Bu makalede deneysel koşullar altında sığır bronkoskopik teknikler, yani bronkoskopik güdümlü aşılama, bronkoalveoler lavaj, bronş fırçalama ve transbronşiyal akciğer biyopsisi açıklanır.
Solunum tıp araştırmalarında alternatif hayvan modelleri için devam eden bir arama var. Araştırmanın amacı bağlı olarak, akciğer hastalığı modeli olarak büyük hayvanlar genellikle farenin yapmak çok daha iyi, insan akciğer durum benzer. Büyük hayvanlarla çalışan hayvanlar da ödün vermeden uzun vadeli çalışmalar sağlar zaman, belli bir dersin tekrar tekrar aynı hayvanı örnek bir fırsat sunuyor.
Amaç, solunum Chlamydia psittaci enfeksiyonu bir sığır modelinde in vivo kullanım için örnekleme yöntemlerini ortaya koymaktır. Numune alma çalışma sırasında, her bir hayvanda, çeşitli zaman noktalarında yapılmalıdır, ve numuneler, deney koşulları altında konakçı tepkisi, hem de patojen incelemek için uygun olmalıdır.
Bronkoskopi, insan ve veteriner hekimliğinde değerli bir tanı aracıdır. Bu güvenli ve minimal invaziv bir işlemdir. Bu Kutuple intrabronşiyal buzağıların aşı hem de alt solunum yolu için örnekleme yöntem açıklanır. Videoendoskopik, intrabronşiyal aşılama tüm aşılanmış hayvanlarda çok tutarlı klinik ve patolojik neden olur ve, bu nedenle, bulaşıcı akciğer hastalığı modellerinde kullanılmak için çok uygundur. Açıklanan örnekleme yöntemleri, bronkoalveoler lavaj, bronş fırçalama ve transbronşiyal akciğer biyopsisi. Tüm bu insan tıp değerli tanı araçlarıdır ve 6-8 hafta arası buzağılar için deneysel amaçlar için adapte olabilir. Elde edilmiş olan numuneler konukçuda akciğer iltihabı şiddetinin patojen saptanması ve tanımlanması için uygundur edildi.
Biyomedikal Araştırma Büyük Hayvan Modellerinin Değerleri
Modern disiplinlerarası biyomedikal araştırmalarda, hayvan modelleri hala karmaşık etkileşimler aydınlatmak için vazgeçilmez – sağlık ya da bir hastalık durumu ile ilgili – memeli organizmalar içinde. Çalışmaların% 1'den daha az evcil hayvanlar ile çalışırken biyomedikal araştırma 1 için model olarak sığır, at, koyun, kümes hayvanları ya da okudu bilim adamlarına layık olan 17 Nobel ödülü rağmen, hayvan deneyleri günümüzde büyük çoğunluğu, kemirgenler ile yapılmaktadır ya da hayvancılık.
Küçük hayvanlar birçok pratik avantaj (yani düşük maliyetli, genetik yumuşaklık, yüksek verimlilik, çok sayıda genetik durumu, ve immünolojik aletleri ve kitleri) sunmak, ve genetiği değiştirilmiş fare modelleri genellikle belirli moleküler yollar keşfetmek mekanik çalışmalar gerçekleştirmek için kabul edilir. Kompleks sistemler, t biyomedikal araştırmaO biyolojik alaka ve fareler modellerinin klinik faydası daha şüpheli hale gelmektedir. Onlar yanıltıcı ve biyolojik karmaşıklık 2-9 tefrit riskini dayanamaz.
Nedeniyle türler arası özelliklerine, tek bir hayvan türü tamamen insani durumu ayna olacak ve birden fazla model kullanımı disiplinlerarası bir biyomedikal araştırma yaklaşımı yararlı gibi görünüyor. Öteleme tıp bağlamında, büyük hayvanlar insan hem de hayvan sağlığı için 1 çift kullanımlı yüksek biyolojik alaka ile sonuç sağlama gibi karşılaştırmalı modelleri sunmak için fırsat sunuyoruz. Dikkate değer, insan genomu daha yakından laboratuvar kemirgen genom tarafından daha sığır genom tarafından benzetilen. Ayrıca diğer takson kıyasla, farelerin genom daha 10-12 yeniden düzenlenmiş olan, son zamanlarda teyit edilmiştir.
