Summary

Un modèle murine de la dengue virus induite par l'encéphalite virale aigue comme la maladie

Published: April 28, 2019
doi:

Summary

Ici, nous présentons un protocole pour créer un modèle murine immunocompétent d’IC (Institut de recherche sur le cancer) de l’infection de système nerveux central pour montrer le développement de la neuropathie. La surveillance des désordres encéphalitiques virales aigues par des scores identiques de maladie pourrait être exécutée pour montrer la neuropathie virus-induite de dengue in vivo.

Abstract

Le virus de la dengue (DENV), un virus transmis par les arthropodes transmis par les moustiques, peut causer la maladie grave connue sous le nom de dengue hémorragique, qui se caractérise par des complications mortelles dues à des fuites de plasma, ascites, effusion pleurale, détresse respiratoire, saignements graves et une déficience des organes. Quelques cas d’infection de DENV présentent des manifestations neurologiques ; cependant, les études n’ont pas exploré la neuropathogenèse DENV-induite plus loin. Dans cette étude, nous présentons un protocole pour employer une souris d’IC (Institut de recherche sur le cancer) de surcapacité immunocompétente pour étudier l’induction de l’infection de système nerveux central (CNS) avec DENV, suivie de la progression de l’encéphalite virale aigue-comme maladie.

Introduction

DENV, un virus transmis par les arthropodes de la famille des Flaviviridae, contient un génome d’ARN à sens positif qui code trois protéines structurelles virales (capsid, prémembrane et enveloppe) et sept protéines virales non structurelles (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B , et NS5). Les quatre sérotypes de DENV (DENV1-4), qui infectent environ 390 millions de personnes par an, causent un fardeau mondial, même si les gouvernements ont orienté des efforts substantiels vers les moustiques vecteurs et la lutte contre les maladies1. À l’heure actuelle, des vaccins protecteurs et des médicaments antiviraux thérapeutiques sont en cours de développement et nécessitent une validation à long terme2. En pratique clinique, bien qu’un patient de dengue avec l’infection de CNSsoit rare, il doit être davantage exploré pour comprendre la diversité du développement de la dengue 3. Une enquête et une validation plus poussées sont nécessaires; notamment, l’Organisation mondiale de la Santé (OMS) a inclus la participation de l’affaiblissement du SNC, tels que les troubles cognitifs, les convulsions, l’encéphalopathie et l’encéphalite, dans la classification de la dengue sévère3,4. La construction de modèles animaux d’infection par le DENV est indispensable pour explorer la neuropathogenèse de l’infection à DENV.

Pour générer l’infection par DENV de CNS, plusieurs études ont exécuté différents itinéraires de l’infection de DENV, y compris (1) l’inoculation intracérébrale des souris de C57BL/6 qui ont reçu 4 x 103 unités de plaque-formation (PFU) de DENV3nonadapté, 6, (2) inoculation intrapéritonéale des souris BALB/c qui ont reçu 7 x 104 PFU de DENV4 neuroadapté in vitro7, (3) inoculation intracérébrale de souris suisses qui ont reçu 1 x 105 PFU de vivo neuroadapté DENV18, et (4) co-inoculation intracérébrale et intrapéritonéale des souris allaitantes iCR qui ont reçu 1 x 106 PFU de DENV2 non adapté9. Selon les résultats de ces études5,6,7,8,9, infection DENV chez les souris entraîner une réplication virale dans le cerveau, conduisant à des Syndromes d’encéphalite-comme, changements comportementaux accompagnés de la paralysie de membre et de l’instabilité posturale, neurotoxicité et inflammation de CNS, fuite générale et localisée de plasma par la barrière hémato-encéphalique (BBB), et létalité. Tous les résultats de ces études5,6,7,8,9 ont montré la capacité du DENV à infecter le SNC et l’induction d’une encéphalite virale aigue maladie à la suite d’une infection.

