Choroby zwierząt laboratoryjnych

Choroby zwierząt laboratoryjnych
- przedmiot fakultatywny
III rok
Dr. Marta Wójcik
Zakład Patofizjologii
Katedra Przedklinicznych Nauk Weterynaryjnych
Wydział Medycyny Weterynaryjnej
UP w Lublinie
Choroby zwierząt laboratoryjnych
1.Podstawy prawne ochrony i użytkowania zwierząt laboratoryjnych. Nadzór nad wiwariami w różnych
ośrodkach badawczych, udział lekarzy weterynarii w projektach badawczych z wykorzystaniem różnych
gatunków zwierząt laboratoryjnych. Zasady i cele prowadzenia doświadczeń na zwierzętach laboratoryjnych
(rozwój nauk eksperymentalnych i klinicznych; postępowanie etyczne ze zwierzętami doświadczalnymi cel
eksperymentów; szczegółowa przydatność poszczególnych gatunków zwierząt laboratoryjnych do określonych
eksperymentów lub modeli doświadczalnych; podstawowe cele ustawy o ochronie zwierząt; zasada „3 r”)
2.Zasady opieki nad zwierzętami, sposoby monitorowania stanu zdrowia. Zwierzęce modele w badaniach
biomedycznych.
3.Szczegółowe warunki utrzymywania zwierząt laboratoryjnych w jednostkach doświadczalnych Żywienie
zwierząt laboratoryjnych (cechy zdrowego pokarmu; metody żywienia; zapotrzebowanie energetyczne;
szczególne znaczenie określonych witamin u poszczególnych gatunków zwierząt laboratoryjnych; dodatki
mineralne)
4.Metody hodowli zwierząt laboratoryjnych (zwierzęta gnotobiotyczne – germ-free, monobionty, dibionty,
polibionty; zwierzęta SPF (special pathogen free), konwencjonalne – CV1, CV)
5.Ogólne zasady stosowania leków u zwierząt laboratoryjnych. Zasady i sposoby podawania leków - leki
stosowane w terapii (szczegółowe informacje dotyczące antybiotykoterapii poszczególnych gatunków), drogi
podawania i zachowania się leku w organizmie, dane dotyczące metabolizmu leków i sposobów ich wydalania z
organizmu, praktyczne zalecenia nt. podawania leków poszczególnym gatunkom zwierząt laboratoryjnych
(dopuszczalne objętości, pH, drogi podawania, nr stosowanych igieł, przeliczanie dawek),
6.Sposoby pobierania materiału biologicznego do badań (techniki pobierania krwi od różnych gatunków zwierząt
laboratoryjnych, sposoby pobierania wymazów i zeskrobiny, sondowanie żołądka
7.Zasady znieczulania wziewnego i iniekcyjnego zwierząt laboratoryjnych (metody i środki farmakologiczne
stosowane w anestezji); chemiczne i fizyczne metody eutanazji
8.Choroby wirusowe, bakteryjne, pasożytnicze, nowotworowe oraz metaboliczne u poszczególnych gatunków
zwierząt laboratoryjnych.
Metody hodowli zwierząt laboratoryjnych:
1. Zwierzęta gnotobiotyczne:
germ free (GF) - wolne od wszystkich wykrywalnych mikroorganizmów
i pasożytów
Monobionty- zwierzęta GF celowo zasiedlone jednym, dibionty dwoma lub
polibionty wieloma określonymi rodzajami mikroorganizmów
2. Zwierzęta SPF (Specified Pathogen Free)
3. Zwierzęta konwencjonalne
CV-I – kontrolowane, utrzymywane w warunkach czciowej izolacji (semi barrier
condition)
CV – hodowla otwarta
Transgeniczne zwierzęta to organizmy, które mają obcy DNA wbudowany trwale do komórek rozrodczych. Geny mogą być
wprowadzane do komórek rozrodczych trzema sposobami. Każda z nich polega na przeniesieniu obcego genu do zapłodnionego
jaja lub do komórek z wczesnych etapów rozwoju embrionalnego. Zmienione zarodki są następnie wszczepiane do macicy
zwierzęcia, gdzie rozwija się zmodyfikowane genetycznie potomstwo.
