פרוטוקול זה מתאר את הקמתה של מודל העכבר עבור לימוד האינטראקציות של מלאסזיה-מארחים בעור. היא מתארת את הטיפוח של מלאשזיה במבחנה, את הזיהום של העור המורין עם מלאשזיה, ואת הניתוח העוקב אחר הדלקת והנטל הפטרייתי ברקמת העור.
מודלים בעלי חיים חיוניים למחקר מחלות זיהומיות. הם מספקים בסיס חשוב לניתוח הספקטרום המלא של האינטראקציות המתרחשות בין החיידקים והמארחים שלהם בvivo באופן ספציפי לרקמה. פטריות פתוגניים מזוהים יותר ויותר כאיום רציני עבור בני אדם וניצול מודלים אלה זיהום שיפרו מאוד את ההבנה שלנו של פתוגניות פטרייתי. מינים של הסוג מלאכזיה הם הפטריות השופעת ביותר של מיקרוביוטה העור האנושי והם משויכים גם עם התפתחות של הפרעות עור דלקתיות חמורות כגון דרמטיטיס seborrheic ודרמטיטיס אטופית. עם זאת, קשר סיבתי בין מלאציה ופתוגנזה המחלה נשאר לא ידוע, עובדה כי ניתן לייחס את הידע המסכן של הוצלב המורכב של מלאסזיה עם מערכת החיסון לעור. פרוטוקול זה מתאר את הקמתה של מודל העכבר הניסיוני המאפשר ללמוד את האינטראקציה של מלאסזיה עם העור היונקים בvivo. זה מתאר את השיטה לטיפוח מלאכזיה spp. בתנאי מעבדה, איך להדביק את העור מורלין עם מלאכזיה spp. וכיצד להעריך את תוצאת הזיהום באמצעות דלקת העור וניתוחים פטרייתיים. המודל המתואר כאן עובד בחיות חיסונית מלאה, אינו מסתמך על מדכא החיסונית או אנטיביוטיקה טיפול מקדים של בעלי חיים. הוא גם ניתן להתאמה כמעט כל זנים העכבר מהונדסים גנטית והוא יכול להיות משולב עם דגמים אחרים מחלת העור. תכונות אלה להפוך את המודל הזה זיהום כלי רב עוצמה ללמוד בפירוט את התגובה החיסונית מולדים האדפטיבית של הפונדקאי נגד מלאסזיה בעור vivo.
העור מאוכלס על ידי מיקרובים רבים ושונים. החשיפה המתמדת של העור למיקרוביוטה תורמת לעיצוב ולחינוך של המערכת החיסונית של הפונדקאי. פטריות מוכרות יותר ויותר כחלק חיוני של microbiota והם ממלאים תפקיד חשוב הפיזיולוגיה המארחת וחסינות, דומה חיידקים ווירוסים1. מינים של הסוג מלאכזיה הם בהרבה את הפטריות השופעת ביותר הקולוניהעור של החוליות בדם חם והם מפצות על יותר מ 90% של העור האנושי פטרת2,3. שמונה מינים שונים של מלאזיה זוהו עד כה מעור האדם והחיה4.
פתווגיות שונות של העור נחשבים להיווצר, לפחות חלקית, כתוצאה של קומפוזיציה microbiota מאוזנת. דיסביוזיס עלול להוביל לצמיחת יתר של מינים עם פוטנציאל פתוגניים וכתוצאה מכך זיהומים אופורטוניסטים ומחלות5. באופן עקבי, יש הוכחה גוברת כי מלאסזיה, מלבד אורח החיים שלה הקומנדאני, תורמת להתפתחות של הפתווגיות העור השונים, החל קשקשים ו pityriarsis הפרעות דלקתיות יותר כגון כמו seborrheic דרמטיטיס ו אטופיק דרמטיטיס4,6. בעוד שנוצר קשר סיבתי בין מלאסזיה לבין וורסיסיס של פייוזזיס, התפקיד הפתופסולוגי של הפטריה בפתווגיות עור חמורים יותר נותר ברובו לא ידוע.
