Summary

Un modello di orecchio di topo per la valutazione della dermatite allergica da contatto

Published: March 24, 2023
doi:

Summary

Qui, descriviamo i metodi per indurre la dermatite allergica da contatto nelle orecchie di topo da 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB) e come valutare la gravità della dermatite allergica da contatto.

Abstract

La pelle è la prima linea di difesa del corpo umano e uno degli organi più esposti alle sostanze chimiche ambientali. La dermatite allergica da contatto (ACD) è una malattia della pelle comune che si manifesta come eruzione cutanea locale, arrossamento e lesioni cutanee. La presenza e lo sviluppo di ACD sono influenzati da fattori sia genetici che ambientali. Sebbene molti studiosi abbiano costruito una serie di modelli di ACD negli ultimi anni, i protocolli sperimentali di questi modelli sono tutti diversi, il che rende difficile per i lettori stabilirli bene. Pertanto, un modello animale stabile ed efficiente è di grande importanza per studiare ulteriormente la patogenesi della dermatite atopica. In questo studio, descriviamo in dettaglio un metodo di modellazione che utilizza 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB) per indurre sintomi simili ad ACD nelle orecchie dei topi e descriviamo diversi metodi per valutare la gravità della dermatite durante la modellazione. Questo protocollo sperimentale è stato applicato con successo in alcuni esperimenti e ha un certo ruolo promozionale nel campo della ricerca ACD.

Introduction

La dermatite allergica da contatto (ACD) è una malattia della pelle comune caratterizzata da sintomi simili all’eczema nel sito di contatto, edema ed eritema nei casi moderati e papule, erosione, essudazione o anche cicatrici massicce nei casi più gravi1. Colpisce fino al 20% della popolazione e può colpire persone di qualsiasi età2. L’ACD si verifica spesso in individui che sono stati esposti ripetutamente agli allergeni e può essere causata dalla risposta immunitaria dell’individuo a uno o più allergeni nella loro casa o sul posto di lavoro3. L’ipersensibilità ritardata di tipo IV è considerata il principale tipo di risposta immunitaria nell’ACD4. Nelle aree della pelle che sono state ripetutamente esposte agli allergeni, le cellule T della memoria circolante si accumulano in gran numero e inducono risposte immunitarie e infiammatorie 3,5,6. Lo scopo di questo lavoro è quello di proporre una tecnica di laboratorio affidabile per ulteriori indagini sulle risposte immunologiche e infiammatorie nello sviluppo di ACD.

L’insorgenza di ACD è solitamente dovuta all’ipersensibilità da contatto causata da ripetute esposizioni a sostanze chimiche. Numerosi ricercatori hanno sviluppato vari modelli animali ACD in topi domestici7,8, porcellini d’India9,10 e altri animali nel corso degli ultimi decenni, al fine di simulare l’insorgenza della malattia. La maggior parte dei metodi sperimentali consiste in due fasi: sensibilizzazione addominale (induzione) e fornitura di stimoli sulla schiena o sul lobo dell’orecchio (stimolazione). Le sostanze chimiche comunemente usate includono principalmente 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB) / 1-cloro-2,4-dinitrobenzene (DNCB) 8,9,11, ossazolone12, urushiol13, ecc. Tra questi, DNFB e DNCB sono i più utilizzati, segnalati per la prima volta nell’ottobre 195810. Anche la sensibilizzazione al nichel modello14 e la dermatite fotoallergica da contatto modello15 sono frequentemente utilizzate.

Presentiamo un metodo sperimentale per la costruzione del modello ACD. Questo metodo è riassunto e ottimizzato sulla base di studi precedenti e sul confronto con più esperimenti. Rispetto ad altri modelli ACD, questo modello presenta alcuni vantaggi, come piccole differenze individuali, brevi periodi sperimentali, una piccola quantità di stimolazione chimica, ecc. Inoltre, questo studio è applicabile ai topi, che non sono solo economici, ma hanno anche più opzioni per il knockout genico o la preparazione di topi transgenici16. Descriviamo anche i vari metodi utilizzati per monitorare i progressi dell’ACD nell’esperimento, come la misurazione dello spessore dell’orecchio, l’uso del colorante blu di Evans per misurare l’essudazione infiammatoria, ecc. Questo modello non solo può analizzare orecchie di topo, sangue, milza e altri campioni con mezzi di laboratorio per esplorare la patogenesi dell’ACD, ma è anche applicabile per la valutazione preclinica di nuovi metodi terapeutici, che ha un certo significato promozionale.