Prowadzone liczne badania naukowe pozwoliły na uzyskanie zwierząt transgenicznych trzema sposobami:
1. Mikroiniekcja – w metodzie tej DNA wprowadza się bezpośrednio do jądra zapłodnionej komórki jajowej, dokonując stosownych
operacji pod mikroskopem. Metoda ta jest technicznie trudna, to jednak jest powszechnie stosowana w celu uzyskania zwierząt
transgenicznych.
2. Infekcja wczesnego zarodka zrekombinowanym wektorem pochodzenia wirusowego – retrowirusy mogą być wykorzystane do
infekcji komórek z wczesnych stadiów rozwoju embrionalnego. Transfer wprowadzany do retrowirusowego wektora ulega wydajnej
integracji z genomem gospodarza. Wektory te mogą jednak przenosić geny ograniczonej długości, a poza tym nie są to wektory
bezpieczne.
3. Modyfikację genetyczną pierwotnych komórek węzła zarodkowego i wprowadzenie ich do zarodka stadium blastocysty,
ponieważ komórki węzła zarodkowego są zdolne do różnicowania się we wszystkie trzy typy komórek.
Transgeniczne zwierzęta to organizmy, które mają obcy DNA wbudowany trwale do komórek rozrodczych.
Metody transgenezy
o Mikroiniekcja DNA
o Komórki linii zarodkowej
o Wektory retrowirusowe
o Transplantacja jąder komórkowych
o Homologiczna rekombinacja
komórka
transgen
jądro
chromosomy
DNA
Cele naukowe tworzenia zwierząt transgenicznych:
• Poznanie mechanizmów procesów biologicznych
• Rozszyfrowanie sekwencji genomów
• Genetyczne modele chorób
• Regulacja ekspresji genów
TRANSGENICZNE ZWIERZĘTA W MEDYCYNIE I BADANIACH BIOMEDYCZNYCH
- badania podstawowe
Transgeniczne zwierzęta (myszy) są niezastąpionym modelem w badaniu chorób człowieka,
takich jak np.
- nowotwory
- otyłość
- karłowatość
- przyspieszone starzenie
- choroby układu krążenia
- cukrzyca, i in.
Model chorób nerek
•
A hybrid between a ZDF female and SHHF male
Characteristics: Nephropathy, Congestive Heart Failure,
Hypertension, Obesity, Type 2 Diabetes, Insulin Resistance,
Hyperinsulinemia, Hypertriglyceridemia, Hypercholesterolemia
Model chorób sercowo-naczyniowych
Cardiovascular Models
Dahl/Salt Sensitive (DSS) Rat
Nomenclature: SS/JrHsdMcwiCrl
Origin: Inbred from a congenic group of Dahl/SS rats (SS/Ren)
Characteristics: Hypertension, Insulin Resistance, Hyperinsulinemia,
Hypertriglyceridemia, Hypercholesterolemia, Nephropathy
Szczury z nadciśnieniem
Fawn Hooded Hypertensive (FHH) Rat
Nomenclature: FHH/EurMcwiCrl
Origin: Introduced in Europe by Tschopp in the early 1970’s.
To Erasmus University in Rotterdam, Netherlands. Characteristics: Pulmonary
Hypertension, Hypertriglyceridemia, Hypercholesterolemia, Nephropathy
Szczury do badań genetycznych
Consomic Rat Models
consomic rat models developed through a special breeding program. The
study involved PhysGen, for Genomic Applications (PGA), allow researchers
to study the biological function of particular chromosomes, and therefore
genes, that contribute to common multigenic human diseases of the heart,
lung, and blood.
Five consomic strains currently exist
Szczury do testów genetycznych
Identification of transgenic and knockout animals by PCR, QPCR, RT-PCR,
Southern blot, and Slot blot assays
•
By utilizing genomic DNA from genetic mutant animals (extracted from tail
tissue) as target DNA and assigning primers specific for the detection of
either the transgene or knockout event, Charles River can determine the
genotype or carrier status of animals within your colony. The resulting
amplification of primer-specified target DNA allows us to determine the
genetic nature of the individual with respect to gene insertion or deletion and therefore its genotype.
