culture flask | Corning | 353014 | A 25 cm2 volume cell culture flask to cultivate Leishmania parasite |
centrifuge | Eppendorf | 5804R | An equipament used for separating samples based on its density |
CO2 incubator 34 °C | Thermo Scientific | 3110 | An incubator for amastigotes differentiation |
ethanol | Merck | K50237083820 | A disinfectant for general items |
fetal bovine serum | Gibco | 12657-029 | Supplement added to M199 cell culture media |
glass tissue grinder tube | Thomas Scientific | 3431 E04 | A tube to collect and disrupt infected footpad tissue |
glucose | Synth | G1008.01.AH | Supplement added to M199 cell culture media |
GraphPad Prism Software | GraphPad | A software used to plot the data and calculate statistical significance | |
hemin | Sigma | H-2250 | Supplement added to M199 cell culture media |
HEPES | Promega | H5303 | Supplement added to M199 cell culture media |
incubator 25 °C | Fanem | 347CD | An incubator for promastigotes cultivation |
inverted microscope | Nikon | TMS | An equipament used to visual analyze the promastigote and amastigote cultures |
isoflurane | An inhalant anesthetics for mice (3-5%) | ||
laminar flow cabinet | Veco | VLFS-09 | A biosafety cabinet used for aseptical work area |
M199 cell culture media | Gibco | 31100-035 | A cell culture media for Leishmania cultivation |
microcentrifuge tube | Axygen | MCT150C | A microtube used for sample collection, processing and storage |
multichanel pipette | Labsystems | F61978 | A multichannel pipette used for limiting dilution assay |
NaHCO3 | Merck | 6329 | Supplement added to M199 cell culture media |
NaOH | Sigma | S8045 | Supplement added to M199 cell culture media |
Neubauer chamber | HBG | 2266 | A hemocytometer to count the parasite suspension |
optical microscope | Nikon | E200 | An optical equipament used to count parasite |
parafilm | Bemis | 349 | A flexible and resistant plastic to seal the plate |
penicillin/streptomycin | Gibco | 15140122 | Supplement added to M199 cell culture media |
Petri dishes | TPP | 93100 | A sterile dish to dissect the footpad tissue |
pipetman kit | Gilson | F167360 | A micropipette kit containing four pipettors (P2 P20 P200 P1000) |
scale | Quimis | BG2000 | An equipament used to weigh collected footpad lesions |
scalpel | Solidor | 10237580026 | A scalpel to cut and collect footpad tissue |
serological pipette 10 mL | Nest | 327001 | A sterile pipette used for transfering mililiter volumes |
tips | Axygen | A pipette tip used for transfering microliter volumes | |
Trypan blue | Gibco | 15250-061 | A dye used to count viable parasites |
trypticase peptone | Merck | Supplement added to M199 cell culture media | |
tuberculin syringe | BD | 305945 | A syringe with 27G needle to inoculate the parasite suspension |