Name: zebrafish animal model for the study of allergic reactions in response to tick saliva biomolecules
Uploaded: 2022-09-16T14:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Zebrafish Animal Model for the Study of Allergic Reactions in Response to Tick Saliva Biomolecules at JoVE.com

Vi ønsker å takke medlemmer av SaBio-gruppen for deres samarbeid i eksperimentell design og teknisk assistanse med fiskeforsøksanlegget og Juan Galcerán Sáez (IN-CSIC-UMH, Spania) for å levere sebrafisk. Dette arbeidet ble støttet av Ministerio de Ciencia e Innovación/Agencia Estatal de Investigación MCIN/AEI/10.13039/501100011033, Spania og EU-FEDER (Grant BIOGAL PID2020-116761GB-I00). Marinela Contreras er finansiert av Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Spania, stipend IJC2020-042710-I.

Alle metodene beskrevet her er godkjent av den etiske komiteen for dyreforsøk ved Universitetet i Castilla La Mancha under studien "Evaluering av immunresponsen mot inaktivert M. bovis-vaksine og utfordring med M. marinum i sebrafiskmodellnummeret PR-2017-05-12."
Flått ble hentet fra laboratoriekolonien, hvor representative prøver av flått i kolonien ble testet ved PCR for vanlige krysspatogenerfor å bekrefte fraværet av patogener, og opprettholdt ved Institutt for para...

