Un modello per l'esposizione sperimentale dell'uomo alle zecche larvali di Ixodes scapularis
Summary
Questo articolo presenta la metodologia per esporre l’uomo alla larva di Ixodes scapularis per la ricerca clinica. La tecnica è relativamente semplice, tollerabile dai volontari della ricerca e può essere modificata in base alle esigenze sperimentali. Tale ricerca che coinvolge soggetti umani deve essere condotta secondo protocolli di studio clinico approvati dalle autorità regolatorie competenti.
Abstract
Le malattie trasmesse dalle zecche sono un problema significativo per la salute pubblica negli Stati Uniti e in tutto il mondo. Le zecche sono artropodi obbligati che si nutrono di sangue; Una zecca iXodid deve rimanere attaccata alla pelle dell’ospite e completare il suo processo di alimentazione di più giorni per acquisire il suo pasto di sangue. L’esposizione degli animali alle zecche è una pratica comune per studiare le risposte dell’ospite ai morsi di zecca e alle malattie trasmesse dalle zecche. Abbiamo sviluppato la procedura, condotto il primo studio di ricerca sull’uomo e pubblicato i risultati sull’esposizione di volontari umani a zecche larvali Ixodes scapularis non infette. Questo articolo descrive la metodologia utilizzata per costruire la medicazione di contenimento, come applicare e fissare le zecche all’ospite, come mantenere la medicazione e come rimuovere le zecche dall’ospite. L’esposizione dei volontari alle punture di zecca è una procedura sperimentale e deve essere eseguita nell’ambito di un protocollo di ricerca clinica approvato dalle autorità regolatorie competenti. Questo metodo consente alla ricerca traslazionale di comprendere meglio la risposta umana alle punture di zecca e di favorire lo sviluppo di diagnostica, prevenzione e terapie per le malattie trasmesse dalle zecche.
Introduction
Le zecche dure (Ixodidae: Acari) sono ectoparassiti obbligati che si nutrono di sangue che si verificano in tutto il mondo e sono in grado di trasmettere un’ampia gamma di agenti patogeni, tra cui batteri, virus e parassiti, di grande importanza medica e veterinaria. Le zecche ixodid devono rimanere attaccate all’ospite per giorni per completare un pasto di sangue e hanno la capacità di rimanere attaccate alla pelle evitando il riconoscimento, prevenendo la coagulazione locale del sangue e facilitando l’alimentazione a lungo termine 1,2,3. Studi sugli animali hanno dimostrato che gli ospiti non permissivi acquisiscono resistenza ai morsi di zecca con esposizioni ripetute alle zecche, il che può portare a una diminuzione della capacità di trasmettere un agente patogeno, mentre le zecche possono parassitare ripetutamente gli ospiti permissivi. La resistenza acquisita alle zecche dipende dalla natura della risposta immunitaria dell’ospite 4,5,6,7.
Le malattie trasmesse dalle zecche sono una minaccia crescente negli Stati Uniti (USA), con il numero di casi segnalati più che raddoppiato tra il 2004 e il 2016 8,9. A causa dei cambiamenti climatici, gli areali geografici delle diverse zecche continuano ad espandersi10,11. Le principali malattie trasmesse dalle zecche negli Stati Uniti includono la malattia di Lyme, l’anaplasmosi, l’ehrlichiosi, la rickettsiosi della febbre maculosa, la babesiosi, la tularemia e la malattia da virus Powassan8. La malattia di Lyme, causata dall’infezione da Borrelia burgdorferi sensu lato, è la malattia trasmessa dalle zecche più comune negli Stati Uniti e in Europa12. Con circa 476.000 individui con diagnosi di malattia di Lyme ogni anno negli Stati Uniti, c’è un onere sia per la salute pubblica che per l’economia per gli individui e per la società 13,14,15.