Karmaşık bir araştırma tasarımı, hayvancılık kullanımı uniq sunuyorhayvan ödün vermeden tek-ve–aynı Individuum in vivo örneklerinin çeşitli tekrarlanan toplama intra-birey, uzun vadeli çalışmaların ue fırsattır. Bu nedenle, fonksiyonel inflamatuar ve morfolojik değişimler zaman 13 belli bir süre içinde aynı konuda izlenebilir.
Bir Uygun Solunum Modeli Olarak Sığır Akciğer
Nedeniyle akciğer anatomisi, solunum fizyolojisi ve pulmoner immünoloji önemli farklılıklar yüksek sayıda, fareler insan akciğer hastalığı birçok önemli patofizyolojik açıdan yeniden yoktur. Solunum hastalığı 2,9,14-16 hayvan modellerinde olarak kullanılırken bu dikkate alınmalıdır. Anatomi ve yapının özelikleri her memeli akciğer için mevcut olmakla beraber, fonksiyonel özellikleri (örn. akciğer hacimleri, hava akımları ve solunum mekaniği) nedeniyle benzer vücut ağırlıkları yetişkin insanlar ve buzağılar arasında daha iyi karşılaştırılabilir(50-100 kg).
Aşağıdaki gibi sığır akciğer türe özgü özellikleri özetlenmiştir: sol akciğer (iki parçaya bölünmüş ve lobus caudalis olan lobus kraniyalise,) iki lob oluşur, sağ akciğer dört lob oluşur (lobus kraniyalise, lobus medius, lobus caudalis ve lobus accessorius). Çoğu diğer memelilerin akciğer anatomisi aksine, trakea sağ yan tarafında doğrudan sağ kranial lob dalları bronş. Anatomi subgros ile ilgili olarak, sığır akciğer Lobülasyonlu yüksek derecede ve nispeten düşük özgül akciğer uyum yol interstisyel doku 17,18 yüksek bir yüzdesi ve daha yüksek bir akciğer doku direncini 19 sunulur. Bu nedenle, gerekli olan nefes alma aktivitesi diğer türler 20,21 kıyasla oldukça yüksektir. Lobülasyonlu yüksek derecede bölümlerinin güçlü bağımsızlığı yol açar. Bu nedenle, inflammatory süreçler bağ dokusu septa ile sınırlı olup, hastalıklı ve sağlıklı kesimleri genellikle aynı lobda içinde yalan. Nedeniyle teminat hava yollarının eksikliği, sığır akciğer özellikle obstrüktif akciğer bozuklukları 13 ayna uygundur. Sığır akciğerde damar ile ilgili olarak, küçük bir pulmoner arter çok önemli bir düz kas tabakaları göstermektedir. Bu nedenle, dana da 22-24 yeniden pulmoner hipertansiyon veya vasküler köklü bir hayvan modeli olarak hizmet edebilir.
Solunum yolu enfeksiyonları ile ilgili olarak, doğal olarak meydana gelen hastalıkların insanda karşılaştırılabilir hastalığına yakalanmış olan birçok benzerlik bu hayvan bulunmaktadır. Tipik örnekler, tüberküloz ile 25, respiratuvar sinsityal virüs buzağı 26-28 (RSV) enfeksiyonu ya da doğal olarak kazanılmış enfeksiyonları Chlamydia 29 bulunmaktadır. Bu nedenle, büyük bir hayvan modelleri doğal ev sahibi yakın durumu benzemektedir. Bu nedenle, en çok usef vardırul konukçu-patojen etkileşimlerine ve insan 30,31 karşılık gelen hastalığın patofizyolojisi karmaşık incelemek için.
Solunum Chlamydia psittaci enfeksiyonu biyolojik ilgili model olarak, buzağı sığırlar bu patojenin 32-35 doğal konakları temsil beri seçildi. Hayvanlar ve insanlar arasında hastalık ya da olası bulaşma yolları patogenezi ile ilgili, bu modelden elde edilen bilgiler, sığır ve insan hem de etkisi ile bilgimizi genişletmek için yardımcı olacaktır. Modeli aynı zamanda akciğer C ortadan kaldırılması için genel kabul görmüş ve alternatif tedavi seçenekleri doğrulamak için yardımcı olabilir hem veteriner ve insan tıbbında ilgi yine, psittaci enfeksiyonlar,.
Sığır Solunum Sistemi ve örnekler elde Uygulanan Teknikler
Bu kağıt açıklar ve teknikleri ve tanı yöntemlerini göstermektedir applicablsığır akciğeri e ve memeli akciğer ve terapötik müdahale etkinliği üzerinde patojenin hem etkisini değerlendirmek için bir model olarak kullanılır.
