Name: feeding of ticks on animals for transmission and xenodiagnosis in lyme disease research
Uploaded: 2013-08-31T21:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Feeding of Ticks on Animals for Transmission and Xenodiagnosis in Lyme Disease Research at JoVE.com

Författarna vill tacka Nicole Hasenkampf och Amanda Tardo för teknisk support. Vi tackar också Dr. Linden Hu och Adriana Marques för rekommendation LeFlap inneslutningsanordning, och Dr Lise Gern för undervisning på det kapillära matningsmetod. Detta arbete stöddes av NIH / NCRR Grant 8 P20 GM103458-09 (ANM) och National Center for Research Resources och Office of Research Infrastructure Program (OriP) av National Institutes of Health genom bidrags P51OD011104/P51RR000164.

En experimentell beskrivning av fästing ympning och utfodring på djur för Lyme sjukdomforskning visas i figur 1. 1. Ympa nymphal Ixodes Fästingar med B. burgdorferi Använda Kapillär sondmatning När du utför manipulationer med fästingar är vita rockar med elastiska ärmar, handskar och engångs bouffant mössor slitna. <ol><li> Vår metod är en modifierad version av den som rapporterats av Broad et al. ...

För att få fästingar som hamn B. burgdorferi för efterföljande studier, kan fästingarna vara: (1) matas på infekterade möss i larvstadiet, (2) nedsänkt i B. burgdorferi kulturer vid antingen larver eller nymphal etapp 48, (3) idag injiceras med B. burgdorferi 47, eller (4) kapillärrör matad B. burgdorferi 49. Även om var och en av dessa metoder har sitt syfte, för att säkerställa att en stor del av de fästingar som ska användas för in...