<ol>
	<li>de la Fuente, J., Estrada-Pena, A., Venzal, J. M., Kocan, K. M., Sonenshine, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview:+Ticks+as+vectors+of+pathogens+that+cause+disease+in+humans+and+animals.">Overview: Ticks as vectors of pathogens that cause disease in humans and animals.</a> Frontiers in Bioscience: A Journal and Virtual Library. 13 (18), 6938-6946 (2008).</li><li>de la Fuente, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tick-pathogen+interactions+and+vector+competence:+identification+of+molecular+drivers+for+tick-borne+diseases.">Tick-pathogen interactions and vector competence: identification of molecular drivers for tick-borne diseases.</a> Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 7, 114 (2017).</li><li>Villar, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+tick+salivary+gland+and+saliva+alphagalactome+reveals+candidate+alpha-gal+syndrome+disease+biomarkers.">Characterization of tick salivary gland and saliva alphagalactome reveals candidate alpha-gal syndrome disease biomarkers.</a> Expert Review of Proteomics. 18 (12), 1099-1116 (2021).</li><li>Chmela&#345;, J., Kot&#225;l, J., Kova&#345;&#237;kov&#225;, A., Kotsyfakis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+tick+salivary+proteins+as+novel+therapeutics.">The use of tick salivary proteins as novel therapeutics.</a> Frontiers in Physiology. 10, 812 (2019).</li><li>Chung, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cetuximab-induced+anaphylaxis+and+IgE+specific+for+galactose-alpha-1,3-galactose.">Cetuximab-induced anaphylaxis and IgE specific for galactose-alpha-1,3-galactose.</a> The New England Journal of Medicine. 358 (11), 1109-1117 (2008).</li><li>Van Nunen, S. A., O'Connor, K. S., Clarke, L. R., Boyle, R. X., Fernando, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+association+between+tick+bite+reactions+and+red+meat+allergy+in+humans.">An association between tick bite reactions and red meat allergy in humans.</a> The Medical Journal of Australia. 190 (9), 510-511 (2009).</li><li>Cabezas-Cruz, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+and+molecular+drivers+of+the+&#945;-Gal+syndrome.">Environmental and molecular drivers of the &#945;-Gal syndrome.</a> Frontiers in Immunology. 10, 1210 (2019).</li><li>de la Fuente, J., Pacheco, I., Villar, M., Cabezas-Cruz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+alpha-Gal+syndrome:+new+insights+into+the+tick-host+conflict+and+cooperation.">The alpha-Gal syndrome: new insights into the tick-host conflict and cooperation.</a> Parasites &amp; Vectors. 12 (1), 154 (2019).</li><li>Platts-Mills, T. A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+cause+and+consequences+of+IgE+to+galactose-&#945;-1,3-galactose:+A+report+from+the+National+Institute+of+Allergy+and+Infectious+Diseases+workshop+on+understanding+IgE-mediated+mammalian+meat+allergy.">On the cause and consequences of IgE to galactose-&#945;-1,3-galactose: A report from the National Institute of Allergy and Infectious Diseases workshop on understanding IgE-mediated mammalian meat allergy.</a> The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 145 (4), 1061-1071 (2020).</li><li>Commins, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+anaphylaxis,+angioedema,+or+urticaria+after+consumption+of+red+meat+in+patients+with+IgE+antibodies+specific+for+galactose-alpha-1,3-galactose.">Delayed anaphylaxis, angioedema, or urticaria after consumption of red meat in patients with IgE antibodies specific for galactose-alpha-1,3-galactose.</a> The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 123 (2), 426-433 (2009).</li><li>Platts-Mills, T. A. E., Schuyler, A. J., Tripathi, A., Commins, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaphylaxis+to+the+carbohydrate+side+chain+alpha-gal.">Anaphylaxis to the carbohydrate side chain alpha-gal.</a> Immunology and Allergy Clinics of North America. 35 (2), 247-260 (2015).</li><li>Mateos-Hern&#225;ndez, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tick-host+conflict:+immunoglobulin+E+antibodies+to+tick+proteins+in+patients+with+anaphylaxis+to+tick+bite.">Tick-host conflict: immunoglobulin E antibodies to tick proteins in patients with anaphylaxis to tick bite.</a> Oncotarget. 8 (13), 20630-20644 (2017).