Bronkoskopi 1960'lardan beri insan tıp yapılmıştır ve güvenli bir işlemdir 36 olarak kabul edilir. Buzağılarda deneysel bronkoskopi ilk kez 37 için 1968 yılında tarif edilmiştir. Patojenlerin intrabronşiyal uygulama Potgieter ve arkadaşları tarafından ileri sürülmüştür. Güvenilir bir yöntem buzağıların 38 alt solunum yolu hastalığı üretmek ve şimdi sığır araştırma 34,39,40 yaygın bir yöntemdir gibi. Videoendoskopik kontrol altında patojenin bir tanımlanmış miktarının intrabronşiyal aşılama akciğerde, enfeksiyöz ajanın seçici yerleştirme sağlar. Bu, tüm hayvanlarda 34 tutarlı klinik ve patolojik bulgulara yol açar nedeniyle patojen maruz kalma değişmiş olması beklenen akciğer bölgelerinde hedeflenen örnekleme sağlar.
<pclass = "jove_content"> bronkoalveoler lavaj sıvısı (BAL) akciğer inflamasyon varlığı ve şiddeti için iyi tanımlanmış bir göstergedir. Bronkoalveoler lavaj (BAL), solunum hastalıkları 41 çeşitli teşhisinde insan tıbbında standart bir prosedürdür. Canlı sığır, BAL geçen yüzyılın 42 geç yetmişli Wilkie ve Markham tarafından tanıtıldı. Bu sığır alt solunum yollarını incelemek için güvenli ve tekrarlanabilir bir teknik olarak kabul edildi. Nedeniyle esnek fiberoptik bronkoskop ile sağlıklı buzağılar 1988 Pringle vd. Yapılan BAL'da sağlıklı hayvanlarda BALS parametrelerle ilgili yeterli verilerin eksikliği. Yazarlar ayrıca karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için 43 deneysel koşullar altında BAL protokolleri standardize etmek gereğine işaret etti. BAL hala buzağılarda 44-46 in vivo bir örnekleme yöntemi olarak kullanılmaktadır.Bronş fırçalama yaygın olarak bir insan tıbbında kullanılanneoplastik lezyonlar veya mikrobiyolojik analizler 36 için örnek bir tanı aracıdır. Araştırma amacıyla, sitolojik fırçalama ile hasat epitel hücrelerinin birincil hücre kültürleri 47 elde edilebilir. Sığır olarak, mikrobiyolojik analizler için bronş manşonlarla kullanımının akciğer 43 mikrobiyal çevre karakterize etmek için tarif edilmiştir.
Transbronşial akciğer biyopsisi akciğer doku örnekleri sağlar ve insanlarda akciğer hastalıkları yaygın için değerli bir tanı aracıdır. Iatrojenik pnömotoraks ve prosedür ile ilgili kanama, bu teknik ile ilişkili komplikasyonlar vardır. Bunların sıklığı insan hastalara 48'deki yüzde birden az olduğu bildirilmektedir. TBAB gereken ekipmanın yüksek maliyet ve biyopsileri elde etmek için gerekli olan zamana bağlı olarak sığır kullanımı için yaygın bir yöntem değildir. Bunun yerine, deri, akciğer biyopsileri tarla koşullarında 49-51 altında daha uygundur.
Aşılamadan bir bronkoskopik yöntem geliştirilmiştir ve çeşitli bronkoskopik örnekleme yöntemi deney koşulları altında büyük hayvanlarda kullanılmak üzere adapte edilmiştir. Açıklanan teknikler bile endoskopi deneyimi az olan sınav için, öğrenmesi kolay. Bronkoskopi işlemi minimal invaziv ve aşılama yöntemleri yanı sıra, açıklanan örnekleme yöntemleri (BAL, transbronşiyal akciğer biyopsisi, bronşiyal fırçalama) ile ilişkili herhangi bir yan etkisi hiç hayvanların herhangi görüldü. İnsanlarda Transbronşial akciğer biyopsisi ile ilişkili komplikasyonlar kanama ve pnömotoraks 48, bunların hiçbiri bu prosedür uygulandı buzağılarda görüldü. Transbronşiyal akciğer biyopsisi daha zaman alıcı ve transkütan yöntemine göre daha ekipman gerektirir, ama daha az invaziv ve yara enfeksiyonu riski taşımıyor.
