Ce protocole prévoit les mesures nécessaires pour établir et évaluer les infections néonatales chez les souris âgées de 7 jours.
Septicémie néonatale reste un fardeau mondial. Un modèle préclinique à des interventions prophylactiques ou thérapeutiques efficaces écran est nécessaire. Infection polymicrobienne souris néonatale peut être induite par l’injection de boue caecum par voie intrapéritonéale dans jour de souris de vie 7 et leur surveillance pour la semaine suivante. Présentées ici sont les étapes détaillées nécessaires à la mise en œuvre de ce modèle de septicémie néonatale. Cela consiste à créer un stock de lisier caecum homogène, il diluer une dose ajustée de poids et de litière, un aperçu de l’horaire de surveillance et d’une définition des catégories de santé observées utilisé pour définir les points limites. La génération d’un stock de lisier caecum homogène de bailleurs de fonds mis en commun permet d’administrer en plusieurs portées au fil du temps, réduire la variation entre les donateurs et empêcher l’utilisation de glycérol potentiellement toxique. La stratégie de surveillance utilisée permet l’anticipation du résultat de la survie et l’identification des souris qui progresserait plus tard à la mort, ce qui permet une identification antérieure du point de terminaison sans cruauté. Deux principales caractéristiques comportementales sont utilisés pour définir les scores de la santé, à savoir, la capacité des souris néonatales à droite eux-mêmes lorsqu’il est placé sur leur dos et leur niveau de mobilité. Ces critères pourraient potentiellement être appliqués aux points limites adresse dans d’autres études de maladies néonatales chez les souris, tant qu’une étude pilote est effectuée pour confirmer l’exactitude. En conclusion, cette approche fournit une méthode normalisée de septicémie néonatale modèle chez la souris, tout en fournissant des ressources pour évaluer le bien-être des animaux utilisé pour définir les points limites précoces pour animaux contestée.
Une septicémie est une cause majeure de décès infectieuse nouveau-né humain1. Parce que la septicémie néonatale est mal connue, peu a progressé à la fois l’identification des nouveau-nés à risque très tôt au cours de la maladie et le développement de traitements efficaces ou prophylactiques. Cela nécessite l’utilisation de modèles animaux de septicémie à mieux comprendre les processus et test des interventions possibles. En outre, les rongeurs adultes réagissent différemment à une septicémie, avec des différences statistiquement significatives dans le nombre de bactéries à administrer pour obtenir la même dose létale (DL) et les différences dans la réponse de l’hôte qui en résulte par rapport aux nouveau-nés2. Ainsi, septicémie néonatale doit être étudiée chez les nouveau-nés. Plusieurs modèles de septicémie adultes ont été utilisés dans la recherche d’une septicémie. Il s’agit d’un défi par voie intraveineuse avec certains organismes impliqués dans l’infection humaine adulte ou ligature caecum et perforation (CLP). CLP est un modèle d’endogène défi où le caecum est chirurgicalement isolé, ligaturé et perforé pour permettre la fuite du contenu intestinal dans le péritoine, aboutissant à la diffusion systémique des microbes et de leurs produits3. Toutefois, l’intervention chirurgicale nécessaire pour établir la CLP est mortelle pour les animaux nouveau-nés ; une autre méthode est donc nécessaire pour imiter le défi polymicrobienne du CLP pour induire des infections néonatales. Le modèle de lisier caecum polymicrobienne neonatal sepsis a été développé pour répondre à ce besoin, selon laquelle le contenu cæcal des animaux est récolté, suspendu en stérile dextrose 5 % dans l’eau (D5W) et injecté par voie intrapéritonéale dans des souris nouveau-nées2. C’est, depuis, devenu un modèle de plus en plus populaire pour étudier une septicémie chez les animaux adultes et nouveau-nés et a avancé considérablement les perspicacités mécanistes dans processus4,5,6,7 de la maladie ,8,9,10,11,12,13,14,15.