Protocol

Tutte le cure e il trattamento dei topi erano conformi alle linee guida stabilite dal Comitato istituzionale per la cura e l’uso degli animali dell’Università di Yangzhou e sono stati approvati dal Comitato istituzionale per la cura e l’uso degli animali con la licenza del progetto SYXK (SU) 2022-0044. In questo studio sono stati utilizzati topi maschi e femmine BALB/c di età compresa tra 6 e 8 settimane. Ogni gruppo era composto da sei topi (vedi Tabella dei materiali). Le gabbie sono state collocate …

Representative Results

Sotto ripetuta stimolazione DNFB, le orecchie di topo del gruppo DNFB hanno mostrato evidenti sintomi clinici paragonabili all’ACD, con aree sensibili che mostrano i sintomi tipici di arrossamento, secchezza e persino erosione ed essudazione. Tuttavia, la somministrazione auricolare di acqua pura (gruppo di controllo) o di controllo del solvente (gruppo veicolo) non ha prodotto sintomi simili (Figura 4). Nel frattempo, nel gruppo DNFB, rispetto all’orecchio destro…

Discussion

Il protocollo qui descritto per indurre sintomi simili all’ACD nelle orecchie dei topi può essere utilizzato per studiare la fisiopatologia dell’ACD e come strumento di screening per lo sviluppo di nuovi farmaci.

Ci sono due passaggi chiave per stabilire un modello ACD: sensibilizzazione iniziale e successiva stimolazione. L’addome è di solito il sito di sensibilizzazione iniziale, ma il sito di stimolazione successivo è stato scelto in modo leggermente diverso. Studi precedenti hanno dimos…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (NSFC) a N.-N. Y. (81904212); Progetto di scienza e tecnologia della medicina tradizionale cinese di Jiangsu (YB201995); e il progetto di finanziamento speciale per i ricercatori post-dottorato in Cina (2020T130562).

Materials

1-Fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB) Merck 200-734-3 1-Fluoro-2,4-dinitrobenzene, ≥99%
Acetone Sinopharm Chemical Reagent Co. LTD 10000418 ≥99.5%
Aluminum foil  Cleanwrap CF-2
Evans blue dye Solarbio 314-13-6 Dye content approx. 80%
Mouse fixator ZHUYANBANG GEGD-SM1830
Olive oil Solarbio 8001-25-0 500 ml
Pipet tip Biofount FT-200 10 – 200 μl
Pipettor Eppendorf AG 3123000250 20 – 200 μl
Razor blade Shanghai Gillette Co. LTD 74-S
Vernier calipers Delixi Electric DECHOTVCS1200

