МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ У МЫШЕЙ - Студенческий научный форум

XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ У МЫШЕЙ

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность данной темы обусловлена чрезмерной распространенностью аллергических заболеваний по всему миру, как в развитых странах, так и в развивающихся. По данным источника [1] стало известно, что процент страдающих аллергическими заболевания в 2022 году вырос до 35% мирового населения и показатели заболеваемости растут, у каждого третьего может встретиться аллергопатология.

Полной модели аллергических заболеваний человека, рассмотренных на экспериментальных животных, создать не удалось в силу того, что человек имеет генетически сложный антигенный состав тканей и имеет специфические антитела, которые до сих пор не изучены полностью.

Таким образом, улучшение качества диагностики и качества моделирования аллергических заболеваний является и по сей день актуальной проблемой здравоохранения.

Для изучения особенностей патогенеза аллергии используются разные лабораторные животные, и моделирование болезни на животных являются идеальным средством выяснения и изучения механизмов, приводящих к проявлению аллергических реакций.

Мыши являются самыми популярными модельными организмами в изучении аллергических процессов, хотя бы из-за того, что есть возможность вмешиваться в их биологию, а также из-за легкости приобретения ими повышенной чувствительности к аллергенам. Они являются хорошим средством для проверки новых гипотез патогенеза аллергических состояний и подходов к их лечению.

Модели на мышах особенно важны для изучения роли лейкоцитов и связанных с ними цитокинов в развитии аллергического воспаления и легочной дисфункции. Мышей используют для изучения аллергии из-за их небольшого размера, что обеспечивает большую простоту манипуляций, короткое время генерации; относительно низких затрат на покупку и содержание. Кроме того, их короткие сроки беременности и большой размер помета делают грызунов идеальными для экспериментов по разведению и генетических манипуляций. Особенно важно, что геном мыши был полностью секвенирован, это позволило выявить специфические иммунологические механизмы [2].

Методы моделирования аллергических реакций

Моделирование аллергического ринита

Аллергический ринит — аллергическое заболевание слизистой оболочки носа I типа, вызванного причинно-значимым аллергеном, клинически характеризующееся обильной ринореей, зудом в полости носа, повторяющимся чиханием, непроходимостью носовых ходов. Заболевание известно под несколькими названиями, включая аллергический ринит, назальную аллергию, гиперэстетический ринит, назальную гиперчувствительность и поллиноз, которые чаще всего используются в публикациях [3].

Сенсибилизация и стимуляция аллергического ринита овальбумином (OVA)

Назальные вливания осуществляются в процедурном шкафу и перед этим нужно протереть вытяжку и рабочие места дезинфицирующим средством.

Необходимо подготовить две пипетки, каждая из которых заполнена 7,5 мкл соответствующего раствора (аллергена или буфера). 

Раствор вводится в две ноздри каждому животному. По завершении инфузии всех мышей убирают и протирают поверхность вытяжки дезинфицирующим средством.

Мышей, подвергшихся хроническому воздействию, обрабатывают в течение 6 недель, либо стерильным 1% раствором OVA (овальбумин), либо раствором PBS (фосфатно-солевой буфер). При 6-недельном воздействии мыши получают инфузии по 5 дней в течение 1 и 2 недель. 3-я неделя – неделя отдыха, без инфузий. За этим следуют однократные двусторонние инфузии в первый день 4-й недели. Затем возобновляют ежедневную инфузию в течение 5 дней 5-й недели и первых 3 дней 6-й недели. Животным вводят однократно двусторонние 7,5 мкл OVA или PBS за 1 день до умерщвления. Затем мышей умерщвляют на четвертый день 6-й недели, через 1 день после последней инфузии. 

Применяется ИФА для определения уровней IgE, специфичных для OVA, в сыворотке крови и окрашивание Luna для гистологической верификации носовой эпителиальной эозинофильной инфильтрации. Также рекомендуется изучить морфологию и распределение тканей по всей протяженности носовой полости мыши [4].

Моделирование бронхиальной астмы

Бронхиальная астма определяется как приступообразная и обратимая обструкция дыхательных путей вследствие воспаления и трахеобронхиальной гиперреактивности. Основными симптомами являются кашель с мокротой вязкого стекловидного секрета, а также свистящее дыхание и одышка [5].

Сенсибилизация и стимуляция астмы, вызванной овальбумином (OVA)

Cвежеприготовленный OVA эмульгируют адъювантом и квасцов. Смешать 250 мкл раствора OVA, 100 мкл адъюванта и 650 мкл физиологического раствора с фосфатным буфером (PBS) в пробирке для микроцентрифуги объемом 1,5 мл и эмульгировать смесь на вращателе в течение 1 часа при 4 °C.