Sur la base de nos résultats actuels9,10,11,12,13,14,15, nous avons créé un modèle murine de l’infection DENV comme un in vivo plate-forme pour examiner l’efficacité thérapeutique des agents/facteurs ciblés contre la réplication virale, aussi bien que la neurotoxicité. Ici, nous rapportons le protocole utilisé pour créer une souris iCR hors-sang immunocompétente pour étudier l’infection de CNS et pour surveiller le développement des neuropathies avec différentes severities provoquées par DENV. Les résultats montrent la progression significative de la maladie encéphalite-comme chez les souris deDENV-infectées d’une manière dépendante du temps.

Protocol

Les protocoles expérimentaux d’étude animale ont été approuvés par le Comité institutionnel de soins aux animaux et d’utilisation du National Defense Medical Center (numéro 16-261 de l’IACUC), selon les lignes directrices établies par le Ministère des sciences et de la technologie de Taïwan. 1. Procédure d’infection Préparer les stocks non adaptés de DENV2 (souche PL046)9 (obtenus à l’origine auprès des Centers for Disease Control de Taiwan, all…

Representative Results

Des complications neurologiques graves associées à la dengue ont été signalées chez des patients atteints de pathogénie de la dengue4. Bien que ces cas soient rares dans la clinique, la création d’un modèle murine immunocompétent de l’infection de DENV peut être employée non seulement pour étudier l’immunopathogenèse mais également pour explorer l’infection de CNS, la neuroinflammation, la neurotoxicité, et le viral aigu maladie ressemblant à une ma…

Discussion

L’infection de DENV a été détectée dansle CNS des patients graves de dengue 3,17,suggérant la possibilité de la manifestation de l’encéphalite virale aigue s’est produite pendant la pathogénie de dengue. Ici, nous rapportons un modèle murine in vivo de l’infection de DENV pour étudier la participation du dysfonctionnement de CNS dans la dengue grave, particulièrement avec un foyer sur DENV-induite maladies virales-comme. Par rapport aux modèles préc?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Cette étude a été soutenue par des subventions du Ministère des sciences et de la technologie (MOST107-2321-B-038-001) et du financement intra-muros 106TMU-CIT-01-2, Taipei, Taiwan.

Materials

Roswell Park Memorial Institute 1640 medium (RPMI) Gibco 11875-085 Diluting virus
0.3-mL Insulin Syringe  BD Ultra-Fine­II 328838 Intracerebral and intraperitoneal injection
Microbalance METTLER TOLEDO's LabX AL104 Weight mouse
Non-adapted DENV2 (strain PL046) The Centers for Disease Control of Taiwan Infect mouse
Institute of Cancer Research (ICR) suckling mouse BioLASCO Taiwan Co., Ltd Our murine model