קביעת התפקיד של מלאסזיה בתוך הומאוסטזיס העור ושיחות מחלות לידע מעמיק יותר על האינטראקציה של הפטריה עם העור ואת מערכת החיסונית עורית. של הערה, מחקר על מלאסזיה הוא, לעומת פתוגנים פטרייתיים אנושיים אחרים (למשל, קנדידה אלביקנס או אספרגייוס דיגאטנוס), עדיין בשלב הטירון. ניתן לייחס זאת לקושי בטיפוח של מאלאזיה בתנאי מעבדה ובהיעדר מודלים ניסיוניים מתאימים לחקר הפטריה במגע עם הפונדקאי בvivo. ניסויים קודמים בתאים בודדים בתרבות הצביעו על מגוון רחב של אינטראקציות ישירות ועקיפות בין מלאציה לבין תאים שונים שאינם חסינים מפני המערכת החיסונית7. עם זאת, אלה בניסויים מחוץ לגופית רק חלקית את המצב של סביבת העור המורכבת בvivo שבו אירועים סלולריים ומולקולריים רבים מתרחשים במקביל בין הפטריה לבין סוגי תאים שונים.
להלן, אנו מתווה את הפרוטוקול עבור מודל ניסיוני של זיהום עור של מלאסזיה בעכברים, אשר הקמנו לאחרונה, כדי ללמוד את האינטראקציה פטריה-מארח ב vivo7. הדבר כולל הליכים עבור (1) הטיפוח המוצלח של מלאשזיה במבחנה, (2) היישום האפיטנאני של מאלעזיה על עור האוזן המורמי, ו (3) הפרטים הטכניים של אופן הניתוח של העור המושרה מלאשזיה דלקת והנטל הפטרייתי של העור הנגוע. חשוב מכך, מודל זה אינו מסתמך על דיכוי חיסוני (למשל, על ידי קורטיקוסטרואידים) או טיפול אנטיביוטי של עכברים לפני זיהום, כפי שהוא התאמן בדגמי עכבר אחרים של זיהום פטרייתי8,9. בתורו, זה מאפשר ללמוד את הספקטרום המלא של התגובה החיסונית מולדים ואדפטיבית נגד מלאסזיה בעור נורמלי. של הערה, עכברים מסוג פראי שמרו תחת מצבים מסוימים ללא הפתוגן (SPF) לא התיישבות באופן טבעי עם מאלאזיה , ולכן, החשיפה שלהם אל הפטריה אינה מהווה מושבת מתמדת, אלא מנוקה מהמארח בתוך כ 1.5 שבועות. עם זאת, המודל מאפשר ללמוד את המנגנונים של מארח נגד פטריות חניכה התגובה ורגולציה אשר, בתורו, הוא בסיס איך הזיכרון החיסוני נוצר. המודל הוא צדדי בכך שהוא יכול בקלות להיות מוחל על מגוון רחב של זנים העכבר מהונדסים גנטית והוא יכול להיות משולב עם מודלים אחרים מחלת העור הקיימים, כגון מודלים של מחסור במכשול, כדי ללמוד את ההשפעה של מלאציה תחת מצבי עור פתולוגיים ודלקתיים7. לכן, המודל המתואר של זיהום העור הניסיוני mal, בעכברים מספק מידה גבוהה של גמישות לחקור את האינטראקציה של הפטריה עם מערכת החיסון לעור בהקשר של הומאוסטזיס ומחלות.
פרוטוקול זה מתאר את זיהום העור הניסיוני של עכברים עם מלאסזיה Spp. בשל הפוטנציאל הפתוגני שלו, מלאסזיה spp מסווגים כפתוגנים BSL2 במדינות מסוימות, כולל שוויץ. אנא בידקו את ההנחיות המקומיות ועקבו אחר התקנות של הרשויות המקומיות. BSL2-אורגניזמים מסווגים צריך להיות מטופלים על ידי צוות מיומן תחת ארון בטיחות BSL2 מוסמך (תואר ראשון). פסולת ביולוגית מזוהמים עם אורגניזמים BSL2-מסווגים, כמו גם, גוויות של עכברים נגועים באורגניזמים כאלה צריך להיות אוטוקלבד לפני סילוק. לניסויים עם עכברים, יש לעשות את כל המאמצים כדי למזער את הסבל ולהבטיח את הסטנדרטים האתיים והאנושיים הגבוהים ביותר על פי עקרונות 3R (להחליף, לחדד, להקטין)10. הניסויים המתוארים בפרוטוקול זה בוצעו עם M. pachydermatis (atcc 14522), m. furfur (atcc 14521) ו -m. סימטרי (atcc 42132)7.