</li><li>Galili, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+in+primates+by+&amp;#34;Catastrophic-selection&amp;#34;+interplay+between+enveloped+virus+epidemics,+mutated+genes+of+enzymes+synthesizing+carbohydrate+antigens,+and+natural+anti-carbohydrate+antibodies.">Evolution in primates by &amp;#34;Catastrophic-selection&amp;#34; interplay between enveloped virus epidemics, mutated genes of enzymes synthesizing carbohydrate antigens, and natural anti-carbohydrate antibodies.</a> American Journal of Physical Anthropology. 168 (2), 352-363 (2019).</li><li>Hilger, C., Fischer, J., W&#246;lbing, F., Biedermann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+and+mechanism+of+galactose-alpha-1,3-galactose+in+the+elicitation+of+delayed+anaphylactic+reactions+to+red+meat.">Role and mechanism of galactose-alpha-1,3-galactose in the elicitation of delayed anaphylactic reactions to red meat.</a> Current Allergy and Asthma Reports. 19 (1), 3 (2019).</li><li>Cabezas-Cruz, A., Vald&#233;s, J., de la Fuente, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+research+meets+tick+vectors+for+infectious+diseases.">Cancer research meets tick vectors for infectious diseases.</a> The Lancet. Infectious Diseases. 14 (10), 916-917 (2014).</li><li>Yilmaz, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gut+microbiota+elicits+a+protective+immune+response+against+malaria+transmission.">Gut microbiota elicits a protective immune response against malaria transmission.</a> Cell. 159 (6), 1277-1289 (2014).</li><li>Cabezas-Cruz, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+the+immune+response+to+&#945;-Gal+and+vector-borne+diseases.">Regulation of the immune response to &#945;-Gal and vector-borne diseases.</a> Trends in Parasitology. 31 (10), 470-476 (2015).</li><li>Weins, A. B., Eberlein, B., Biedermann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostics+of+alpha-gal+syndrome:+Current+standards,+pitfalls+and+perspectives.">Diagnostics of alpha-gal syndrome: Current standards, pitfalls and perspectives.</a> Der Hautarzt; Zeitschrift Fur Dermatologie, Venerologie, Und Verwandte Gebiete. 70 (1), 36-43 (2019).</li><li>Commins, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relevance+of+tick+bites+to+the+production+of+IgE+antibodies+to+the+mammalian+oligosaccharide+galactose-&#945;-1,3-galactose.">The relevance of tick bites to the production of IgE antibodies to the mammalian oligosaccharide galactose-&#945;-1,3-galactose.</a> The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 127 (5), 1286-1293 (2011).</li><li>Fischer, J., Yazdi, A. S., Biedermann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+spectrum+of+&#945;-Gal+syndrome:+from+immediate-type+to+delayed+immediate-type+reactions+to+mammalian+innards+and+meat.">Clinical spectrum of &#945;-Gal syndrome: from immediate-type to delayed immediate-type reactions to mammalian innards and meat.</a> Allergo Journal International. 25 (2), 55-62 (2016).</li><li>Hod&#382;i&#263;, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infection+with+Toxocara+canis+inhibits+the+production+of+IgE+antibodies+to+&#945;-Gal+in+humans:+towards+a+conceptual+framework+of+the+hygiene+hypothesis.">Infection with Toxocara canis inhibits the production of IgE antibodies to &#945;-Gal in humans: towards a conceptual framework of the hygiene hypothesis.</a> Vaccines. 8 (2), 167 (2020).</li><li>Kiewiet, M. B. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+and+serological+characterization+of+the+&#945;-Gal+syndrome-importance+of+atopy+for+symptom+severity+in+a+European+cohort.">Clinical and serological characterization of the &#945;-Gal syndrome-importance of atopy for symptom severity in a European cohort.</a> The Journal of Allergy and Clinical Immunology. In Practice. 8 (6), 2027-2034 (2020).</li><li>Steinke, J. W., Platts-Mills, T. A. E., Commins, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+alpha-gal+story:+lessons+learned+from+connecting+the+dots.">The alpha-gal story: lessons learned from connecting the dots.</a> The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 135 (3), 589-596 (2015).</li><li>Hashizume, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated+Amblyomma+testudinarium+tick+bites+are+associated+with+increased+galactose-&#945;-1,3-galactose+carbohydrate+IgE+antibody+levels:+A+retrospective+cohort+study+in+a+single+institution.">Repeated Amblyomma testudinarium tick bites are associated with increased galactose-&#945;-1,3-galactose carbohydrate IgE antibody levels: A retrospective cohort study in a single institution.</a> Journal of the American Academy of Dermatology. 78 (6), 1135-1141 (2018).