Étant donné l’utilisation croissante de ce modèle et de la volonté des chercheurs de comparer directement les résultats à travers des publications, il est nécessaire pour les aspects techniques être bien décrite et normalisées dans toutes les études. Normalisation s’applique à trois aspects du modèle, à savoir i) la préparation du stock lisier caecal, ii) la préparation des aliquotes de défi pour injection dans les animaux de laboratoire et iii) la définition du point de terminaison sans cruauté auquel cas animaux sont réputées survécu dans des expériences de défi. Plus précisément, méthodes pour préparer le stock de lisier caecum renvoient souvent vers l’article original présentant le modèle2. Un bref résumé de ce modèle est que contenu cæcal de souris adultes ont été récoltés, suspendu en D5W stérile à une concentration de 80 mg/mL et utilisé moins de 2 h pour injecter les animaux de laboratoire. Ce modèle original utilisé des souris du même âge, à l’emplacement du vendeur, qui étaient logés dans leurs installations de recherche respectifs pour moins de 2 semaines avant la récolte contenu cæcal. L’utilisation de souris accouplées internes, bien que réduisant le coût de livraison fournisseur régulier et autorisant l’utilisation de souris excès d’une vaste gamme de sexe et âge, également considérablement augmenté variabilité de donateurs-à-donateurs. Ceci a motivé le développement d’une technique alternative, selon laquelle contenu cæcal de plusieurs souris ont été groupés ensemble pour préparer un stock important, qui était alors aliquotés et congelés à-80 ° C13. Cette méthode alternative a été adaptée par plusieurs groupes14,15. Cependant, cette adaptation a entraîné certaines variantes techniques, tant dans les médias de stockage utilisés (10 % ou 15 % de glycérol, ou seul D5W) que dans la stratégie de filtration pour éliminer les particules (multistage filtration à travers un 860 µm et, ensuite, un 190 µm filtre, ou une personne filtrations par 100 µm ou 70 filtres µm)13,14,15. L’injection de glycérol seul pourrait potentiellement causer du tort, étant donné que les injections de glycérol de 25 % – 50 % ont été utilisées comme un modèle de rongeur de lésion rénale16,17,18,19, 20. Pour éviter des effets secondaires involontaires du glycérol, la préparation de lisier caecum stock pour la souris dans cette étude est gelée dans D5W sans glycérol, et subissent des tests de viabilité bactérienne du stockage à-80 ° C. La stratégie de filtration utilisée dans cette étude est un passage à travers un filtre de 70 µm, qui n’a pas été directement comparé aux autres stratégies filtration énumérés.
Doses létales de poids ajusté de lisier caecum injectée peuvent varier d’une installation pour l’installation et doivent être titrés out à la létalité désirée pour différents groupes. Avec des doses différentes, les volumes de défi accompagnement changent par nécessité. Cependant, ce détail méthodologique n’a été signalé avant. En outre, des stratégies pour des procédures standards, telles que l’injection intrapéritonéale, sont rarement développés au sein de la littérature, mais techniques individuelles peuvent avoir pour effet que les souris nouveau-nées fuient lorsqu’elle est injectée et impact sur leurs résultats finaux.
