Summary

Intratrachealen Inokulation von Fischer 344 Ratten mit Francisella tularensis

Published: September 30, 2017
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Summary

Dieses Protokoll beschreibt intratrachealen Impfungen von Fischer 344 Ratten mit Francisella Tularensis. Dieses Verfahren ahmt pulmonale Exposition von Menschen gegenüber dieser potenziellen Biothreat Agent und kann zum Testen Impfstoff und therapeutische Wirksamkeit gegen pulmonale Tularämie verwendet werden.

Abstract

Pulmonale Infektion mit dem Bakterium Francisella Tularensis kann zu schwere und potenziell tödliche Krankheit, Tularämie, beim Menschen führen. Aufgrund der gegenwärtige Mangel einer genehmigten Tularämie-Impfstoff für den Menschen ist Impfstoffentwicklung unter Verwendung geeigneter Tiermodelle Forschungsschwerpunkt. Fischer 344 Ratte hat ein Modell entwickelt, die menschlichen Infektanfälligkeit F. Tularensis widerspiegelt, und somit ist ein attraktives Modell für die Impfstoffentwicklung Tularämie. Intratrachealen Inokulation der Fischer 344 Ratte mit F. Tularensis imitiert pulmonale Exposition beim Menschen. Die erfolgreiche Zustellung in der Ratte Luftröhre ist entscheidend für pulmonale Lieferung. Ein Laryngoskop mit Beleuchtung wird verwendet, um richtig die Tracheen anästhesierten Ratten Intubation; ein einfaches Gerät bestimmt die richtige Platzierung innerhalb der Luftröhre, Atmung zu erkennen. Nach Intubation wird F. Tularensis Kultur in eine gemessene Dosis per Spritze geliefert. Diese Technik standardisiert pulmonale Lieferung von F. Tularensis innerhalb der Ratte Luftröhre, Impfstoffwirksamkeit zu bewerten.

Introduction

F. Tularensis (Ft) bewirkt, dass die menschliche Krankheit, Tularämie. Wenn die Bakterien durch die pulmonale Route gekauft werden, führt dies zu Lungenpest Tularämie, die hohe Morbidität und Mortalität1hat. F. Tularensis gilt einen Biothreat Agent wegen der Gefahr Aerosol Formen zugeordnet, und gibt es derzeit keinen Impfstoff für den menschlichen Gebrauch in den USA zugelassen Eine intensive Anstrengung wird derzeit an der Entwicklung von Impfstoffen und therapeutische Maßnahmen gegen Lungenpest Tularämie, zum Schutz der menschlichen Bevölkerung gegen die unerlaubte Nutzung von dieser bakteriellen Biothreat.

Großteil der Tularämie Forschung konzentriert sich auf die Maus-Modell, aufgrund der extremen Empfindlichkeit der Mäuse, F. Tularensis Infektion und der Prävalenz von Reagenzien. Aber erwiesen Mäuse sich ein schwer Modell für die Impfstoffentwicklung, wegen der Schwierigkeit der Impfstoff Wirksamkeit in diesem Modell2. Vor kurzem wurde die Fischer 344 Ratte als Modell für die Tularämie Impfstoff Entwicklung3entwickelt. Die Empfindlichkeit der Fischer 344 Ratte zu verschiedenen F. Tularensis Unterarten imitiert menschliche Sensibilität4, und Ratten geschützt werden können gegen F. Tularensis pulmonale Herausforderung durch Impfung mit einem Lebendimpfstoff Stamm bekannt, um zu schützen Menschen5,6,7. Da die Fischer 344 Ratte einige Features von F. Tularensis Infektion des Menschen modelliert, es möglicherweise ein äußerst nützliches Modell für die Entwicklung eines Impfstoffs, der gegen pulmonale F. Tularensis schützt Exposition.

Ein wirksamer Impfstoff muss zum Schutz der Menschen gegen pulmonale Exposition gegenüber F. Tularensis. Die wahrscheinlichste pulmonale Belichtung von weaponized F. Tularensis wäre Aerosol Bakterien in der Lunge8eingeatmet. Allerdings Aerosolerzeugung von F. Tularensis ist gefährlich und mühsam und erfordert eine spezielle Ausrüstung und Containment. Eine Alternative Route der pulmonalen Exposition bei der Ratte, das vielleicht mehr anpassungsfähig für mehrere Labore spezialisierten Ausrüstung fehlt über intratrachealen Impfung6. Diese Technik nutzt ein Laryngoskop für die korrekte Platzierung des Katheters in die Luftröhre von einem narkotisierten Ratte. Platzierung in der Trachea, anstatt der Speiseröhre wird durch ein einfaches Gerät überprüft, das Luftstrom aus der Lunge visualisiert. F. Tularensis erfolgt anschließend in die Lunge durch den Katheter durch Verwaltung mit einer Spritze, gefolgt von der Einführung der Luft in den Katheter, pulmonale Lieferung der Bakterien zu gewährleisten. Hingegen wird Jemski5 zuvor berichtet, dass F. Tularensis geimpft in Fischer 344 Ratten über die intranasale Route nicht von der Lunge bis 3 Tage nach dem Beimpfen kultiviert werden könnte, darauf hinweist, dass intranasale Impfung bei Ratten kein Resultat in Direktlieferung von Bakterien in die Lunge.