Inoculat ve görsel olarak kontrol, endoskopik yöntemiyon akciğerin belirli bölgelerde patojenin bir tanımlanmış miktarının birikmesine izin verir. Bu nedenle, her aşılanmış hayvanlarda 32-34 çok tutarlı klinik ve patolojik bulgular elde edilir. Ancak, buzağılarda doğal enfeksiyon tüm özelliklerini benzemez. Solunum C'lik bir modelinde doğal enfeksiyonları buzağıların genellikle apikal lob pnömoni gelişir, oysa psittaci enfeksiyon, aşılama açıklanan teknik patojen yerleştirme 34 siteleri ile ilişkili akciğer lezyonlarına yol açtı. Bu durum, büyük baş hayvanlar, doğal edinilmiş akciğer enfeksiyonu bağlamında deneysel bulguların ile yorumlayarak dikkate alınmalıdır.
Videoendoskopik BAL akciğerin tanımlanmış bir örnekleme alanı sağlar. Deney amacıyla, bu kör koşullar altında bir burun kateter kullanımı ile karşılaştırıldığında daha avantajlıdır. Nedeniyle sığır akciğer anatomisi, körü körüne takılan kateter itmek olacaktırÇoğu durumda 53,54 doğru diyafram lob ed ve muayene yıkanır olduğu akciğer alanı üzerinde bir etkisi vardır. Yan yatma anestezi uygulanmış buzağıların endoskopik BAL bir başka avantajı,% 80'den fazla bir telkin akışkanın yüksek ortalama iyileşme oranıdır. Diğer çalışmalar ile karşılaştırılması ayakta, sedasyon buzağılar, 133.3 ± 1.6 ml 46 bir iyileşme ve 127.13 ± 3.53 ml 45 kaudal lob içine sıvı 240 ml damlatılması sonra rapor edilir, ortaya koymaktadır. Sedasyon buzağılarda sternal yatma telkin sıvının% 51 kuyruk lob 43 kranial lobda ve% 62 geri olabilir. Bu, aşılanan sıvının yaklaşık yarısı dana dik olarak elde edilebilir anlamına gelir. Daha fazla numune hazırlama için gerekli BAL'da miktarına bağlı olarak, bu istenen tüm deneyler yürütmek için yeterli malzeme bırakmayın olabilir. Sığırlarda BAL birçok araştırma grupları tarafından kullanılan ve birçok olmuşturfarklı parametreler çeşitli koşullar altında incelenmiştir. Birçok yazar bazal lob 43,45,46 arasında lavaj uygulandı, ancak lavaj için kullanılan sıvı miktarı araştırma grupları arasında farklılık gösterir. Bu zor, farklı yayınlardan bulguları karşılaştırmak için yapım, kazanılan hücre, protein ve diğer maddelerin seyreltme tutarsızlık yol açar. Bu nedenle, sığırlarda kullanım için hemen uygulamasından sonra elde edilir, 20 ml sıcak gövde, izotonik tuzlu su (toplamda 100 mi), beş fraksiyonları ile yıkanması tavsiye edilir. Büyük bir çap (örneğin,> 2 mm) ile lavaj bir kateter kullanılarak, her fraksiyonun hacmi biraz kateterin kalır sıvının miktarına bağlı olarak, artan gerekmektedir.
Sığır akciğer yüksek segmente anatomi metodik bir sınırlama yol açar; Akciğerin bir kısmından elde edilen sonuçlar, akciğer geri kalanı için doğru olmayabilir. Orada hiçbir yanabronş biyopsisi ve lavaj tarafından soruşturulduklarını tüm akciğer alan görüş kontrolü, muayene örneklenmiş alanlar sağlıklı veya hastalıklı olup olmadığını bilemeyiz. Bu nedenle, bu patojen patojenin daha yüksek bir geri kazanım oranına sahip ve hastalıklı akciğer alanlarının numune daha yüksek bir olasılık olması amacıyla daha önce aşılanmıştır yerleri örnek için çok önemlidir. Başka bir sınırlama kötü klinik durumun hayvanlarda artmış anestezi riski olduğunu. Tarif edilen yöntemler, ancak mümkün olduğu kadar düşük hayvanlar için yük tutmak için hastalık hafif ve orta şiddette modelleri kullanılmalıdır. Rumende gaz geliştirme bu türlerde anestezi riski artar gibi geviş getiren hayvanlarda genel anestezi, her zaman mümkün olduğunca kısa olmalıdır. Hayvanlar bronkoskopi geliştirilen gaz efflux izin hemen sonra yüzükoyun pozisyonda yerleştirilmesi gerekir ve tamamen anestezi kurtarıldı kadar yakından izlenmesi gerekir. Ayrıca, tarif edilen teknikler suita değildiraz 24 saat aralıklarla örnekleme için ble.