פרוטוקול זה מתאר את הזיהום של העור של זן בשימוש נפוץ של העכבר C57BL/6 על ידי מלאסזיה spp. התאמת פרוטוקול זה לזנים אחרים של העכבר עם רקע גנטי שונה (למשל, balb/c) או שונה בעכבר גנטית זנים עשויים להזדקק לכוונון של מינון הזיהום, נקודת הזמן (s) של ניתוח, וכו ‘. כדי להבטיח הזדקנות, קבוצות של עכברים תמיד צריך להיות באותו גיל ומין. מקור העכברים צריך להישמר יציב, כמו שינויים קלים אפילו ברקע גנטי הבדלים microbiota, אשר קיימים בין הספקים יכול להתקיים גם בין יחידות שונות של מתקן רבייה אחת, יכול להיות השפעה בלתי צפויה על מובן של זיהום. כאשר מקימים את מודל ההדבקה של מלאסזיה המתואר בפרוטוקול זה, מומלץ לבצע מחקר פיילוט כדי לפקח בזהירות על מהלך הזיהום, כולל היקף הקולוניזציה, הקינטיקה של הסיווג הפטרייתי ומידת ה דלקת ופתולוגיה שעלולים להיגרם (למשל, אם עור האוזן משתבש לפני ההידבקות) כדי לקבוע את תנאי היכולת האופטימליים.
על מנת להבטיח הבדלים ולזהות באופן אמין את ההבדלים בין קבוצות נסיוניות, מספר בעלי החיים המשמשים לקבוצה חייב להיות מחושב בהתבסס על הניתוח הסטטיסטי. גודל המדגם מחושב על בסיס גודל האפקט, שיעור השגיאה והעוצמה, הרואים וריאציות ביולוגיות ונסיוניות (לדוגמה, עקב השתנות במערכת החיסונית). מסיבות אתיות להימנע משימוש במספר גבוה שלא לצורך של בעלי חיים. ביחס לדלקת העור, בטיפול באוזן אחת בלבד עם הפטריה ושימוש באוזן השנייה כפקד באותו עכבר, לא מומלץ כי עכברים עלולים להפיץ את הפטריה לשתי האוזניים בעת הטיפוח. עם זאת, שימוש 1/2 האוזן עבור מתודולוגיים שונים לקרוא כגון קביעת נטל פטרייתי, בידוד של תאים חיסוניים או ניתוח היסטולוגית הוא לעתים קרובות מספיק ותוצאות הפחתה משמעותית מספרי בעלי חיים המשמשים ניסויים.
18 מינים שונים של מלאזיה תוארו עד כה. וריאציות בין-מינים בתוך הסוג מלאכזיה יכול להשפיע על האינטראקציה עם המארח, כפי שלמדנו גם ממחקרים על פטריות הפתוגניים האדם האחר13. מינים שונים של מלאסזיה וזנים שונים במקורם שלהם (למשל, m. paכידרמאטיס הוא המינים התכופים ביותר מבודדים מבעלי חיים, בעוד m. restricta, m. globosa ו -הסימפדקיים הם ה חברים בולטים של מיקרובידום עור פטרייתי בבני אדם עם התפלגות משתנה של מינים אלה בין אזורי העור השונים). מינים מסוימים משויכים להטיות, בעוד שאחרים נחשבים ליותר פתוגניים, למרות שראיות מפורטות נשארות חלשות יחסית. חשוב מכך, מינים וזנים מסוימים קשה יותר לצמוח מאחרים. לפיכך, ההחלטה של איזה מינים/מאמץ להשתמש עבור הזיהום חייב להיות מבוסס על שאלת המחקר.