Wählen Sie Agent erfordern F. Tularensis (F. Tularensis Subspecies Tularensis, F. Tularensis Subspecies Holarctica) Biosafety Level 3 (BSL3) Containment Verfahren, die Videografie verhindern würde. F. Novicida (Fn) ist jedoch von select Agent-Status aufgrund seiner Avirulenz bei gesunden Menschen befreit, und sicher unter Biosafety Level 2 (BSL2) Bedingungen9,10genutzt werden. Darüber hinaus dient die Fn als Grundlage für die abgeschwächte Lebendimpfstoffe, die gegen F. Tularensis pulmonale Exposition im Auslieferungszustand über intratrachealen Impfung11,12,13schützen können. Die hier vorgestellten Technik ermöglicht die Studie von Infektionen, die durch die pulmonale Route nutzen Ratten als ein Modell für den Menschen auftreten. Diese Technik kann ohne die Notwendigkeit für Aerosol erzeugen Spezialgerät durchgeführt werden. FN diente die Techniken, die hier gedreht.

Protocol

diese Arbeit erfolgte in strikter Übereinstimmung mit den Empfehlungen in der Anleitung für die Pflege und Verwendung von Labortieren von den National Institutes of Health. Tierische Protokolle mit Nagetieren wurden genehmigt von der University of Texas at San Antonio institutionelle Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) unter Protokoll MU009(RA). 1. bereiten Katheter, Luftröhre Indikator und F. Tularensis Inokulum Bereiten Katheter (20 x 2 Zoll) <o…

Representative Results

Die humorale Antwort auf intratrachealen Inokulation von F. Tularensis bei der Ratte durch Enzym-linked Immunosorbentprobe Assay (ELISA) gegen UV-inaktiviert Bakterien ermittelt werden wie oben beschrieben11. Insgesamt Immunglobulin G (IgG) Fischer 344 Ratten, inaktiviert, ganze Zelle Bakterien reagierten bewerteten Post-intratrachealen Impfung mit einem abgeschwächten Stamm von Fn (107 KBE Inokulum) an Tag 14 und Tag 28 (A…

Discussion

Die Fischer 344 Ratte gewinnt ein wichtiges Modell für Tularämie Impfstoff Entwicklung3. Exposition gegenüber F. Tularensis durch die pulmonale Route ist entscheidend für den Nachweis der Wirksamkeit gegen weaponized Form von F. Tularensis, da diese als Aerosole geliefert werden. Intratrachealen Inokulation der Ratte erleichtert gegenüber F. Tularensis ohne die Notwendigkeit für große, teure und komplizierte Aerosol erzeugt Ausrüstung der Ratte Lunge. Alle Versuc…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Studie wurde unterstützt durch die Verteidigung Bedrohung Reduktion Agency (DTRA) unter Vertrag HDTRA1-14-C-0116 und Center for Excellence in der Infektion Genomik (DOD #W911NF-11-1-0136).

Materials

GreenLine fiber optic blade size 0 Carefusion 5-5231-00 Macintosh American profile
GreenLight system laryngoscope handle Carefusion 4559GSP
Exel International Safelet I.V. Catheter EXEL INTERNATIONAL 26743
Slip Tip Sterile Syringes 1ml BD 309659
Broad Point Dressing Thumb Forceps Thermo Scientific 76-302
200ul barrier tip GeneseeScientific 24-142
1000ul pipette tip Olympus Plastics 24-173
Dremel 3000-2/28 Rotary tool kit Dremel 3000228
Rodent Intubation Stand Braintree Scientific RIS 200
Isoflurane Butler Schein NDC 11695-6776-2
Rodent anesthesia machine Surgivet VTC302 Classic T3
Rodent Anesthesia chamber Braintree Scientific AB 1

References

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Nguyen, J. Q., Zogaj, X., Adelani, A. A., Chu, P., Yu, J., Arulanandam, B. P., Klose, K. E. Intratracheal Inoculation of Fischer 344 Rats with Francisella tularensis. J. Vis. Exp. (127), e56123, doi:10.3791/56123 (2017).

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