References

  1. Neale, H., Garza-Mayers, A. C., Tam, I., Yu, J. Pediatric allergic contact dermatitis. Part I: Clinical features and common contact allergens in children. Journal of the American Academy of Dermatology. 84 (2), 235-244 (2021).
  2. Koppes, S. A., et al. Current knowledge on biomarkers for contact sensitization and allergic contact dermatitis. Contact Dermatitis. 77 (1), 1-16 (2017).
  3. Martin, S. F., et al. Mechanisms of chemical-induced innate immunity in allergic contact dermatitis. Allergy. 66 (9), 1152-1163 (2011).
  4. Kimber, I., Basketter, D. A., Gerberick, G. F., Dearman, R. J. Allergic contact dermatitis. International Immunopharmacology. 2 (2-3), 201-211 (2002).
  5. Vocanson, M., Hennino, A., Rozieres, A., Poyet, G., Nicolas, J. F. Effector and regulatory mechanisms in allergic contact dermatitis. Allergy. 64 (12), 1699-1714 (2009).
  6. Gamradt, P., et al. Inhibitory checkpoint receptors control CD8+ resident memory T cells to prevent skin allergy. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 143 (6), 2147.e9-2157.e9 (2019).
  7. Fraginals, R., Blasi, N. A., Lepoittevin, J. P., Benezra, C. A successful murine model for contact sensitization to a sesquiterpene-alpha-methylene-gamma-butyrolactone: sensitization to alantolactone in four strains of mice. The Journal of Investigative Dermatology. 97 (3), 473-477 (1991).
  8. Knop, J., Riechmann, R., Neumann, C., Macher, E. Modulation of suppressor mechanisms in allergic contact dermatitis: 5. Evidence that inhibition of suppressor T lymphocytes by Corynebacterium parvum is mediated by interferon. The Journal of Investigative Dermatology. 79 (6), 385-388 (1982).
  9. Polak, L., Scheper, R. J. Antigen-specific T-cell lines in DNCB-contact sensitivity in guinea pigs. The Journal of Investigative Dermatology. 80 (5), 398-402 (1983).
  10. Witten, V. H., March, C. H. Studies of the mechanism of allergic eczematous contact dermatitis. II. Use of C14 labelled 2:4-dinitrochlorobenzene in guinea pigs. The Journal of Investigative Dermatology. 31 (2), 97-102 (1958).
  11. Knop, J., Riechmann, R., Macher, E. Modulation of suppressor mechanism in allergic contact dermatitis. IV. Selective inhibition of suppressor T-lymphocytes by serum obtained from Corynebacterium parvum treated mice. The Journal of Investigative Dermatology. 77 (6), 469-473 (1981).
  12. Rubic-Schneider, T., et al. GPR91 deficiency exacerbates allergic contact dermatitis while reducing arthritic disease in mice. Allergy. 72 (3), 444-452 (2017).
  13. Stampf, J. L., Benezra, C., Byers, V., Castagnoli Jr, N. Induction of tolerance to poison ivy urushiol in the guinea pig by epicutaneous application of the structural analog 5-methyl-3-n-pentadecylcatechol. The Journal of Investigative Dermatology. 86 (5), 535-538 (1986).
  14. Dhingra, N., et al. Molecular profiling of contact dermatitis skin identifies allergen-dependent differences in immune response. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 134 (2), 362-372 (2014).
  15. Maguire Jr, H. C., Kaidbey, K. Experimental photoallergic contact dermatitis: a mouse model. The Journal of Investigative Dermatology. 79 (3), 147-152 (1982).
  16. Qiu, Z., et al. A dysregulated sebum-microbial metabolite-IL-33 axis initiates skin inflammation in atopic dermatitis. The Journal of Experimental Medicine. 219 (10), e2021397 (2022).
  17. Kim, H., et al. Anti-inflammatory activities of Dictamnus dasycarpus Turcz., root bark on allergic contact dermatitis induced by dinitrofluorobenzene in mice. Journal of Ethnopharmacology. 149 (2), 471-477 (2013).
  18. Zhou, P., et al. Effect of 6′-acetylpaeoniflorin on dinitrochlorobenzene-induced allergic contact dermatitis in BALB/c mice. Immunologic Research. 64 (4), 857-868 (2016).
  19. Donglang, G., et al. Comparative study on different skin pruritus mouse models. Frontiers in Medicine. 8, 630237 (2021).
  20. Yang, N., Shao, H., Deng, J., Liu, Y. Network pharmacology-based analysis to explore the therapeutic mechanism of Cortex Dictamni on atopic dermatitis. Journal of Ethnopharmacology. 304, 116023 (2023).

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Cite This Article
Shao, H., Deng, J., Liu, Y., Yang, N. A Mouse Ear Model for Allergic Contact Dermatitis Evaluation. J. Vis. Exp. (193), e65120, doi:10.3791/65120 (2023).

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