</li><li>Chandrasekhar, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cutaneous+exposure+to+clinically+relevant+lone+star+ticks+promotes+IgE+production+and+hypersensitivity+through+CD4++T+cell-+and+MyD88-dependent+pathways+in+mice.">Cutaneous exposure to clinically relevant lone star ticks promotes IgE production and hypersensitivity through CD4+ T cell- and MyD88-dependent pathways in mice.</a> Journal of Immunology. 203 (4), 813-824 (2019).</li><li>Araujo, R. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amblyomma+sculptum+tick+saliva:+&#945;-Gal+identification,+antibody+response+and+possible+association+with+red+meat+allergy+in+Brazil.">Amblyomma sculptum tick saliva: &#945;-Gal identification, antibody response and possible association with red meat allergy in Brazil.</a> International Journal for Parasitology. 46 (3), 213-220 (2016).</li><li>Contreras, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allergic+reactions+and+immunity+in+response+to+tick+salivary+biogenic+substances+and+red+meat+consumption+in+the+zebrafish+model.">Allergic reactions and immunity in response to tick salivary biogenic substances and red meat consumption in the zebrafish model.</a> Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 10, 78 (2020).</li><li>Poole, N. M., Mamidanna, G., Smith, R. A., Coons, L. B., Cole, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prostaglandin+E(2)+in+tick+saliva+regulates+macrophage+cell+migration+and+cytokine+profile.">Prostaglandin E(2) in tick saliva regulates macrophage cell migration and cytokine profile.</a> Parasites &amp; Vectors. 6 (2), 261 (2013).</li><li>Seibel, H., Ba&#223;mann, B., Rebl, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+will+tell:+what+hematological+analyses+can+reveal+about+fish+welfare.">Blood will tell: what hematological analyses can reveal about fish welfare.</a> Frontiers in Veterinary Science. 8, 616955 (2021).</li><li>Pacheco, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vaccination+with+alpha-gal+protects+against+mycobacterial+infection+in+the+zebrafish+model+of+tuberculosis.">Vaccination with alpha-gal protects against mycobacterial infection in the zebrafish model of tuberculosis.</a> Vaccines. 8 (2), 195 (2020).</li><li>Gupta, T., Mullins, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissection+of+organs+from+the+adult+zebrafish.">Dissection of organs from the adult zebrafish.</a> Journal of Visualized Experiments. (37), e1717 (2010).</li><li>Lu, M. -. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+interferon+response+is+involved+in+nervous+necrosis+virus+acute+and+persistent+infection+in+zebrafish+infection+model.">The interferon response is involved in nervous necrosis virus acute and persistent infection in zebrafish infection model.</a> Molecular Immunology. 45 (4), 1146-1152 (2008).</li><li>Saralahti, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+zebrafish+model+for+pneumococcal+pathogenesis.">Adult zebrafish model for pneumococcal pathogenesis.</a> Developmental and Comparative Immunology. 42 (2), 345-353 (2014).</li><li>Gore, A. V., Pillay, L. M., Venero Galanternik, M., Weinstein, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish:+A+fintastic+model+for+hematopoietic+development+and+disease.">The zebrafish: A fintastic model for hematopoietic development and disease.</a> Wiley Interdisciplinary Reviews. Developmental Biology. 7 (3), 312 (2018).</li><li>Katoch, S., Patial, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish:+An+emerging+model+system+to+study+liver+diseases+and+related+drug+discovery.">Zebrafish: An emerging model system to study liver diseases and related drug discovery.</a> Journal of Applied Toxicology. 41 (1), 33-51 (2021).</li><li>Kalueff, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+a+comprehensive+catalog+of+zebrafish+behavior+1.0+and+beyond.">Towards a comprehensive catalog of zebrafish behavior 1.0 and beyond.</a> Zebrafish. 10 (1), 70-86 (2013).</li><li>Xin, N., Jiang, Y., Liu, S., Zhou, Y., Cheng, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+prednisolone+on+behavior+and+hypothalamic-pituitary-interrenal+axis+activity+in+zebrafish.">Effects of prednisolone on behavior and hypothalamic-pituitary-interrenal axis activity in zebrafish.</a> Environmental Toxicology and Pharmacology. 75, 103325 (2020).</li><li>Alestr&#246;m, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish:+Housing+and+husbandry+recommendations.">Zebrafish: Housing and husbandry recommendations.</a> Laboratory Animals. 54 (3), 213-224 (2020).</li></ol>

