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 vill tacka medlemmarna i SaBio-gruppen för deras samarbete i den experimentella designen och det tekniska biståndet med fiskförsöksanläggningen och Juan Galcerán Sáez (IN-CSIC-UMH, Spanien) för att tillhandahålla zebrafiskar. Detta arbete stöddes av Ministerio de Ciencia e Innovación/Agencia Estatal de Investigación MCIN/AEI/10.13039/501100011033, Spanien och EU-FEDER (Grant BIOGAL PID2020-116761GB-I00). Marinela Contreras finansieras av Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Spanien, bidrag IJC2020-042710-I.

Alla metoder som beskrivs här har godkänts av etikkommittén för djurförsök vid universitetet i Castilla La Mancha under studien "Evaluation of the immune response to inactivated M. bovis vaccine and challenge with M. marinum in the zebrafish model number PR-2017-05-12."
Fästingar erhölls från laboratoriekolonin, där representativa prover av fästingar i kolonin testades med PCR för vanliga fästingpatogenerför att bekräfta frånvaron av patogener och upprätthöl...

<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>

Zebrafisk är en kostnadseffektiv och lätthanterlig modell som också har varit ett mycket genomförbart verktyg för studier av molekylära mekanismer för immunsvaret, patogena sjukdomar, nya läkemedelstester och vaccination och skydd mot infektioner33,34,35. Studien om zebrafiskens beteende är användbar eftersom tidigare studier har visat att vissa fiskarter förblir rörliga i botten av tanken när de är stressade, vilk...

Fästingar är vektorer av patogener som orsakar sjukdomar och är också orsaken till allergiska reaktioner, som påverkar människors och djurs hälsa över hela världen 1,2. Under fästingmatning underlättar biomolekyler i fästsaliv, särskilt proteiner och lipider, utfodringen av dessa ektoparasiter och undviker värdförsvar3. Vissa salivbiomolekyler med glykan Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R (α-Gal) modifieringar leder till produktion av höga anti-α-Gal IgE-antikroppsnivåer efter fästingbett, endast hos vissa individer, vilket är känt som α-Gal syndrom (AGS)4. Detta är en sjukdom associerad med IgE-medierad allergi som kan leda till anafylaxi mot fästingbett, icke-primat däggdjursköttkonsumtion och vissa läkemedel som cetuximab5. Reaktioner på α-Gal är ofta allvarliga och kan ibland vara dödliga 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15.
α-Gal finns i alla däggdjur utom Gamla världens apor, apor och människor som inte har förmågan att syntetisera α-Gal13. Patogener som bakterier och protozoer uttrycker emellertid denna glykan på deras yta, vilket kan inducera produktion av stora mängder anti-α-Gal IgM / IgG-antikroppar och kan vara en skyddsmekanism mot dessa patogener16,17. Produktionen av anti-α-Gal-antikroppar ökar dock risken för att utveckla IgE-medierade anti-α-Gal-allergier 7,13. Naturliga anti-α-Gal-antikroppar producerade hos människor, huvudsakligen av IgM / IgG-subtyperna, kan associeras med denna modifiering som finns i bakterier från tarmmikrobiota16. AGS kan vara en utmanande klinisk diagnos, eftersom den huvudsakliga diagnostiska metoden för närvarande är baserad på en klinisk historia av fördröjda allergiska reaktioner, särskilt förknippade med matallergier (dvs. klåda, lokaliserade nässelfeber eller återkommande angioödem mot anafylaxi, urtikaria och gastrointestinala symtom) och mätning av IgE-anti-α-Gal-antikroppsnivåer9. Aktuella fynd tyder på att fästingbett utgör en av de viktigaste riskerna vid uppkomsten av AGS 18,19, en 20-faldig eller större ökning av IgE-nivåerna till α-Gal efter en fästingbett 19, en historia av fästingbett hos patienter med AGS20,21,22, förekomsten av antikroppar reaktiva mot fästingantigener hos AGS-patienter 19, och att anti-α-Gal IgE är starkt relaterade till anti-tick IgE-nivåer19,23 men ytterligare studier behövs för att bedöma vilka biomolekyler som faktiskt är involverade.
Dessutom är ett annat möjligt scenario patienter som uppvisar starka allergiska reaktioner mot fästingbett och höga nivåer av anti-α-Gal IgE-antikroppar men är toleranta mot köttkonsumtionhos däggdjur 12. Därför kan köttallergi hos däggdjur vara en särskild typ av fästingbettrelaterad allergi. De viktigaste fästingarterna som förknippas med AGS är Amblyomma americanum (USA), Amblyomma sculptum (Brasilien), Amblyomma testudinarium och Haemaphysalis longicornis (Japan), Ixodes holocyclus (Australien) och Ixodes ricinus (huvudvektorn för borrelia i Europa)11,24. 
Den enda modellen som har använts för att utvärdera IgE-produktion relaterad till fästingbett är musmodellen genetiskt modifierad med genen för α-1,3-galaktosyltransferas utslagna (α-Gal KO) möss25,26 eftersom möss liksom andra däggdjur också uttrycker α-Gal på proteiner och lipider och inte producerar IgE till α-Gal. Zebrafisk (Danio rerio) är dock en användbar modell för biomedicinsk forskning som tillämpas på däggdjur eftersom den delar många anatomiska likheter med däggdjur och, som människor, inte heller kan syntetisera α-Gal. Eftersom α-Gal inte produceras naturligt i zebrafisk är det en prisvärd modell, lätt att manipulera och möjliggör en hög provstorlek för studier av α-Gal-relaterade allergiska reaktioner.
I denna studie används zebrafisk som modellorganism för att karakterisera och beskriva lokala allergiska reaktioner, beteendemönster och de molekylära mekanismer som är förknippade med svar på perkutan sensibilisering av fästingsaliv26,27 och efterföljande köttkonsumtion hos däggdjur. För detta ändamål exponeras fisk för fästingsaliv genom intradermal injektion och matas sedan med hundfoder, som innehåller köttprodukter från däggdjur som är lämpliga för djuranvändning och som innehåller α-Gal27, därefter utvärderas eventuella relaterade allergiska reaktioner. Denna metod kan tillämpas på studier av andra biomolekyler relaterade till allergiska processer, särskilt de som är relaterade till 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

