exposing humans to larval ixodes scapularis to study host response to tickborne diseases and tick bites

التعرض البشري للقراد اليرقي لأبحاث الأمراض المنقولة بالقراد

Hard ticks (Ixodidae: Acari) are obligate blood-feeding ectoparasites that occur worldwide and are capable of transmitting a broad range of pathogens, including bacteria, viruses, and parasites, of major medical and veterinary importance. Ixodid ticks must remain attached to the host for days to complete a blood meal, and they have the capacity to stay attached to the skin while avoiding recognition, preventing local blood coagulation, and facilitating long-term feeding1,2,3. Animal studies have demonstrated that non-permissive hosts acquire resistance to tick bites with repeated tick exposures, which can lead to a decreased ability to transmit a pathogen, while ticks can repeatedly parasitize permissive hosts. Acquired tick resistance is dependent on the nature of the host immune response4,5,6,7.
Tickborne diseases are an increasing threat in the United States (US), with the number of reported cases more than doubling between 2004 and 20168,9. Due to climate change, the geographic ranges of different ticks continue to expand10,11. The leading tickborne diseases in the US include Lyme disease, anaplasmosis, ehrlichiosis, spotted fever rickettsiosis, babesiosis, tularemia, and Powassan virus disease8. Lyme disease, caused by infection with Borrelia burgdorferi sensu lato, is the most common tickborne disease in the US and Europe12. With approximately 476,000 individuals diagnosed with Lyme disease annually in the US, there is both a public health and economic burden to individuals and to society13,14,15.
Ixodes scapularis (the black-legged or deer tick) is the primary vector for Lyme disease, as well as anaplasmosis, babesiosis, Borrelia miyamotoi disease, and Powassan virus disease in the US. Other medically important tick species in the US include Amblyomma americanum (Lone star tick), Dermacentor variabilis (American dog tick), Ixodes pacificus (Western black-legged tick), Dermacentor andersoni (Rocky Mountain wood tick), Ixodes cookei (Groundhog tick), Dermacentor occidentalis (Pacific Coast tick), Rhipicephalus sanguineus (brown dog tick), and Amblyomma maculatum (Gulf Coast tick)16.
Developing a method to expose research volunteers to tick bites supports studies using the natural vector to search for evidence of infection, a procedure known as xenodiagnosis17,18,19,20,21, and to learn more about immunity induced by exposure to ticks, which can contribute to the discovery of an anti-tick vaccine5,6,7. The procedure described here was developed and used in the first human research study using laboratory-reared Ixodes scapularis larva for xenodiagnosis of B. burgdorferi infection after antibiotic therapy (NCT01143558), published in 201419. The system has been successfully used in a phase 2 study investigating whether a positive xenodiagnosis correlated with the persistence of symptoms after antibiotic treatment of Lyme disease (NCT02446626) and in a study exploring the host response to tick bites (NCT05036707).
This procedure protocol describes the process for creating the containment dressing, the tick placement procedure, and the tick removal procedure, as well as the site care needed to maintain the containment dressing. The details regarding the pathogen-free I. scapularis tick colony and tick exposure procedures used for the above-cited studies have been previously described19,22. This methodology offers a flexible research tool that can be adapted to studying different aspects of the human host response to tick bites, the effectiveness of tick prevention medications, as well as Lyme disease and other tickborne illnesses.

تسليط الضوء على المؤلف: نموذج التعرض البشري الخاضع للرقابة لأبحاث القراد ودراسات مرض لايم

نموذج للتعرض التجريبي للبشر لقراد كتفي Ixodes اليرقات

This protocol offers an effective method for a controlled exposure of humans to ticks. For research, the protocol can be used to study the human immune response tick bites, as well as the development of diagnostics and preventions against tick-borne diseases. There were no published procedures for placing ticks on human research volunteers.The challenge was to develop a system that allowed the ticks to feed for days while also being comfortable for the participants. This model contains the ticks for the duration of the feeding and allow the research participants to proceed with their daily activities with minor lifestyle adjustments.

تعريض البشر ل Ixodes scapularis اليرقات لدراسة استجابة المضيف للأمراض المنقولة بالقراد ولدغات القراد

للبدء ، قم بإنشاء حقل مرئي عن طريق وضع ورقة بيضاء حول منطقة الموضع. استخدم وسادة شاش مقاس أربعة × أربعة بوصات ، مبللة بالماء النظيف أو المالحة ، لتنظيف جلد موقع التنسيب. جفف الموقع بشاش نظيف.خذ ضمادة الاحتواء المعدة وأزل البطانة اللاصقة من الجانب الغرواني المائي. ألصق الضمادة على الجلد في موقع التنسيب. كسر المسحة الخشبية إلى نصفين لفضح الأطراف الخشنة.الآن افتح قارورة القراد بعناية. استخدم الطرف المسنن للمسحة الخشبية لنقل القراد النشط من القارورة إلى الجلد داخل ضمادة الاحتواء. ثم قم بإزالة البطانة اللاصقة من الطبقة الشبكية لضمادة الاحتواء ، وأغلق الطبقة الشبكية فوق الفتحة ، مع التأكد من توصيل المادة اللاصقة بإحكام.ضع الضمادة الغروانية المائية الرقيقة جدا مقاس أربعة × أربعة بوصات فوق ضمادة الاحتواء لمزيد من الأمان. توفير غطاء حاجز مائي وشريط مضاد للحساسية بوصتين للمشارك في البحث. تحقق دوريا من التصاق حواف الضمادة بالجلد.ضع شريطا إضافيا لتعزيز الحواف حسب الحاجة. ثقب ثقوب في غطاء القارورة باستخدام إبرة قياس 20 إذا كان الحفاظ على القراد الحي ضروريا. استخدم شبكة من النايلون أو البوليستر والغطاء لإغلاق القارورة.قم بتسمية قوارير جمع القراد بالمعرفات المطلوبة. للحفاظ على الرطوبة ، ضع قارورة القراد في كيس قابل للغلق باستخدام اسفنجة رطبة. ترتيب ملاءات بيضاء حول موقع الضمادة.باستخدام مناديل الكحول ، قم بإزالة الضمادة بعناية من الجلد. ضع الضمادة التي تمت إزالتها في حوض التجميع وافحصها بحثا عن وجود علامات منفصلة. تقييم الجلد في موقع التنسيب للقراد المرفقة.استخدم ملقط طرف ناعم لإزالة القراد المرفق. في أول دراسة للتشخيص بالجفاف البشري ، تم إجراء ما مجموعه 43 إجراء. عند مقارنتها بعدد القراد الموضوعة ، كان متوسط النسبة المئوية لاستعادة القراد المرفق حوالي 45٪

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Exposing Humans to Larval Ixodes scapularis to Study Host Response to Tickborne Diseases and Tick Bites

A Model for Experimental Exposure of Humans to Larval Ixodes scapularis Ticks

Tickborne diseases are a significant public health problem in the United States and worldwide. Ticks are obligate blood-feeding arthropods; an ixodid tick ...

Dressing Preparation for Tick Placement and Containment to Study Human Response to Tick Bites

تحضير الضمادات لوضع القراد واحتوائه لدراسة استجابة الإنسان لدغات القراد