Bien-être des animaux, y compris une définition de point de terminaison sans cruauté, est un aspect central de ce modèle et dans n’importe quel modèle d’infection et l’inflammation chez les rongeurs,21. En 1998, le Conseil canadien de protection des animaux (CCPA) a publié des lignes directrices pour la sélection de point de terminaison sans cruauté, définir le point de terminaison sans cruauté, comme « toute douleur réelle ou potentielle, une détresse ou un inconfort, devrait être minimisé ou allégé en choisissant le plus tôt point de terminaison qui est compatible avec les objectifs scientifiques de la recherche »22. D’autres aussi attention que les points limites doivent être établies fondée sur une justification scientifique plutôt que sur une interprétation subjective de l’état de l’animal seul21. Bien qu’il y a une multitude de ressources pour clinique, comportementales et des critères de condition corporelle axée sur le signe pour point de terminaison sans cruauté, même dans le contexte de l’infection et l’inflammation spécifiquement21,23,24, aucune de ces , y compris les lignes directrices du CCPA pour le point de terminaison sans cruauté22, mentionner les souris nouveau-nées. Ainsi, les points limites objectivement et scientifiquement justifiées sont beaucoup plus difficiles à mettre en place pour les animaux nouveau-nés, compte tenu de leurs capacités comportementales limitées tant en l’absence de preuves de critères comme la perte de poids, qui est couramment utilisé pour adulte souris. Actuellement, les critères du point de terminaison sans cruauté servant de souris néonatales âgés de 5 à 12 jours dans la littérature de lisier caecum toute référence au manuscrit original qui a présenté le modèle2. Dans cet article original, la définition du point de terminaison sans cruauté des animaux nouveau-nés était fondée sur deux critères ; à savoir, l’emplacement d’une souris à l’extérieur du nid (diffusion) et l’absence de taches de lait avaient été vu à entraîner la mort dans les heures. Quelques complication dans l’attribution d’un point de terminaison sans cruauté, c’est que les taches de lait deviennent difficiles à voir dans les souches de souris avec fourrure sombre, comme la souche C57BL/6J couramment utilisée, après la première semaine de vie, tandis que les animaux malades sont suivis jusqu’au 14e jour de vie (DOL). Autres animaux morts se trouvent postchallenge lors de l’application de ces critères (propre observation, non publié) ; ainsi, une définition plus rigoureuse du point de terminaison sans cruauté est nécessaire pour soulager la souffrance des animaux expérimentaux et éviter la mortalité dans les situations où le résultat pourrait être précisément discerné plus tôt.
Les trois aspects méthodologiques du modèle caecum lisier sont présentés dans un mode opératoire normalisé décrivant la préparation du stock de lisier caecal, une méthode d’injection d’animaux de laboratoire, qui conserve la constante de volume d’injection entre les doses et réduit les risques de fuites et d’une définition du point de terminaison sans cruauté pour les souris âgés de 7 à 12 jours basé sur un système de modélisation comportementale. Informations comportementales des scores de santé souris parmi plus de 240 animaux de laboratoire a été collectées et regroupées selon le résultat final de la survie, démontrant une définition axée sur les éléments de preuve du point de terminaison sans cruauté. La souffrance des animaux d’expérimentation est réduite en identifiant les moribonds souris néonatales le plus tôt possible le moment, alors que les résultats de survie biologiquement significative peuvent être déduites par l’observation des variables clés. La représentation visuelle de lisier caecum préparation et des comportements de souris néonatales servira une excellente ressource pour n’importe quel groupe chargé d’étudier la septicémie ou défi nouveau-né modèle animaux.
Postnatals souris néonatales ont très limité de mobilité et ne parviennent pas à eux-mêmes droit après avoir été placé sur le dos, même quand incontesté. Par DOL 7, l’âge de la souris dans ce modèle, une gamme de mouvement qui s’étend de droits-Mobile à FTR-Mobile a été observée chez les souris non contestés, avec une différence importante, à savoir qu’une souris incontestée à cet âge ne manifestaient pas de comportement léthargique-FTR. Seule souris présentant une infection polymicrobienne ont été observés à devenir FTR-léthargique ; par conséquent, cette réponse peut être un marqueur de gravité de la maladie. Être attentif à la coupure d’un angle de 90° de l’horizontal pour mouvement de hanche permet l’affectation cohérente et précise du mouvement de hanche léthargique ou mobile chez la souris. Le délai de 4 s pour voir si une souris peut droite elle-même a été choisi car souris incontestés ont pu eux-mêmes droit systématiquement dans ce laps de temps. Répété de mesure de la même souris a été évitée, alors que le temps à droite eux-mêmes et la mesure de la mobilité de hanche a été limitée à 4 s, pour éviter de trop fatiguer la souris, ce qui pourrait autrement affecter sa capacité à obtenir des aliments et la chaleur et pourraient affecter sa pronostic à aller mieux. Lui-même de redressement de la gauche et de droite ont été observés, et le plus élevé des scores a été utilisé pour déterminer si la souris a été à un point de terminaison sans cruauté, parce que certaines souris ont été trouvés pour afficher FTR-Nonmobile sur un côté encore une plus grande mobilité sur l’autre côté et b e en mesure de récupérer par la suite.