Fästingar är leddjursvektorer som orsakar sjukdom genom patogenöverföring och vars bett kan relateras till allergiska reaktioner som påverkar människors hälsa över hela världen. Hos vissa individer har höga nivåer av immunglobulin E-antikroppar mot glykanen Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R (α-Gal) inducerats av fästingbett. Anafylaktiska reaktioner medierade av glykoproteiner och glykolipider innehållande glykanen α-Gal, närvarande i fästingsaliv, är relaterade till alfa-Gal syndrom (AGS) eller köttallergi hos däggdjur. Zebrafisk (Danio rerio) har blivit en allmänt använd ryggradsdjurmodell för studier av olika patologier. I denna studie användes zebrafisk som modell för studier av allergiska reaktioner som svar på α-Gal och däggdjursköttkonsumtion eftersom de, liksom människor, inte syntetiserar denna glykan. För detta ändamål utvärderades beteendemönster och hemorragiska anafylaktiska allergiska reaktioner som svar på Ixodes ricinus fästsaliv och köttkonsumtion hos däggdjur. Detta experimentella tillvägagångssätt möjliggör insamling av giltiga data som stöder zebrafiskdjurmodellen för studier av fästingburna allergier inklusive AGS.

Protokollet som presenteras här är baserat på flera aspekter av tidigare publicerade experiment 27,30 och resultat utförda i vårt laboratorium där zebrafiskmodellen är etablerad och validerad för studier av AGS och immunsvaret mot α-Gal eftersom både människor och zebrafisk inte syntetiserar denna molekyl13. Denna modell möjliggör karakterisering och utvärdering av en mängd olika allergiska reaktioner som ett resultat av vä...

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

Här används zebrafisk (Danio rerio) som modell för att studera allergiska reaktioner och immunsvar relaterade till alfa-Gal syndrom (AGS) genom att utvärdera allergiska reaktioner mot fästingsaliv och köttkonsumtion hos däggdjur.

Zebrafisk djurmodell för studier av allergiska reaktioner som svar på fästingsalivbiomolekyler