Sebrafisk er en kostnadseffektiv og letthåndterlig modell som også har vært et svært gjennomførbart verktøy for studier av molekylære mekanismer for immunresponsen, patogensykdommer, ny legemiddeltesting og vaksinasjon og beskyttelse mot infeksjoner33,34,35. Studien om oppførselen til sebrafisk er nyttig siden tidligere studier har funnet ut at noen fiskearter forblir ubevegelige i bunnen av tanken når de er stresset, n...

Flått er vektorer av patogener som forårsaker sykdommer og er også årsaken til allergiske reaksjoner, som påvirker helsen til mennesker og dyr over hele verden 1,2. Under flåttfôring letter biomolekyler i kryssspytt, spesielt proteiner og lipider, fôringen av disse ektoparasittene, og unngår vertsforsvar3. Noen spyttbiomolekyler med glykan-Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R (α-Gal) modifikasjoner fører til produksjon av høye anti-α-Gal IgE-antistoffnivåer etter flåttbitt, bare hos noen individer, som er kjent som α-Gal syndrom (AGS)4. Dette er en sykdom assosiert med IgE-mediert allergi som kan resultere i anafylaksi til flåttbitt, ikke-primat pattedyrkjøttforbruk og noen stoffer som cetuximab5. Reaksjoner på α-Gal er ofte alvorlige og noen ganger kan være dødelig 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15.
α-Gal finnes i alle pattedyr bortsett fra aper, aper og mennesker fra den gamle verden som ikke har evnen til å syntetisere α-Gal13. Imidlertid uttrykker patogener som bakterier og protozoer denne glykanen på overflaten, noe som kan indusere produksjon av høye mengder anti-α-Gal IgM / IgG-antistoffer og kan være en beskyttelsesmekanisme mot disse patogenene16,17. Imidlertid øker produksjonen av anti-α-Gal-antistoffer risikoen for å utvikle IgE-medierte anti-α-Gal-allergier 7,13. Naturlige anti-α-Gal-antistoffer produsert hos mennesker, hovedsakelig av IgM / IgG-subtypene, kan være assosiert med denne modifikasjonen som er tilstede i bakterier fra tarmmikrobiota16. AGS kan være en utfordrende klinisk diagnose, da den viktigste diagnostiske metoden for øyeblikket er basert på en klinisk historie med forsinkede allergiske reaksjoner, spesielt forbundet med matallergier (dvs. kløe, lokalisert elveblest eller tilbakevendende angioødem til anafylaksi, urtikaria, og gastrointestinale symptomer) og måling av IgE anti-α-Gal antistoffnivåer 9. Nåværende funn tyder på at flåttbitt utgjør en av de viktigste risikoene ved utseendet til AGS 18,19, en 20 ganger eller større økning i IgE-nivåer til α-Gal etter et flåttbitt 19, en historie med flåttbitt hos pasienter med AGS20,21,22, eksistensen av antistoffer reaktive mot kryssantigener hos AGS-pasienter 19, og at anti-α-Gal IgE er sterkt relatert til anti-tick IgE-nivåer19,23, men det er behov for ytterligere studier for å vurdere hvilke biomolekyler som faktisk er involvert.
I tillegg er et annet mulig scenario pasienter som presenterer sterke allergiske reaksjoner på flåttbitt og høye nivåer av anti-α-Gal IgE-antistoffer, men er tolerante mot pattedyrs kjøttforbruk12. Derfor kan pattedyrkjøttallergi være en bestemt type flåttbittrelatert allergi. De viktigste flåttartene assosiert med AGS inkluderer Amblyomma americanum (USA), Amblyomma sculptum (Brasil), Amblyomma testudinarium og Haemaphysalis longicornis (Japan), Ixodes holocyclus (Australia) og Ixodes ricinus (hovedvektoren av Lyme borreliosis i Europa)11,24.
Den eneste modellen som har blitt brukt til å evaluere IgE-produksjon relatert til flåttbitt er musemodellen genetisk modifisert med genet for α-1,3-galaktosyltransferase slått ut (α-Gal KO) mus25,26 fordi mus som andre pattedyr også uttrykker α-Gal på proteiner og lipider og ikke produserer IgE til α-Gal. Imidlertid er sebrafisk (Danio rerio) en nyttig modell for biomedisinsk forskning anvendt på pattedyr fordi den deler mange anatomiske likheter med pattedyr og, som mennesker, heller ikke er i stand til å syntetisere α-Gal. Siden α-Gal ikke produseres naturlig i sebrafisk, er det en rimelig modell, lett å manipulere, og tillater en høy prøvestørrelse for studiet av α-Gal-relaterte allergiske reaksjoner.
I denne studien brukes sebrafisk som en modellorganisme for å karakterisere og beskrive lokale allergiske reaksjoner, atferdsmønstre og molekylære mekanismer assosiert med respons på perkutan sensibilisering for kryssspytt26,27 og påfølgende pattedyrkjøttforbruk. Til dette formål blir fisk utsatt for kryssspytt ved intradermal injeksjon og blir deretter matet med hundefôr, som inneholder pattedyrkjøttavledede produkter egnet for dyrebruk som inneholder α-Gal27, og mulige relaterte allergiske reaksjoner vurderes. Denne metoden kan brukes til studier av andre biomolekyler relatert til allergiske prosesser, spesielt de som er relatert til AGS.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.5 mL tube</td>
			<td>VWR</td>
			<td>525-0990</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>All Prep DNA/RNA</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>80284</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aquatics facilities</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BCA Protein Assay Kit&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>23225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disection set</td>
			<td>VWR</td>
			<td>631-1279</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dog Food - Red Classic</td>
			<td>Acana</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ELISA plates-96 well</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10547781</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gala1-3Gal-BSA 3 (&#945;-Gal)&#160;</td>
			<td>Dextra</td>
			<td>NGP0203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iScript Reverse Transcription Supermix</td>
			<td>Supermix</td>
			<td>1708840</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microliter syringes</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>7638-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate reader</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P4417-50TAB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pilocarpine hydrochloride&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P6503</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tip P10&#160;</td>
			<td>VWR</td>
			<td>613-0364</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tip P1000</td>
			<td>VWR</td>
			<td>613-0359</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Premium food tropical fish</td>
			<td>DAPC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sponge Animal Holder&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Made from scrap foam</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal Cycler Real-Time PCR</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tricaine methanesulphonate (MS-222)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E10521</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