Ixodes scapularis (la zecca dalle zampe nere o cervo) è il vettore principale della malattia di Lyme, così come dell’anaplasmosi, della babesiosi, della malattia di Borrelia miyamotoi e della malattia da virus Powassan negli Stati Uniti. Altre specie di zecche importanti dal punto di vista medico negli Stati Uniti includono Amblyomma americanum (zecca della stella solitaria), Dermacentor variabilis (zecca del cane americano), Ixodes pacificus (zecca dalle zampe nere occidentale), Dermacentor andersoni (zecca del legno delle Montagne Rocciose), Ixodes cookei (zecca della marmotta), Dermacentor occidentalis (zecca della costa del Pacifico), Rhipicephalus sanguineus (zecca del cane marrone) e Amblyomma maculatum (zecca della costa del Golfo)16.
Lo sviluppo di un metodo per esporre i volontari della ricerca alle punture di zecca supporta gli studi che utilizzano il vettore naturale per cercare prove di infezione, una procedura nota come xenodiagnosi 17,18,19,20,21, e per saperne di più sull’immunità indotta dall’esposizione alle zecche, che può contribuire alla scoperta di un vaccino anti-zecche 5,6,7. La procedura qui descritta è stata sviluppata e utilizzata nel primo studio di ricerca sull’uomo che utilizza larve di Ixodes scapularis allevate in laboratorio per la xenodiagnosi dell’infezione da B. burgdorferi dopo terapia antibiotica (NCT01143558), pubblicato nel 201419. Il sistema è stato utilizzato con successo in uno studio di fase 2 per verificare se una xenodiagnosi positiva fosse correlata alla persistenza dei sintomi dopo il trattamento antibiotico della malattia di Lyme (NCT02446626) e in uno studio che esplorava la risposta dell’ospite alle punture di zecca (NCT05036707).
Questo protocollo descrive il processo per la creazione della medicazione di contenimento, la procedura di posizionamento delle zecche e la procedura di rimozione delle zecche, nonché la cura del sito necessaria per mantenere la medicazione di contenimento. I dettagli riguardanti la colonia di zecche di I. scapularis esente da agenti patogeni e le procedure di esposizione alle zecche utilizzate per gli studi sopra citati sono stati precedentemente descritti19,22. Questa metodologia offre uno strumento di ricerca flessibile che può essere adattato allo studio di diversi aspetti della risposta dell’ospite umano alle punture di zecca, dell’efficacia dei farmaci per la prevenzione delle zecche, nonché della malattia di Lyme e di altre malattie trasmesse dalle zecche.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mentre gli studi sugli animali che coinvolgono l’esposizione alle zecche 4,5,6,7,21 sono stati inestimabili nell’aumentare la nostra comprensione della risposta dell’ospite alle malattie trasmesse dalle zecche e ai morsi di zecca, questi modelli hanno limitazioni nel modo in cui prevedono la risposta umana dell’ospite. Questo modello, che descrive la metodolog…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata supportata dal Programma di ricerca intramurale del NIH, National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Ringraziamo Linden T. Hu, Sam R. Telford III, Kenneth Dardick, Carla Williams, Erin Chung e Christina Brandeburg per la loro partecipazione allo sviluppo delle procedure.
Materials
| 20 G needle | Any brand | For puncturing the vial cap. | |
| 3" x 3" containment dressing | Monarch Labs Names | LeFlap | https://www.monarchlabs.com/ordering |
| 4" x 4" extra-thin hydrocolloid dressing | ConvaTec | DuoDerm | https://www.convatec.com/products/advanced-wound-care/brand-names/pc-wound-duoderm-granluflex/duoderm-extra-thin-dressing/ |
| 4" x 4" gauze | Monarch Labs Names | For cleaning skin | |
| Clean water or saline | For cleaning skin | ||
| Moisture barrier (e.g. 7" x 7") | AquaGuard | TIDI | For showering, ttps://www.tidiproducts.com/product-listing/aquaguard-shower-cover-sheets |
| Non-adhesive foam dressing | Coloplast | Biatain | https://www.coloplast.us/biatain-non-adhesive-en-us.aspx |
| Roll of 2" hypoallergenic tape | Monarch Labs Names | Durapore | For reinforcing containment dressing. |
| Roll of adhesive tape | For trapping ticks | ||
| Vials for collection (e.g. cryovials) | Ependorf | ECC200 |
References
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