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

Frågan är varför endast vissa individer som utsätts för fästingbett utvecklar allergiska reaktioner. För oss är det viktigt att belysa biomolekylerna i fästingsaliv och immunmekanismerna som involverar denna process för att ta itu med denna fråga. Zebrafiskdjurmodellen av alfa-Gal-syndromet reproducerar mänskliga beteendemönster och allergiska reaktioner som svar på fästingsaliv.Detta experimentella tillvägagångssätt främjar förståelsen av tick-host molekylär interaktion där vi har konflikt associerad med alfa-Gal-syndromet och samarbete i samband med antikroppssvaret på alfa-Gal, som är skyddande mot patogeninfektion. För att behandla fisken med fästsaliv, fördela vuxna zebrafiskar i tre könsbalanserade grupper. Använd kommersiell Gala1-3Gal-BSA 3 eller alpha-Gal som en positiv kontroll och PBS som en negativ kontroll.För salivutvinning, använd halvengorged, patogenfria, kvinnliga fästingar som matas i sex till sju dagar på marsvin. Behandla fästingen med fem mikroliter av en 2% lösning av pilokarpinhydroklorid i PBS vid pH 7,4 i hemocoel med en 50-mikroliter spruta med en 0,33 millimeter nål. Samla saliv från fästinghypostome med en 10-mikroliters spets monterad på en mikropipett.Placera saliven i ett 1,5 milliliter rör på is och förvara det vid minus 80 grader Celsius. Bestäm salivproteinkoncentrationen för att fastställa mängden protein som ska injiceras i fisken med hjälp av ett BCA-proteinanalyssats, enligt tillverkarens rekommendationer. Håll zebrafisken i ett genomströmningsvattensystem vid 27 grader Celsius med en ljus-mörk cykel på 14 till 10 timmar.Välj sedan 10 fiskar per grupp med ett liknande förhållande mellan honor och män och liknande vikt för injektion. Bedöva fisken kort genom nedsänkning i 0,02% trikainmetansulfonat. Placera den bedövade fisken på halvsidan med pincett eller händer försiktigt, på en våt svamp, med stjärtfenan på höger sida för att injicera föreningarna i samma riktning för att kontrollera lesionerna.Injicera grupper av fisk intradermalt i muskeln med en 100-mikroliters spruta utrustad med en centimeter, 29-gauge nål vid fem millimeter till stjärtfenan och en 45-graders vinkel mot fiskens kropp. Efter injektion, placera den behandlade fisken tillbaka i en sötvattentank utan anestesi för återhämtning. Mata fisken två gånger dagligen klockan 9:30.och 13:30 med 50 till 70 mikrogram torrt fiskfoder per fisk fram till dag två. Mosa sedan hundmat med en murbruk och stöt för att mata fisken från dag två efter behandlingsinjektionen till slutet av experimentet på dag åtta.För provuppsamling, fixera den avlivade fisken på en paraffinplatta med stift. Samla serumet från fiskens gälblodkärl när gälarna fortfarande bevattnas med blod med en 0,5 ml spruta utrustad med en en centimeter, 29-gauge nål. Förvara det uppsamlade serumet i ett 1,5 ml rör vid 20 grader Celsius tills användning.Skär fisken sagittalt med ett skalpellblad och utvärdera de inre skadorna. Samla sedan varje fisks tarm och njure i separata 1,5 ml rör. Extrahera totalt RNA från tarmen och njurarna med hjälp av ett RNA-reningssats.Analysera uttrycket av gener relaterade till immunsvar, utföra kvantitativ omvänd transkription-polymeraskedjereaktion eller RT-qPCR med hjälp av en omvänd transkriptionsblandning för RT-qPCR, enligt tillverkarens instruktioner. Normalisera mRNA cT-värdena mot zebrafisk GAPDH, och jämför mellan grupper som använder ett Student t-test med ojämn varians. Bestäm IgM-antikroppstitrar som känner igen alfa-Gal i serumprover med ELISA.Registrera antikroppstitrarna som optiska densitetsvärden på 450 nanometer med hjälp av en plattläsare och jämför mellan grupper som använder ett Student t-test med ojämn varians. Denna zebrafiskmodell möjliggör karakterisering och utvärdering av olika allergiska reaktioner på grund av värdens svar på fästingsaliv och deras implikation i alfa-Gal syndrom, eller AGS. Dessutom, jämfört med kontrollfisken, observerades förändringar i beteenden som långsam simning, liggande på botten av tanken och inte äta, vibrerande eller zigzagging rörelse i tick salivbehandlad fisk.En signifikant förekomst av allergiska reaktioner observerades hos fisk behandlad med fästingsaliv, vilket visade snabb desensibilisering och tolerans. Beteendeförändringen var mer uttalad hos fisken som behandlades med fästingsaliv än med bara alfa-Gal. Ytterligare analys av uttrycket av de representativa immunmarkörerna utfördes med RT-PCR.Resultaten visade skillnader mellan zebrafiskgrupperna i njuren, där immunsvarsmarkörerna nedreglerades hos fisk som behandlades med saliv och alfa-Gal jämfört med kontrollgruppen. Vidare utvecklade zebrafisken behandlad med saliv och alfa-Gal IgM-antikroppar mot alfa-Gal som visade högre nivåer än hos fisk behandlad med PBS. Injektion av behandlingen, utvärdering av allergiska reaktioner och beteende och rapportering av antalet döda fiskar från allergiska reaktioner är den viktigaste aspekten av protokollet.Genom att använda omics-teknik på mRNA-, protein- och mikrobiomnivåerna för att karakterisera svaret på fästingsaliv kan vi identifiera de viktigaste biomolekylerna som är involverade i denna process.

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 rygghuden för Hamsters: en användbar modell för screening av Antileishmanial Drugs

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

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 ...

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

Att upprätta en flytande täckt kultur av polariserad Human luftvägsepitelceller Calu-3 celler för att studera svar värdcellen för luftvägspatogener<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

Kvantifiering av Respirator Burst Response som en indikator för Innate Immune Health i Zebrafish

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

Att använda RNA-interferens för att undersöka det medfödda immunsvar i musmakrofager

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 Analys av MyD88-medierad cellulärt immunsvar till West Nile-virus mutant stam Infektion

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

Icke-invasiv avbildning av det medfödda immun Response i en Zebrafish Larv Modell av<em&gt; Streptococcus iniae</em&gt; Infektion

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 och in vivo modell för att studera bakteriell vidhäftning till kärlväggen Under Flow Villkor

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 ...