zebrafish animal model for the study of allergic reactions in response to tick saliva biomolecules

Flått er leddyrvektorer som forårsaker sykdom ved patogenoverføring, og hvis bitt kan være relatert til allergiske reaksjoner som påvirker menneskers helse over hele verden. Hos noen individer har høye nivåer av immunoglobulin E-antistoffer mot glykanen Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R (α-Gal) blitt indusert av flåttbitt. Anafylaktiske reaksjoner mediert av glykoproteiner og glykolipider som inneholder glykan-α-Gal, tilstede i kryssspytt, er relatert til alfa-Gal syndrom (AGS) eller pattedyrkjøttallergi. Sebrafisk (Danio rerio) har blitt en mye brukt virveldyrmodell for studier av ulike patologier. I denne studien ble sebrafisk brukt som en modell for studiet av allergiske reaksjoner som respons på α-Gal og pattedyrs kjøttforbruk fordi de, som mennesker, ikke syntetiserer dette glykanet. For dette formål ble atferdsmønstre og hemorragiske anafylaktiske allergiske reaksjoner som respons på Ixodes ricinus tick spytt og pattedyrs kjøttforbruk evaluert. Denne eksperimentelle tilnærmingen tillater obtention av gyldige data som støtter sebrafiskdyrmodellen for studier av flåttbårne allergier, inkludert AGS.

Protokollen som presenteres her er basert på flere aspekter av tidligere publiserte eksperimenter27,30 og resultater utført i vårt laboratorium hvor sebrafiskmodellen er etablert og validert for studiet av AGS og immunresponsen mot α-Gal fordi både mennesker og sebrafisk ikke syntetiserer dette molekylet13. Denne modellen tillater karakterisering og evaluering av en rekke allergiske reaksjoner som følge av vertsresponsen på kryssspy...

Watch this Scientific Journal Video about Zebrafish Animal Model for the Study of Allergic Reactions in Response to Tick Saliva Biomolecules at JoVE.com

Zebrafish Animal Model for the Study of Allergic Reactions in Response to Tick Saliva Biomolecules

Her brukes sebrafisk (Danio rerio) som en modell for å studere allergiske reaksjoner og immunresponser relatert til alfa-Gal syndrom (AGS) ved å evaluere allergiske reaksjoner på spytt og pattedyrkjøttforbruk.

Sebrafisk dyremodell for studier av allergiske reaksjoner som respons på flåttspyttbiomolekyler

Ticks are arthropod vectors that cause disease by pathogen transmission and whose bites could be related to allergic reactions impacting human health ...