Under 2011, borrelia var den 6: e vanligaste Nationellt anmälningspliktig sjukdom i Nordamerika ( <a href="http://www.cdc.gov/lyme/stats/index.html" target="_blank">http://www.cdc.gov/lyme/stats/index.html</a> ). B. burgdorferi är en mångsidig mikrob, både genetiskt och antigent (över i 1). Dess genetiska konstitution innehåller ett stort (&gt; 900 kB) kromosom och upp till 21 plasmider (12 linjära, 9 cirkulära), med plasmid innehåll varierar mellan isolaten. Mycket är att lära om detta spiroket, eftersom över 90% av de plasmid öppna läsramar är kopplad till några kända bakteriella sekvenser 2,3. B. burgdorferi presenterar en mängd olika antigener som potentiella mål för värdimmunitet. Dock kvarstår en obehandlad infektion ofta. Samspelet mellan spiroketer med fästingen miljö och vertebratvärden miljön kräver anpassning av B. burgdorferi under infektionsprocessen. Flera plasmidkodadgener som är kända för att vara differentiellt uttryckt som svar på förändringar i temperatur, pH, celltäthet och även steget av fästing livscykel 4-8. Studien av B. burgdorferi anpassning under hela sin enzootisk cykel, och värdsvar efter infektion med den naturliga vägen bygger på förmågan att mata fästingar på lämpliga djurmodeller. Sådana studier är uppfyllda med de tekniska utmaningar som genererar fästingar som hyser B. burgdorferi, och säkerställa en effektiv överföring och / eller matning av fästingar på modell värd. Dessutom är avgörande för inneslutning och återvinning av infekterade fästingar. Bland de modeller som används är möss och icke-mänskliga primater, som var och en fungerar som ett värdefullt verktyg i Lyme sjukdom forskning. Som med det vita på foten mus, som är en naturlig reservoar värd för B. burgdorferi, är laboratoriet musen en mycket mottaglig värd som stöder ihållande infektion med B. burgdorferi 9. Foljande infektion av sjukdoms mottagliga möss, såsom C3H-stammen, spiroketema sprida till multipla vävnader, inklusive huden, urinblåsan, muskler, leder och hjärta. Inflammatoriska svar på infektion leda till sjuka hjärta och ledvävnad. Medan spiroketer härdar i denna värd och förbli smittsamma, kan inflammatoriska lesioner bli intermittent, inte olikt processen hos människor. Den musmodell har därmed mycket information om B. burgdorferi-inducerad patologi, inklusive artrit och kardit och värd immunsvar 10-12. Ur patogenen har vissa gener differentiellt uttryckta under infektion däggdjurs karakteriserats, som har någon nödvändig för överföring från fästingen vektorn 13-21. Även om flera djurarter har använts för att studera borrelia 22 rhesusapamacaques likna närmast multiorgan karaktär mänskliga sjukdomar 23. Till skillnad från andradjurmodeller, bredden av sjukdomsmanifestationer såsom erythema migrans, kardit, artrit och neuropati i det perifera och centrala nervsystemet observeras hos makaker. Hos möss reservoaren värd för B. burgdorferi, varierar sjukdom genom musstam och 24 års ålder, medan de tidiga och sena-spridas manifestationer är ovanliga 9. Dessutom, andra gnagare, hardjur och hundar alla misslyckas med att uppvisa neurologiska sjukdomen från B. burgdorferi infektion 25. Viktigt makaker uppvisar tecken som är karakteristiska för alla tre faser av Lyme borrelios, nämligen tidig lokaliserad, tidig-spridas, och sena stadium borrelia 26-28. Erythema migrans (EM) är tänkt att ske i 70-80% av mänskliga fall 29, och ses också i rhesusmacaques 28,30. Efter infektion, spiroketema sprider från platsen för ympning på flera organ. Spirochetal DNA har upptäckts i skelett muscles, hjärta, urinblåsan, perifer nerv och plexus, såväl som i det centrala nervsystemet (hjärnan, hjärnstammen och lillhjärnan, ryggmärg, och dura mater) 31. Kryssa livnär sig på möss har använts av oss och andra forskargrupper för förökning av fästingkolonier, i reservoar kompetens studerar 32-36 och i studier av B. burgdorferi Pathogenesis 37-40. Denna teknik har också använts för xenodiagnosis och testning av vaccineffektiviteten hos möss 41-44. Vi har utfodras Ixodes fästingar på icke-mänskliga primater för modellutveckling 28, en studie av vaccineffekt 45, och för xenodiagnosis i bedömningen av uthållighet efter antibiotikabehandling 46. Fästingar som hamn B. burgdorferi kan bibehållas i en naturlig enzootisk cykel genom att mata larver på infekterade möss och använder nymferna för studierna, eftersom de spiroketer överförs via levnadsstadier. I denna rapportVi instruerar om hur man skapar fästingar infekterade med vildtyp eller mutant B. burgdorferi, med kapillär sondmatning. Detta kan även åstadkommas genom mikroinjektion 47 och genom nedsänkning 48. Syftet med artificiella introduktionen av B. burgdorferi i fästingar kan vara att studera mutantstammar vars överförbarhet är okänt, för att generera en grupp av fästingar med en hög infektionsfrekvens och för att minska risken för fel genom att upprätthålla en ren och annars oinfekterade fästing koloni. Dessutom visar vi fästing som livnär sig på möss och icke-humana primater, för att säkerställa inneslutning och återvinning av fylld fästingar. Användningen av fästingen utfodring är viktigt för framtida studier av immunsvar mot B. burgdorferi infektion, potentiella Lyme vaccinets effekt, och xenodiagnosis för detektion av ockulta infektioner.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagent</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>BSK-H</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>B-8291</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ketamine HCl</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Tangle Trap coating Paste</td>
			<td>Ladd research</td>
			<td>T-131</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>SkinPrep</td>
			<td>Allegro Medical Supplies</td>
			<td>177364</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>LeFlap, 3" x 3"</td>
			<td>Monarch Labs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Hypafix tape</td>
			<td>Allegro Medical Supplies</td>
			<td>191523</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>SkinBond</td>
			<td>Allegro Medical Supplies</td>
			<td>554536</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>UniSolve</td>
			<td>Allegro Medical Supplies</td>
			<td>176640</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Biatane Foam, adhesive 4"x4"</td>
			<td>Coloplast</td>
			<td>3420</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DuoDerm CGF Dressing - 4" x 4", (3/4)" adhesive border </td>
			<td>Convatec</td>
			<td>187971 </td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Nonhuman primate jackets with flexible 2" back panels; add drawstrings at top and bottom</td>
			<td>Lomir Biomedical Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENT </td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Pipet puller</td>
			<td>David Kopf Instruments</td>
			<td>Model 700C</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dark field microscope</td>
			<td>Leitz Wetzlar</td>
			<td>Dialux</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dissecting microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Zoom 2000</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Mouse caging</td>
			<td>Allentown caging</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

feeding of ticks on animals for transmission and xenodiagnosis in lyme disease research

Överföring av etiologiska agent för borrelia, Borrelia burgdorferi, sker genom kvarstad och blod utfodring av Ixodes arter fästingar på däggdjursvärdar. I naturen kan denna zoonotiska bakteriell patogen använda en mängd olika reservoarvärdar, men det vita på foten mus (Peromyscus leucopus) är den primära reservoaren för larver och nymphal fästingar i Nordamerika. Människor är tillfälliga värdar oftast infekterade med B. burgdorferi genom bett av fästingar i nymphal scenen. B. burgdorferi anpassar sig till sina värdar genom hela enzootisk cykeln, så möjligheten att utforska funktionerna i dessa spiroketer och deras effekter på däggdjursvärdar kräver användning av fästing utfodring. Dessutom har tekniken enligt xenodiagnosis (med hjälp av naturlig vektor för detektering och återhämtning av ett infektiöst medel) varit användbart i studier av kryptisk infektion. I syfte att erhålla nymphal fästingar som harbor B. burgdorferi,fästingar matas levande spiroketer i kultur genom kapillärrör. Två djurmodeller, möss och icke-mänskliga primater, används oftast för studier Lyme sjukdom som involverar fästing utfodring. Vi visar de metoder som dessa fästingar kan matas på, och återhämtat sig från djur för antingen infektion eller xenodiagnosis.

