Choroby zwierząt laboratoryjnych - przedmiot fakultatywny III rok

1. Choroby zwierząt laboratoryjnych - przedmiot fakultatywny III rok Marta Wójcik Zakład Patofizjologii Katedra Przedklinicznych Nauk Weterynaryjnych Wydział Medycyny Weterynaryjnej UP w Lublinie

2. 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.

3. 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.

4. 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

5. 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.

6. Model chorób nerek • A hybrid between a ZDF female and SHHF maleCharacteristics: Nephropathy, Congestive Heart Failure, Hypertension, Obesity, Type 2 Diabetes, Insulin Resistance,Hyperinsulinemia, Hypertriglyceridemia, Hypercholesterolemia Model chorób sercowo-naczyniowych Cardiovascular Models Dahl/Salt Sensitive (DSS) RatNomenclature: SS/JrHsdMcwiCrlOrigin: 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) RatNomenclature: FHH/EurMcwiCrlOrigin: 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

7. 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 primer-binding 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/CrCrlBROrigin: 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/CrCrlBROrigin: 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/CrCrlBROrigin: 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/CrCrlBROrigin: 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/CrCrlBROrigin: 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.

8. Model immunoniedoborowy • Immunodeficient Models • Nude Rat  Nomenclature: Crl:NIH-rnuOrigin: 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 RatNomenclature: 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 RatNomenclature: Crl:CD®(SD)DIOBROrigin: Developed from a line of Crl:CD®(SD)BR rats Characteristics: Obesity, Insulin Resistance, Hyperglycemia, Hyperinsulinemia, Hypertriglyceridemia, Moderately Hypertensive

9. techniki wykonywania iniekcji oraz sondowanie żołądka u szczurów

10. Metody narkozy wziewnej u zwierząt laboratoryjnych Narkoza kropelkowa System otwartego obiegu System zamkniętego obiegu Źródło: Fosse R.T.”Anaestehesia and Analgesia of laboratory animals”

11. Hipowitaminoza C (Scurvy) Świnki morskie nie posiadają wątrobowego enzymu oksydazy gulonolaktonowej, która jest niezbędna w przemianach glukozy do kwasu askorbinowego.

12. 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.