זיהום ניסיוני של העור murine עם אורגניזמים מסוימים כגון קנדידה אלביקנס או האורהולוקוקוס מחייב את השיבוש של המכשול באפידרמיס לפני זיהום, למשל, עם נייר חול14, 15,16. לעומת זאת, המודל של זיהום מלאסזיה המתואר כאן הוא יעיל באותה מידה עם ובלי שיבוש מכשול7. מידת הדלקת הנגרמת על ידי הפטריה היא מוגברת בנפט אם העור הוא הקלטת לפני זיהום7. לפיכך, האם יש לתמרן את העור לפני שיישום מלאזיה תלוי בשאלת המחקר. מודלים שונים של דלקת בעור כרונית וחריפה (למשל, מודלים לסוג מושהה רגישות יתר (DTH) וליצור קשר עם רגישות יתר (CHS) ומודלים של חוסר מכשול קיים שעשוי להיות עניין לחקור את תרומת השמרים שמרים הפתווגיות עור.
עכברים מטופחים המתוחזקים בתנאים מסוימים ללא הפתוגן (SPF) הם (לידיעת הידע שלנו) לא באופן טבעי הכובש עם מלאזיה. לכן, היישום הניסיוני של מלאסזיה לעור האוזן של העכבר מייצג חשיפה ראשונית לפטריה הגורמת תגובה חריפה במארח, אשר בתורו מוביל לסיווג פטרייתי בתוך 1-2 שבועות7. בעוד המודל המתואר בפרוטוקול זה, לפיכך, משקף רק באופן חלקי את המצב בבני אדם הקשורים חיסוני או אורגניזמים מארחים אחרים, כי הם לצמיתות הכובש עם מלאזיה, הזיהום הניסיוני מאפשר חלון מספיק של הזדמנות ללמוד חסינות נגד פטריות ומנגנונים סלולאריים ומולקולריים אשר מתחת לתגובה זו. כמו-כן, היא מאפשרת חקירת וריאציות בתגובה למינים שונים של מלגזיה ולזנים בתנאים ניסיוניים שונים (למשל, עם ובלי הפרעה בעור).
המחקר של מלאסזיה -אינטראקציות מארחים הוגבלה בעבר לניסויים מחוץ למבחנה עם סוגי תאים בודדים בתרבויות (g., קווי התאים keratinocyte, PBMCs). למרות שמחקרים אלה הדליקו קצת אור על הגורמים הפטרייתיים והמארחים שמעצבים את הגומלין בין מלאזיה לבין הפונדקאי17, הם אינם מאפשרים להשיג הבנה מקיפה של האינטראקציה בין הפטרייה במתחם. סביבה של העור, אשר מערבת סוגי תאים מרובים הנמצאים בתקשורת מתמדת, כגון keratinocytes, פיברותקיעות ותאי החיסון שוכני-רקמות, אלא גם אוכלוסיות לוקיוניות המחלשות את הרקמה רק על מפגש מיקרוביאלית של עור. רשת רב-תאיים זו אינה יכולה להיות משוחזר לחלוטין במודלים של מבחנה, אפילו עם מערכות מתקדמות של אורגנואיד. לפיכך, הזיהום הניסיוני של עכברים עדיין מייצג את תקן הזהב באימונולוגיה ומחקר מחלות זיהומיות, והזמינות של המודל המתואר כאן מייצגת פריצת דרך בתחום מחקר מאלאזיה . והכי חשוב, מודל זה מסתמך על היישום האפיטאלי של מלאסזיה על עור האוזן הבלתי מודאג, והוא אינו מסבך את הפטריה על ידי הזרקה לתוך הרקמה, למשל, תת-עורי או intraperitoneally, כמו מחקרים קודמים דיווחו על18, שניהם רחוקים יותר מן המצב באופן טבעי מארחים הכובש.