Spørsmålet er hvorfor bare noen individer utsatt for flåttbitt utvikler allergiske reaksjoner. For oss er det viktig å belyse biomolekylene i flåttspytt og immunmekanismene som involverer denne prosessen for å løse dette spørsmålet. Sebrafiskdyrmodellen av alfa-Gal-syndromet reproduserer menneskelige atferdsmønstre og allergiske reaksjoner som respons på kryssspytt.Denne eksperimentelle tilnærmingen fremmer forståelsen av kryss-vert molekylær interaksjon der vi har konflikt forbundet med alfa-Gal-syndromet og samarbeid forbundet med antistoffresponsen mot alfa-Gal, som er beskyttende mot patogeninfeksjon. For å behandle fisken med flåttspytt, fordel voksen sebrafisk i tre kjønnsbalanserte grupper. Bruk kommersiell Gala1-3Gal-BSA 3 eller alfa-Gal som en positiv kontroll og PBS som en negativ kontroll.For spyttutvinning, bruk semi-engorged, patogenfri, kvinnelig flått matet i seks til syv dager på marsvin. Behandle flåtten med fem mikroliter av en 2% løsning av pilokarpinhydroklorid i PBS ved pH 7,4 i hemocoel ved hjelp av en 50-mikroliters sprøyte med en 0,33 millimeter nål. Samle spytt fra flåtthypostomi ved hjelp av en 10-mikroliters spiss montert på en mikropipette.Plasser spyttet i et 1,5 milliliter rør på is, og oppbevar det ved minus 80 grader Celsius. Bestem spyttproteinkonsentrasjonen for å fastslå mengden protein som skal injiseres i fisken ved hjelp av et BCA-proteinanalysesett, i henhold til produsentens anbefalinger. Oppretthold sebrafisk i et gjennomstrømningsvannsystem ved 27 grader Celsius med en lys-mørk syklus på 14 til 10 timer.Velg deretter 10 fisk per gruppe med et likt forhold mellom kvinner og menn og lignende vekt for injeksjon. Bedøv fisken kort ved nedsenking i 0,02% trikain metansulfonat. Plasser den bedøvede fisken på halvsiden ved hjelp av tang eller hender forsiktig, på en våt svamp, med kaudalfinen på høyre side for å injisere forbindelsene i samme retning for å kontrollere lesjonene.Injiser grupper av fisk intradermalt i muskelen med en 100-mikroliters sprøyte utstyrt med en en-centimeter, 29-gauge nål på fem millimeter til kaudalfinen og en 45-graders vinkel mot fiskens kropp. Etter injeksjon, legg den behandlede fisken tilbake i en ferskvannstank uten anestesi for gjenoppretting. Fôr fisken to ganger daglig kl. 09.30.og 13:30 med 50 til 70 mikrogram tørr fiskefôr per fisk til dag to. Mos deretter hundematen med en morter og pistill for å mate fisken fra dag to etter behandlingsinjeksjonen til slutten av forsøket på dag åtte.For prøveinnsamling, fest den avlivede fisken på en parafinplate med pinner. Samle serumet fra fiskens gillblodkar når gjellene fortsatt er vannet med blod ved hjelp av en 0,5 milliliter sprøyte utstyrt med en en-centimeter, 29-gauge nål. Oppbevar det oppsamlede serumet i et 1,5 milliliter rør ved 20 grader Celsius til bruk.Skjær fisken sagittalt med et skalpellblad, og vurder de indre lesjonene. Deretter samles hver fiskens tarm og nyre i separate 1,5 milliliter rør. Ekstraher totalt RNA fra tarmen og nyrene ved hjelp av et RNA-rensingssett.Analyser uttrykket av gener relatert til immunrespons, utfør kvantitativ revers transkripsjon-polymerasekjedereaksjon, eller RT-qPCR ved bruk av en revers transkripsjonsblanding for RT-qPCR, i henhold til produsentens instruksjoner. Normaliser mRNA cT-verdiene mot sebrafisk GAPDH, og sammenlign mellom grupper ved hjelp av en Student t-test med ulik varians. Bestem IgM-antistofftitere som gjenkjenner alfa-Gal i serumprøver av ELISA.Registrer antistofftiterne som 450-nanometerverdier med optisk tetthet ved hjelp av en plateleser, og sammenlign mellom grupper ved hjelp av en Student t-test med ulik varians. Denne sebrafiskmodellen tillater karakterisering og evaluering av ulike allergiske reaksjoner på grunn av vertsresponsen på kryssspytt og deres implikasjon i alfa-Gal syndrom, eller AGS. I tillegg, sammenlignet med kontrollfisken, ble det observert endringer i atferd som langsom svømming, liggende på bunnen av tanken og ikke spising, vibrerende eller sikksakkbevegelse i kryssspyttbehandlet fisk.En signifikant forekomst av allergiske reaksjoner ble observert hos fisk behandlet med flåttspytt, som viste rask desensibilisering og toleranse. Atferdsendringen var mer uttalt hos fisken som ble behandlet med flåttspytt enn hos bare alfa-Gal. Ytterligere analyse av uttrykket av de representative immunmarkørene ble utført av RT-PCR.Resultatene viste forskjeller mellom sebrafiskgruppene i nyrene, hvor immunresponsmarkørene ble nedregulert i fisk behandlet med spytt og alfa-Gal sammenlignet med kontrollgruppen. Videre utviklet sebrafisk behandlet med spytt og alfa-Gal IgM-antistoffer mot alfa-Gal som viste høyere nivåer enn i fisk behandlet med PBS. Injeksjon av behandlingen, evaluering av allergiske reaksjoner og atferd, og rapportering av antall døde fisk fra allergiske reaksjoner er det viktigste aspektet av protokollen.Ved å bruke omics-teknologier på mRNA-, protein- og mikrobiomnivåene for å karakterisere responsen på kryssspytt, kan vi identifisere de viktigste biomolekylene som er involvert i denne prosessen.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Cutaneous Leishmaniasis in the Dorsal Skin of Hamsters: a Useful Model for the Screening of Antileishmanial Drugs