Каждой мыши на 0-й и 12-й дни вводят внутрибрюшинно 200 мкл смеси OVA, используя шприц объемом 1 мл. Каждая мышь получит дозу в 50 мкг OVA и 0,8 мг гидроксида алюминия. Вводят контрольным мышам 200 мкл раствора PBS.

Мышей нужно заражать на 24, 26 и 28-й дни. Перед заражением разморозить 1 пробирку с 1 мг/мл раствора OVA и разбавить PBS до получения 400 мкг/мл раствора OVA. Перенести предварительно сенсибилизированную мышь в индукционную камеру для ингаляционной анестезии путем испарения смеси изофлурана и кислорода. Извлечь мышь из индукционной камеры, как только частота дыхания замедлится. Удерживая мышь одной рукой, ввести пипеткой 50 мкл 400 мкг/мл OVA интраназально. В каждую мышь вводят по 20 мкг OVA. Контрольным мышам вводят интраназально 50 мкл PBS.

Умертвите мышей для дальнейшей оценки фенотипа астмы, которая происходит на 29-й день, (через 1 день после введения OVA и PBS).

Проверка функции легких

Обезболить мышь смесью ксилазина и кетамина внутрибрюшинно. Разрезать кожу и аккуратно удалить подчелюстную железу, чтобы обнажить трахею.

Через один день после последнего испытания для модели, индуцированной OVA, сопротивление дыхательных путей измеряют у интубированных и вентилируемых мышей путем стимуляции повышающимися концентрациями метахолина (0, 3, 24, и 48 мг/мл в PBS) с использованием аппарата искусственной вентиляции легких с компьютерным управлением.

Эозинофилы являются ключевыми воспалительными клетками, участвующими в патофизиологии астмы. На мышиных моделях астмы аллергическое воспаление дыхательных путей можно оценить путем подсчета общего количества клеток и эозинофилов в бальной жидкости.

Гистология легких

Воспаление легких также можно оценить с помощью гистологии легких. Окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) используется для окрашивания клеточных и тканевых структур. Периодическое окрашивание кислотой Шиффа (PAS) проводится для выявления гиперсекреции слизи бокаловидными клетками.

Измерение общего и OVA-специфического IgE

Повышенный уровень сывороточного IgE является одним из основных признаков астмы у человека. Уровни общего и OVA-специфического IgE можно определить с помощью твердофазного иммуноферментного анализа [6].

Заключение

Животные и люди имеют много общих важных аллергических заболеваний, и животные оказались ключевыми

чтобы улучшить наше понимание механизмов, задействованных у разных видов, для взаимной выгоды

люди и животные. Животные и люди находятся в одной и той же среде и неразрывно связаны. A

сравнительный подход к медицине позволил нам лучше оценить сходства и различия

Животные и люди имеют много общих важных аллергических заболеваний, и животные оказались ключевыми

чтобы улучшить наше понимание механизмов, задействованных у разных видов, для взаимной выгоды

люди и животные. Животные и люди находятся в одной и той же среде и неразрывно связаны. A

сравнительный подход к медицине позволил нам лучше оценить сходства и различия

Животные и люди имеют много общих важных аллергических заболеваний, и животные оказались ключевыми

чтобы улучшить наше понимание механизмов, задействованных у разных видов, для взаимной выгоды

люди и животные. Животные и люди находятся в одной и той же среде и неразрывно связаны. A

сравнительный подход к медицине позволил нам лучше оценить сходства и различия

Грызуны и люди имеют достаточно много схожих механизмов аллергических заболеваний, но ни одна из доступных нам моделей на лабораторных животных не способна полностью смоделировать патологию человека.

Литературные источники

Бедарева О. К., Эпоха аллергии: как взять эпидемию под контроль? // Вестник аллерголога-иммунолога для врачей. 2022. №4. 8 c.

N. Franklin Adkinson Jr., Middleton's Allergy: Principles and Practice. 2019. vol 2. P.1889

Под ред. Р. М. Хаитова, Н. И. Ильиной. Клинические рекомендации. Аллергология. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. 340 с.

Irving C., Allen Editor., Mouse Models of Allergic Disease. vol. 1032. Totowa, NJ.: Humana Press, 2013. P. 326

Seebauer A. Schauer D. Schwender. Asthma bronchiale. Klinik für Anaesthesiologie, Ludwig-Maximilians Universität München. 1998. vol. 47. no. 9. P. 788-802

Kumi Nagamoto-Combs, Animal Models of Allergic Disease. – vol. 2223 - Totowa, NJ.: Humana Press, 2021. P. 361

Просмотров работы: 74