Le système de notation utilisé pour évaluer la santé de la souris s’est appuyé sur l’application des seuils de catégoriques à ce qui est une gamme de mouvement et sera donc sujets aux préjugés individuels. Le personnel a été formé ensemble pour s’assurer que chaque personne a marqué les souris identiques ; Cependant, il restera probablement un niveau de subjectivité conduisant à des variations. La cohérence de la notation a été évaluée par la présence de sept chercheurs qui n’avaient pas précédemment effectué le suivi de souris néonatale apprendre aux exigences énoncées dans le présent protocole et de la vidéo, puis, indépendamment attribuer des comportements et déterminer sans cruauté point de terminaison. Une précision de 97 % a été observée avec la notation effectuée sur 60 souris contestées, ce qui suggère que la partialité individuelle ne joue pas un rôle substantiel dans les affectations comportementales de ce modèle. Le protocole de surveillance comportemental présenté repose sur l’observation d’animaux a contesté sur 7 DOL, pourtant souris âgés de moins de 6 jours dans un état sain non contesté ne peut pas systématiquement droit eux-mêmes. Ainsi, les critères du point de terminaison sans cruauté décrits ne pourraient pas être appliqués directement sur souris plus jeunes. Si les souris plus jeunes sont utilisés dans ce modèle expérimental, ou si un modèle différent de défi avec des cinétiques différentes maladies est appliqué, puis critères de point de terminaison approprié sans cruauté doivent être développés et mis à l’essai pour éviter l’euthanasie des souris qui auraient sinon, éventuellement, récupérer. Le système de notation affiche une méthode robuste d’améliorer le classement de point de terminaison sans cruauté qui, de dépistage et de confirmation, pourrait potentiellement s’appliquer à d’autres modèles.
Chaque préparation de lisier caecum ou l’utilisation d’une nouvelle souche de souris requis la retitration de la dose de lisier caecum à administrer pour atteindre une dose létale similaire. Chaque préparation a été standardisée par la lecture d’intérêt, soit de survie, plutôt que de donner la même teneur en bactéries. Concentration de bactéries viables de chaque préparation boue caecum varie légèrement, potentiellement en raison des différences dans les bactéries commensales du donateur ou en raison des variations dans le poids à gauche dans la crépine de la cellule de la postfiltration stock de lisier caecale. Pendant le titrage du lisier caecal, les deux premières portées ont été divisées en deux groupes, et chaque moitié de la portée ont été contestés avec l’une des deux doses afin que chacune des doses serait testé dans deux portées. Si le taux de survie qui en résulte ne correspondait pas au niveau requis, puis la dose déclenchante a été augmentée ou diminuée de 5 à 10 % et l’expérience répétée. Plusieurs portées ont été utilisées pour tenir compte des différences de litière à la litière qui provoquent une résistance ou une sensibilité accrue aux septicémie à travers une litière. Il était important d’avec précision le titre le stock de lisier caecum avec chaque nouvelle préparation pour s’assurer que le nouveau titrage du caecum lisier était comparable aux précédentes préparations caecum de lisier. Périodes d’excès bruit et vibrations, particulièrement pendant le compactage de l’asphalte et la construction d’un immeuble voisin et de la route, ont été observés à augmenter le stress chez les mères. Cette corrélation avec les taux accrus de cannibalisation et affecté le taux de mortalité des expériences de survie, touchant même les souris incontestés, indiquant qu’il peut y avoir des répercussions étrangères sur la survie néonatale qui doivent aussi être contrôlés pour.