Kutan Leishmaniasis i Dorsal Skin av Hamstere: en Nyttig Modell for Screening av Antileishmanial narkotika

Traditionally, hamsters are experimentally inoculated in the snout or the footpad. However in these sites an ulcer not always occurs, measurement of ...

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

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

Spytt, spyttkjertel, og Hemolymph Collection fra Ixodes Scapularis Flått

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

Establishing a Liquid-covered Culture of Polarized Human Airway Epithelial Calu-3 Cells to Study Host Cell Response to Respiratory Pathogens In vitro

Establishing a Liquid-covered Culture of Polarized Human Airway Epithelial Calu-3 Cells to Study Host Cell Response to Respiratory Pathogens In vitro

Etablering av en flytende dekket Culture of Polarized Menneskelig Airway Epiteliale Calu-3 Cells å studere Host Cell Response til luftveispatogener<em&gt; In vitro</em

The  apical and basolateral surfaces of airway epithelial cells demonstrate  directional responses to pathogen exposure in  vivo. Thus, ideal in vitro ...

Quantification of the Respiratory Burst Response as an Indicator of Innate Immune Health in Zebrafish

Kvantifisering av Respiratory Burst Response som en indikator på medfødte immun Health i sebrafisk

The phagocyte respiratory burst is part of the innate immune response to  pathogen infection and involves the production of reactive oxygen species (ROS). ...

Using RNA-interference to Investigate the Innate Immune Response in Mouse Macrophages

Ved hjelp av RNA-interferens for å undersøke det medfødte immunrespons i Musemakrofager

Macrophages are key phagocytic innate immune cells.  When macrophages encounter a pathogen, they produce antimicrobial proteins and compounds to kill the ...

In Vitro Analysis of Myd88-mediated Cellular Immune Response to West Nile Virus Mutant Strain Infection

In Vitro Analysis of Myd88-mediated Cellular Immune Response to West Nile Virus Mutant Strain Infection

In Vitro Analyse av MyD88-mediert cellulær immunrespons til West Nile Virus Mutant Strain Infeksjon

An attenuated West Nile virus (WNV), a nonstructural (NS) 4B-P38G mutant, induced higher innate cytokine and T cell responses than the wild-type WNV in ...

Non-invasive Imaging of the Innate Immune Response in a Zebrafish Larval Model of Streptococcus iniae Infection

Non-invasive Imaging of the Innate Immune Response in a Zebrafish Larval Model of Streptococcus iniae Infection

Non-invasiv Imaging av det medfødte immunrespons i en Sebrafisk Larve Modell av<em&gt; Streptococcus iniae</em&gt; Infeksjon

The aquatic pathogen, Streptococcus iniae, is responsible for over 100 million dollars in annual losses for the aquaculture industry and is capable of ...

In Vitro and In Vivo Model to Study Bacterial Adhesion to the Vessel Wall Under Flow Conditions

In Vitro and In Vivo Model to Study Bacterial Adhesion to the Vessel Wall Under Flow Conditions

In vitro og in vivo modell for å studere bakteriell adhesjon til fartøyet veggen under strømningsforhold

In order to cause endovascular infections and infective endocarditis, bacteria need to be able to adhere to the vessel wall while being exposed to the ...