Efter slutförandet av kapillär matning, är fästingarna normalt vilade vid 23 ° C under 2-3 veckor innan de matas på djur för sändning. Med hjälp av kapillär-matningsteknik, har vi funnit att över 90% av den matade fästingar hamnen B. burgdorferi. Andelen positiva fästingar bestäms av tvätt fästingar i peroxid och etanol, sedan krossa dem i steril PBS med ett mikrofugrör formad mortelstöt. Midgut innehållet läckt ut i PBS är fixerade på objektglas och färgas med en anti-Borrelia s...

Watch this Scientific Journal Video about Feeding of Ticks on Animals for Transmission and Xenodiagnosis in Lyme Disease Research at JoVE.com

Feeding of Ticks on Animals for Transmission and Xenodiagnosis in Lyme Disease Research

Borrelia är den vanligaste rapporterade vektorburen sjukdom i Nordamerika. Den smittämnen, är Borrelia burgdorferi spirochete bakterie som överförs av ixodid fästingar. Transmission och upptäckt av infektion i djurmodeller har optimerats genom användning av fästingen utfodring, som vi beskriver här.

Utfodring av fästingar på djur för Transmission och Xenodiagnosis i Lyme Disease Research

Transmission of the etiologic agent of Lyme disease, Borrelia burgdorferi, occurs by the  attachment and blood feeding of Ixodes species ticks on ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Biocontained Carcass Composting for Control of Infectious Disease Outbreak in Livestock

Biocontained Stomme Kompostering för kontroll av smittsamma sjukdomsutbrott i Boskap

Intensive livestock production systems are particularly vulnerable to natural or intentional (bioterrorist) infectious disease outbreaks. Large numbers of ...

RNA Interference in Ticks

RNA-interferens i Fästingar

Ticks are obligate hematophagous ectoparasites of wild and domestic animals and humans, and are considered to be second worldwide to mosquitoes as vectors ...

Methods for Rapid Transfer and Localization of Lyme Disease Pathogens Within the Tick Gut

Metoder för snabb överföring och lokalisering av Borrelia Patogener Inom Tick Gut

Lyme disease is caused by infection with the spirochete pathogen Borrelia burgdorferi, which is maintained in nature by a tick-rodent infection cycle 1.  ...

Saliva, Salivary Gland, and Hemolymph Collection from Ixodes scapularis Ticks

Saliva, Salivary Gland, and Hemolymph Collection from Ixodes scapularis Ticks

Saliv, spottkörtel och hemolymfa Collection från Ixodes scapularis fästingar

Ticks are found worldwide and afflict humans with many tick-borne illnesses. Ticks are vectors for pathogens that cause Lyme disease and tick-borne ...

Swab Sampling Method for the Detection of Human Norovirus on Surfaces

Pinnurvalsmetoden för påvisande av humana Norovirus på ytor

Human noroviruses are a leading cause of epidemic and sporadic gastroenteritis worldwide. Because most infections are either spread directly via the ...

Protocols for Investigating the Host-tissue Distribution, Transmission-mode, and Effect on the Host Fitness of a Densovirus in the Cotton Bollworm

Protokoll för att undersöka värdvävnads Distribution, Transmission-mode, och påverkan på värd Fitness av ett Densovirus i Cotton bollworm

Many novel viruses have been discovered in animal hosts using next-generation sequencing technologies. Previously, we reported a mutualistic virus, ...

Assessment of the Cytotoxic and Immunomodulatory Effects of Substances in Human Precision-cut Lung Slices

Bedömning av den cytotoxiska och immunmodulerande effekter av ämnen i Human Precision-cut Lung skivor

Respiratory diseases in their broad diversity need appropriate model systems to understand the underlying mechanisms and enable development of new ...

Collection and Processing of Lymph Nodes from Large Animals for RNA Analysis: Preparing for Lymph Node Transcriptomic Studies of Large Animal Species

Insamling och bearbetning av lymfkörtlar från stora djur för RNA analys: förbereda för lymfkörtel Transcriptomic studier av stora djurarter

Large animals (both livestock and wildlife) serve as important reservoirs of zoonotic pathogens, including Brucella, Mycobacterium bovis, Salmonella, and ...

Sexual Transmission of American Trypanosomes from Males and Females to Naive Mates

Sexuell överföring av amerikanska innebörder från hanar och honor till Naive kompisar

American trypanosomiasis is transmitted to humans by triatomine bugs through the ingestion of contaminated food, by blood transfusions or accidently in ...

Highly Efficient Transfection of Primary Macrophages with In Vitro Transcribed mRNA

Högeffektiv transfektion av primära makrofager med in vitro-transkriberad mRNA

Macrophages are phagocytic cells specialized in detecting molecules of non-self origin. To this end, they are equipped with a large array of pattern ...