Méthodes antérieures pour préparation de lisier caecum versé l’utilisation du lisier caecum fraîche ou la préparation de boue de caecum congelé, à l’aide de diverses méthodes, y compris le stockage en glycérol qui serait inévitablement transférée pendant le défi. Bien que l’utilisation du lisier caecum frais offre l’avantage d’avoir une composition bactérienne plus proche de l’original contenu cæcal, il y a le risque de variation entre la souris donneuse en raison de la variation de bactéries commensales. Tandis que ceci a été minimisé en utilisant caecum donateurs auprès du même fournisseur avec un minimum de temps entre l’arrivée et la progression de l’expérience, cela pourrait devenir une option coût prohibitif pour certains laboratoires et présenté un autre défi logistique de chronométrage en ayant souris même âge disponibles lorsque commençant une boue caecum experiment en souris néonatales qui étaient vieux de 7 jours. Une méthode alternative à l’utilisation de lisier caecum frais a été utilisée, où contenu cæcal multiples donateurs adultes ont été regroupées, resuspendu dans D5W, congelés à-80 ° C sans glycérol et décongelé une aliquote à la fois pour des expériences. L’utilisation du lisier caecum de donneurs adultes pour étudier la septicémie néonatale pourrait potentiellement transférer des espèces de bactéries présentes dans la boue caecum qui la souris néonatale n’a pas été exposée à, mais c’est une stratégie qui permet l’étude de septicémie chez les souris néonatales et a été utilisée pour étudier la biologie de souris néonatales dans les dernières13,14,15. Caecum lisier a été dilué dans D5W pour lui fournir des éléments nutritifs pour les bactéries, ce qui a permis la mise en place d’une infection active une fois que les bactéries ont été injectés et a été fait pour imiter la disponibilité des nutriments dans la cavité péritonéale pendant nécrosante entérocolite nécrosante. Glycérol n’a pas été incluse comme agent stabilisant dans la congélation des bactéries en raison d’effets secondaires négatifs potentiels qui pourraient découler d’injection de glycérol seule. Si glycérol avait été inclus dans la préparation de lisier caecal, alors les dommages potentiels que le glycérol seul pouvait induire sera nécessaire doit être testée en incluant un glycérol seule (manque caecum lisier) injection chez la souris, ce qui aurait augmenté de souris utilisation. La viabilité des bactéries des stocks caecum lisier a été testée après congélation le stock de lisier caecum sans glycérol et s’est avérée constant, sans variation de la concentration de bactéries en aliquotes distinctes de la même préparation caecum lisier stockée à-80 ° C sur un 6 période du mois. Ceci suggère que le stockage sans glycérol est faisable en fournissant un résultat biologique cohérent. L’utilisation d’un vrac préparés congelés stock caecum de boue a également permis pour l’utilisation de souris race interne, réduisant le coût et en utilisant des souris mâles qui seraient autrement excès de l’élevage, donc réduisant le gaspillage de la souris.
L’identification des défis ayant échouées chez la souris a été importante d’éviter d’ajouter du bruit supplémentaire au système. Après avoir subi une injection intrapéritonéale de lisier caecal, les souris ont été observées pour la présence d’un renflement sous la peau, ce qui indiquait une injection défaillante qui a été effectivement sous-cutanée. Souris ont été observées des fuites au point d’injection, aussi bien immédiatement après le retrait de l’aiguille et après ce qui leur permet de franchir une étape après l’injection, parce que les souris seraient parfois (rarement) fuite seulement après le déplacement de la branche du site d’injection en prenant une étape. La présence d’un renflement ou une fuite suite à l’injection a entraîné en supprimant la souris de l’analyse. Après tout, aucun des deux pourrait entraîner un résultat différent en raison de la quantité incorrecte de caecum coulis injecté car une différence de 5 % de la dose déclenchante a été observée à affecter la survie ultérieure.