•
In a typical PCR, primers are designed to bind in opposite directions to
complementary strands of target DNA. The sequence between the primerbinding sites is amplified exponentially with each PCR cycle. A PCR assay
consists of 30-50 cycles performed automatically by a programmable heating
block called a thermocycler. The resulting amplified product(s) are separated
by size on an agarose gel, providing us with banding patterns which allow for
the interpretation of each individual's genotype
Szczur nowotworowy
Oncology Research Models
BDIX Rat Nomenclature: BDIX/CrCrlBR
Origin: Druckrey from a cross between BDI and BDVIII with subsequent selection of brother-sister pairs for agouti coat color
and dark, pigmented eyes.
Applications: Carcinogenesis and teratology studies.
Wistar Furth Rat Nomenclature: WF/CrCrlBR
Origin: J. Furth in 1945 from a commercial Wistar stock in an attempt to develop a high leukemia rat strain.
Applications: Tumor research. Incidence of spontaneous pituitary tumors 38% in rats over 10 months of age, increasing to a
maximum of 69% at 28-32 months of age. Higher in females (71%) than males (35%).
Buffalo Rat Nomenclature: BUF/CrCrlBR
Origin: from buffalo stock.
Applications: Spontaneous tumors of anterior pituitary 30%, and of adrenal cortex 25% in older animals. Low incidence of
renal neoplasms. Low incidence of dental caries.
Noble Rat Nomenclature: NBL/CrCrlBR
Origin: Bogden in the mid-1970’s from Noble (Nb) strain rats. To National Cancer Institute Animal Production Program (Cr) in
1978. To CRL in 1998. Applications: Bladder carcinoma, prostate cancer and environmental toxicology.
Copenhagen Rat Nomenclature: COP/CrCrlBR
Origin: Curtis in 1921
Applications: High incidence of spontaneous thymus tumors. Will grow transplantable tumors IRS 4337 and R3327 prostate
adenocarcinoma, a model of humaprostatic cancer.
Model immunoniedoborowy
•
•
•
Immunodeficient Models
Nude Rat Nomenclature: Crl:NIH-rnu
Origin: The NIH nude rat was developed in 1979-1980 through
a series of matings involving 8 inbred rat strains..
Characteristics: athymic model shows depleted cell
populations in thymusdependant areas of peripheral lymphoid
organs. outbred, albino, black, black & white.
Nude Rat
Model metaboliczny
Metabolic Models
Zucker Rat
Nomenclature: Crl:(ZUC)- faBR
Origin: The obese condition appeared spontaneously in the 13M strain of Dr. Theodore and Dr.
Lois Zucker at the laboratory of Comparative Pathology in Stow, Massachusetts.
Characteristics: Obesity, Insulin Resistance, Hyperinsulinemia, Hypertriglyceridemia,
Hypercholesterolemia
DIO Rat
Nomenclature: Crl:CD®(SD)DIOBR
Origin: Developed from a line of Crl:CD®(SD)BR rats
Characteristics: Obesity, Insulin Resistance, Hyperglycemia, Hyperinsulinemia,
Hypertriglyceridemia, Moderately Hypertensive
techniki wykonywania iniekcji oraz sondowanie żołądka u szczurów
Metody narkozy wziewnej u zwierząt
laboratoryjnych
Narkoza kropelkowa
System otwartego obiegu
System zamkniętego obiegu
Źródło: Fosse R.T.”Anaestehesia and Analgesia of laboratory animals”
Hipowitaminoza C (Scurvy)
Świnki morskie nie posiadają wątrobowego enzymu oksydazy
gulonolaktonowej, która jest niezbędna w przemianach glukozy do
kwasu askorbinowego.
Choroby bakteryjne
Pneumonia- zapalenia płuc
Bordetella bronchiseptica
Ropne zapalenie
oskrzeli i płuc
Zapalenie ucha wewnetrznego na tle zakażenia
Bordetella. Cięzkiej postaci tego zapalenia
towarzyszy charakterystyczny skręt głowy.
torticollis.