האפשרות לשלב את הדגם של זיהום מאלאזיה המתואר בפרוטוקול זה עם דגמי עכבר זמינים אחרים מגדיל מאוד את היקף וגמישות של היישום. האחרון כוללים מודלים שונים של הפרעות עור ספציפיות, כגון המודל של חוסר מכשול המחקה תכונות חשובות של דרמטיטיס אטופיק, מחלה הקשורה מלאסזיה בשני בני אדם וכלבים. כמו-כן, ניתן למרוח בקלות את הזיהום האפיאואלי של העור עם מלאסזיה על עכברים בעלי פגמים גנטיים בגנים מארחים של עניין, או עכברים שבהם סוג תא של עניין נמחק גנטית או שניתן לרוקן באופן מבחינה תרופתי (למשל, באמצעות של מינהל הרעלים של דיפתריה ב קולטן של דיפתריה-עכברים מבטאים). דגמים כאלה מייצגים כלי בלתי נמנע לבתר את התגובה המארחת לתוך המיטובים וחיידקים פתוגניים, כולל מלאזיה, ולהעריך את התפקיד של גנים אלה סוג תא באינטראקציה מארח פטריה. ניתן להרחיב את הניתוחים של האינטראקציה עם מלאציה-העור המארחת הרבה מעבר למה שמתואר בפרוטוקול זה. אלה כוללים ניתוחים של היסטולוגיה (למשל, כדי לקבוע את מידת הפתולוגיה של העור או את העיבוי באפידרמיס הנגרמת על ידי הפטריה), על ידי אימונוהיסטוכימיה או אימונוofor, כתמים מפרקים רקמות באמצעות נוגדנים מכוונים נגד סוג תא סמנים ספציפיים או מולקולות אחרות של עניין. זה יכול להיות גם כרוך בידוד של תאים (למשל, תושב רקמות או החדירה רקמה לבין תת-ערכות) מרקמת העור הנגועים לחקור את הקיטוב, רגולציה, ודינמיקה של התגובה החיסונית למאלאציה בעומק רב.
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכת על ידי אוניברסיטת ציריך, שווייץ.
Agar | Sigma-Aldrich | A1296-1KG | |
Attane Isoflurane | Piramal Healthcare | – | |
Biosaftey cabinet (BSC) Faster Ultra Safe | DASIT GROUP | TEC 5594 | BSL2 certified |
Centrifuge | Eppendorf | 5415D | compatible with 2ml Eppendorf tubes |
Dessicated Ox-bile | Sigma-Aldrich | 70168-100G | |
Eppendorf Tubes (2 ml) | Eppendorf | 0030 120.094 | |
Glucose | Sigma-Aldrich | 49159-5KG | |
Gylcerol (99 %) | Honeywell | 10314830 | |
Heating pad | Eickenmeyer | 648048 | |
Incubator Hereaus B20 | Heraeus | 412047753 | BSL2 certified |
Ketasol (100 mg) | Graeub AG | 6680416 | |
Magentic heating plate MR Hei-Standard | Heidolph Instruments | 442-1355 | |
Malassezia spp. | ATCC | 14522, 14521, 42132 | |
Malt extract | Sigma-Aldrich | 70167-500G | |
Multiply Biosphere Tubes (200 µl) | Sarstedt AG | 7084211 | Safelock |
Native olive oil | – | – | commerc. available |
Nonidet P40 | Axon Lab | A1694,0250 | |
Oditest measurment devise | Kroeplin | S0247 | range 0-5 mm |
Oleic Acid | Sigma-Aldrich | 75090-5ML | |
Peptone | Oxoid | LP0037 | |
Petri dishes | Sarstedt AG | 82.1473 | |
Phosphat buffered salt solution (PBS, 1x) | Amimed/Bioconcept | 3-05F39 | |
Rompun (2 %) | Bayer | KP0BFHR | |
Shaking incubator Infors Minitron | Infors | – | BSL2 certified |
Spectrometer | Jenway | 20308 | optical density measurement at 600nm |
Spectrometer Cuvettes | Greiner Bio-One | 613101 | |
Stainless Steel balls (5mm) | ABF | KU.5G80 1.3541 | |
Syringes 1 ml Sub-Q | BD Bioscience | 305501 | |
Tissue Lyzer II | Quiagen | 85300 | |
Transpore Hypoallergic Tape | 3M | 1527-1 | |
Tween 40 | Sigma-Aldrich | P1504-100ML | |
Vitamin A Retinoli Palmitas Eye Cream | BAUSCH & LOMB | commerc. available |