Défi de lisier caecum expérimente souvent requis variable cible des doses létales avec diverses doses ajustées au poids. Pour cette raison, volumes d’injection peuvent varier à partir d’aussi peu que 20 µL et jusqu’à 100 µL. L’erreur expérimentale proportionnée associé avec aiguille mort volume change également ainsi que le volume d’injection, plus difficile pour comparer directement les différentes doses. Avec la modification simple de normaliser le volume d’injection, cette source de variance est enlevée de l’expérience.
Système de surveillance comportementale de la souris néonatales utilisé dans le présent protocole est le premier de son genre. Intention de chercheurs effectuant des recherches éthiques avec les souris nouveau-nées sont souvent confrontés à la difficile manque de ressources pour évaluer le bien-être de l’animal à cet âge. Le système de contrôle intuitif et cohérent présenté commence à combler cette lacune. Ce qui est important, cette approche axée sur les éléments de preuve non seulement augmente la qualité des données expérimentales obtenues mais, en même temps, permet également de réduire la souffrance des animaux de laboratoire.
The authors have nothing to disclose.
Merci à Claire Harrison et l’Animal Care Facility à du British Columbia Children Hospital Research Institute (BCCHR) pour leur soutien aux travaux animale, ainsi qu’au Dr Po-Yan Cheng pour leurs conseils et de se prononcer sur la surveillance animale et le bien-être.
0.1 – 20 μL pipette tips | VWR | 732-0799 | |
1.8 mL Microcentrifuge tube | Costar | 3621 | |
100 – 1000 μL pipette tips | VWR | 732-0801 | |
1 – 200 μL pipette tips | VWR | 732-0800 | |
15 mL Centrifuge tube | FroggaBio | TB15-25 | |
23G1 needles | Becton Dickinson | 305145 | only the needle, not the syringe, used for pinning mouse to styrofoam |
28G 0.5 mL Insulin syringe | BD | 329461 | |
2 mL Cryogenic vial | Corning | 430488 | |
50 mL Centrifuge tube | Fisher scientific | 14-432-22 | |
5 mL pipette | Costar | 4487 | |
6 – 10 week old C57BL/6J adult mice | Jackson Laboratories | 664 | |
7 + day old C57BL/6J neonatal mice | Bred in house | n.a | |
70 μm Cell strainer | Falcon | 352350 | |
Defibrinated Sheep's Blood | Dalynn | HS30-500 | |
Dextrose 5% Water (D5W) | Baxter | JB0080 | |
Dissecting forceps | VWR | 82027-386 | |
Dissecting Scissors, Sharp Tip | VWR | 82027-592 | |
Dissecting Scissors, Sharp/Blunt Tip | VWR | 82027-594 | |
Ethanol (HistoPrep 95% Denatured Ethyl Alcohol) | Fisherbrand | HC11001GL | diluted to 70% with double distilled water |
Ethanol-proof marker; Lab marker | VWR | 52877-310 | |
EZ Anesthesia Vaporizer | EZ Anesthesia | EZ-155 | |
Germinator 500, Dry sterilize surgicial instrument (Hot bead sterilizer) | Braintree Scientific | GER 5287-120V | |
Isoflurane | Fresenius Kabi | CP0406V2 | |
Micro Spatula | Chemglass | CG-1983-12 | |
Pipette-Aid | Drummond | 4-000-100 | |
Rainin Classic Pipette PR-1000 | Rainin | 17008653 | |
Rainin Classic Pipette PR-20 | Rainin | 17008650 | |
Rainin Classic Pipette PR-200 | Rainin | 17008652 | |
Scale | Sartorius | BL 150 S | |
Specimen forceps | VWR | 82027-440 / 82027-442 | |
Square 1000 mL Storage Bottle | Corning | 431433 | |
Styrofoam board | Any | n.a | |
Sure-Seal Mouse/Rat euthanasia chamber | Euthanex | EZ-178 | |
Tryptic Soy Agar | Sigma-Aldrich | 22091-2.5KG | |
VX-200 Lab Vortex Mixer | Labnet International | S0200 | |
weigh paper | Fisherbrand | 09-898-12B |