Açıklanan protokol, diğer enfeksiyöz ajanlar adapte edilebilir. Çeşitli patojenlerin endoskopik aşılama C gibi tarif edilmiştir psittaci 32-34, Pasteurella haemolytica 38-40,42, Haemophilus somni 55 ve sığır viral ishal virüsü 44. Ayrıca, akciğer patojeni yatırma siteleri istenen modele uyarlanabilir. (I) Örnekleme siteleri aşılama yerle ilgili ve beklenen patolojik bulgulara dayanarak seçilmelidir: örnekleme siteleri seçerken, bazı önemli gerçekler dikkate alınmalıdır. Otopsi bakımı yapılacak olduğunda, (ii) ex vivo numune için yeterli Örneklenmemiş akciğer alanları bırakmak için özen gösterilmelidir. Onlar ekipman ile ulaşılabilir böylece (iii) Örnekleme sitesi yerleri seçilmelidir. Özellikle Transbronşial akciğer biyopsisi için, biyopsi forseps uzunluğu nedeniyle sınırlamalar vardır. (Iv) To örneklemenin sırası önemlidir, bronşiyal fırçalama ve transbronşiyal akciğer biyopsisi Balf kontamine hangi, küçük kanamalara yol açabilir olduğunu. Bu nedenle, BAL zaman ilk elde edilmelidir. Diğer türlerde protokolünü kullanırken, türe özel akciğer anatomisi dikkate alınmalıdır.
The authors have nothing to disclose.
The authors are very thankful to the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) of Germany for the funding of their work. Also, the authors thank Ines Lemser, Sylke Stahlberg, Ingolf Rücknagel and all the other colleagues working in the team of the animal house (FLI, Germany) for their technical assistance with the bronchoscopies. They are very thankful to Maria-Christina Haase (FLI, Germany) for her help in providing literature. Furthermore, the authors wish to express their gratitude to Dr. Angela Berndt (FLI, Germany) and Nicolette Bestul (University of Wisconsin-River Falls) for critical reading of the manuscript.
Veterinary Video Endoscope | Karl Storz GmbH & Co. KG, Tuttlingen, Germany | PV-SG 22–140 | diameter: 9 mm, working channel: 2,2 mm, working length 140 cm |
lavage catheter | Karl Storz GmbH & Co. KG, Tuttlingen, Germany | diameter: 2 mm; length: 180 cm, Luer-lock-adapter | |
acuator | WEPA Apothekenbedarf GmbH & Co KG, Hillscheid, Germany | 32660 | length: 60 mm |
biopsy forceps | Karl Storz GmbH & Co. KG, Tuttlingen, Germany | REF 60180LT | 1.8 mm, serrated, oval |
Omnifix 20 ml, Luer-Lock | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 4617207V | |
cytology brush | mtp GmbH, Neuhausen ob Eck, Germany | 110240-10 | working length 180 cm, brush length: 15 mm, diameter 1.8 mm |
iv acess | Henry Schein Vet GmbH, Hamburg, Germany | 370-211 | diameter 1.2 mm, length 43 mm |
Rompun 2% (xylazin) | Bayer Vital GmbH, Leverkusen, Germany | 0.2 mg/kg bodyweight | |
Ketamin 10% (ketamine) | bela-pharm GmbH & Co. KG, Vechta, Germany | 2.0 mg/kg bodyweight | |
isotonic saline solution | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3200950 | |
SUB 6 waterbath | CLF analytische Laborgeräte GmbH, Emersacker, Germany | n/a | |
metal tube speculum | n/a | n/a | diameter: 3.5 cm, length: 35 cm |
flashlight | n/a | n/a | |
siliconized glass bottles | n/a | n/a | siliconize with Sigmacote (Sigma-Aldrich Co. LLC) |
Omnifix Luer 3 ml | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 4616025V | |
Omnifix Luer 5 ml | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 4616057V | |
sealing plugs | Henry Schein Vet GmbH, Hamburg, Germany | 900-3057 | |
inoculum | n/a | dilute pathogen in 8mL buffer |