References

  1. Guzman, M. G., Gubler, D. J., Izquierdo, A., Martinez, E., Halstead, S. B. Dengue infection. Nature Reviews Disease Primers. 2, 16055 (2016).
  2. Katzelnick, L. C., Coloma, J., Harris, E. Dengue: knowledge gaps, unmet needs, and research priorities. Lancet Infectious Diseases. 17 (3), e88-e100 (2017).
  3. Carod-Artal, F. J., Wichmann, O., Farrar, J., Gascon, J. Neurological complications of dengue virus infection. Lancet Neurology. 12 (9), 906-919 (2013).
  4. Geneva: World Health Organization. . Dengue: Guidelines for Diagnosis, Treatment, Prevention and Control: New Edition. , (2009).
  5. Amaral, D. C., et al. Intracerebral infection with dengue-3 virus induces meningoencephalitis and behavioral changes that precede lethality in mice. Journal of Neuroinflammation. 8, 23 (2011).
  6. de Miranda, A. S., et al. Dengue-3 encephalitis promotes anxiety-like behavior in mice. Behavioural Brain Research. 230 (1), 237-242 (2012).
  7. Velandia-Romero, M. L., Acosta-Losada, O., Castellanos, J. E. In vivo infection by a neuroinvasive neurovirulent dengue virus. Journal of Neurovirology. 18 (5), 374-387 (2012).
  8. Despres, P., Frenkiel, M. P., Ceccaldi, P. E., Duarte Dos Santos, C., Deubel, V. Apoptosis in the mouse central nervous system in response to infection with mouse-neurovirulent dengue viruses. Journal of Virology. 72 (1), 823-829 (1998).
  9. Tsai, T. T., et al. Microglia retard dengue virus-induced acute viral encephalitis. Scientific Reports. 6, 27670 (2016).
  10. Cheng, Y. L., et al. Activation of Nrf2 by the dengue virus causes an increase in CLEC5A, which enhances TNF-alpha production by mononuclear phagocytes. Scientific Reports. 6, 32000 (2016).
  11. Ho, M. R., et al. Blockade of dengue virus infection and viral cytotoxicity in neuronal cells in vitro and in vivo by targeting endocytic pathways. Scientific Reports. 7 (1), 6910 (2017).
  12. Jhan, M. K., et al. Anti-TNF-alpha restricts dengue virus-induced neuropathy. Journal of Leukocyte Biology. 104 (5), 961-968 (2018).
  13. Kao, J. C., et al. The antiparasitic drug niclosamide inhibits dengue virus infection by interfering with endosomal acidification independent of mTOR. PLoS Neglected Tropical Diseases. 12 (8), e0006715 (2018).
  14. Tsai, T. T., Chen, C. L., Tsai, C. C., Lin, C. F. Targeting heat shock factor 1 as an antiviral strategy against dengue virus replication in vitro and in vivo. Antiviral Research. 145, 44-53 (2017).
  15. Jhan, M. K., et al. Dengue virus infection increases microglial cell migration. Scientific Reports. 7 (1), 91 (2017).
  16. Benskey, M. J., Manfredsson, F. P. Intraparenchymal Stereotaxic Delivery of rAAV and Special Considerations in Vector Handling. Methods in Molecular Biology. , 199-215 (2016).
  17. Fong, C. Y., et al. Mild encephalitis/encephalopathy with reversible splenial lesion (MERS) due to dengue virus. Journal of Clinical Neuroscience. 36, 73-75 (2017).
  18. Sarathy, V. V., et al. A lethal murine infection model for dengue virus 3 in AG129 mice deficient in type I and II interferon receptors leads to systemic disease. Journal of Virology. 89 (2), 1254-1266 (2015).
  19. Schul, W., Liu, W., Xu, H. Y., Flamand, M., Vasudevan, S. G. A dengue fever viremia model in mice shows reduction in viral replication and suppression of the inflammatory response after treatment with antiviral drugs. The Journal of Infectious Diseases. 195 (5), 665-674 (2007).
  20. Tyler, K. L. Acute Viral Encephalitis. New England Journal of Medicine. 379 (6), 557-566 (2018).
  21. Yauch, L. E., Shresta, S. Mouse models of dengue virus infection and disease. Antiviral Research. 80 (2), 87-93 (2008).
  22. Assir, M. Z., Jawa, A., Ahmed, H. I. Expanded dengue syndrome: subacute thyroiditis and intracerebral hemorrhage. BMC Infectious Diseases. 12, 240 (2012).
  23. Kumar, R., Prakash, O., Sharma, B. S. Intracranial hemorrhage in dengue fever: management and outcome: a series of 5 cases and review of literature. Surgical Neurology. 72 (4), 429-433 (2009).
  24. Simanjuntak, Y., Liang, J. J., Lee, Y. L., Lin, Y. L. Repurposing of prochlorperazine for use against dengue virus infection. Journal of Infectious Diseases. 211 (3), 394-404 (2015).
  25. Rocha, B. A. M., et al. Dengue-specific serotype related to clinical severity during the 2012/2013 epidemic in centre of Brazil. Infectious Disease Poverty. 6 (1), 116 (2017).

Play Video

Cite This Article
Shen, T., Jhan, M., Kao, J., Ho, M., Tsai, T., Tseng, P., Wang, Y., Lin, C. A Murine Model of Dengue Virus-induced Acute Viral Encephalitis-like Disease. J. Vis. Exp. (146), e59132, doi:10.3791/59132 (2019).

View Video