Plevral hayvan modelleri Dr. Öner Dikensoy

PLEVRAL HAYVAN MODELLERİ

• Dr. Öner Dikensoy

• Gaziantep Ünv. Tıp Fak. Göğüs Hast. AD.

• [e-mail]

Öğrenim Hedefleri

• Plevra hastalıkları ile ilgili mevcut hayvan modellerini öğrenmek

• Aynı hastalıkla ilgili farklı modellerin farkını öğrenmek

• Model veya hayvan seçiminde dikkat edilmesi gerekenleri öğrenmek

• Plevraya giriş gibi bazı spesifik yöntemleri öğrenmek

Giriş

• Plevra hastalıklarında hayvan çalışmalarına gerek var mı?

• Plevra hastalıkları çok sık görülür
• Patogenezi yeterince bilmiyoruz
• Tanı da sıkıntılarımız devam ediyor
• Malign efüzyon
• Tüberküloz plörezi
• Tedavide sıkıntılarımız devam ediyor
• Malign efüzyon
• Parapnömonik efüzyon

Başlarken Yapılması Gerekenler

• Standart klavuzların öğrenilmesi

• Hayvanların barınması beslenmesi
• Yapılmaması gerekenler

• Cerrahi yöntemler hakkında eğitim

• Etik kurallara uyulması

• Laboratuar ve alt yapının uygun olması

• Gereksiz deneylerden ve tekrardan kaçınılması

• Optimum sayıda hayvan kullanılması

Optimum Sayı

İdeal Hayvan Modeli

• Araştırılan hastalık açısından insanları iyi temsil eden,

• Kolayca elde edilebilen,

• Ucuz,

• Girişimlere, tekrarlanabilir sonuçlara ve yeterli örnek alınmasına olanak tanıyan bir hayvan olmalıdır.

Hayvan Seçerken

• Büyüklük

• Plevra Anatomileri

• Maliyetleri

• Bulunabilirlikleri

• Analizler için kullanılacak kit vs. hayvana uygun olması,

• Genetik manüplasyon ihtimali

Hayvanın Boyutu

• Plevra hastalıkları için en sık kullanılan hayvanlar:

• tavşan, fare, sıçan, hamster ve koyunlar

• Küçük hayvanlar:

• Avantaj:
• Ucuzdur
• Bakımı kolaydır
• Sofistike laboratuara gerek yok (steril sartlar vs.)
• Farelerde genetik modifkasyon yapılabilir
• Dezavantaj:
• Girişimler, materyal toplanması zor

Plevra Anatomisi

• İki önemli anatomik özelliğin farkında olmak gerekir:
• 1-plevral boşluk:
• tek plevral boşluk: köpek, fare
• İki plevral boşluk: tavşan, koyun
• 2-Koyun gibi daha büyük hayvanların visseral plevraları insan visseral plevrası gibi kalındır.

Çalışılacak Kitler

• Kullanılan ticari kitlerin hangi hayvanlar için uygun olduğu önemli

• Örn: ELİSA kitleri genellikle sitokin ölçümlerinde kullanılır ancak sadece insan ve farelerde ölçüm yapmaya uyumlu

Plevraya Giriş

• Direk: Enjektör ile direk girmek

• İndirek:

• Tüp yardımıyla
• Tekrarlayan enjeksiyonlar
• Sıvı toplanmasında avantajlı
• Torakotomi

Plevral Hastalık Modelleri

• Plevral fibrozis/ Plöredezis

• Malign Efüzyon

• Plevral İnflamasyon

• Eozinofilik plöritis

• Plevral infeksiyon

• TBC Plörezi

• Mezotelyoma

Plöredezis

• Plevra için en sık kullanılan hayvan modeli

• İdeal plöredezis ajanı yok

• İdeal ajan:

• ucuz, kolay bulunabilir ve
• uygulanabilir, yan etkisi olmayan ve etkinliği tam olan ajandır.

• Halen ideal ajan aranıyor

Plöredezis

• Tavşan modeli en sık (New Zealand white rabbits)

• Koyun, fare, köpek, domuz

• Aynı ajan farklı türlerde benzeri plöredezis yanıtı

• Plöredezis ajanı direk veya tüp aracılığı ile enjekte edilir.

Talk Plöredezis

• Bilinen en etkili ajan

• Akut plevral enflamasyon olur

• Çözülebilir: başarısız
• Kronikleşebilir : fibrozis ve yapışıklık
• Fibroblastlar, mezotel hücreleri: kollajen toplanması fibrozise katkı sağlarlar.

• 14-28 gün içinde sakrifiye

• Makroskopik ve mikroskopik skorlama yapılır

• Karşı hemitoraks kontrol olarak kullanılabilir.

Plöredezis Skorlama Şeması

Plöredezis

Plöredezis

Plöredezis

Plöredezis

Plöredezis Modeli ile İlgili Sorunlar

• Plevral kavite normal

• Kullanılacak doz insana nasıl uyarlanacak?

• Talk insanlarda 2-5 gr. (30-70 mg/kg)
• tavşanlarda 400 mg/kg kullanılır.

• Hayvanlarda malign efüzyon modeli az.

• En sık kullanılan fare modeli
• Fareler plöredezisin değerlendirilmesi için çok küçüktür.

Malign Plevral Efüzyon Modelleri

• Patofizyoloji ve en ideal tedavi yöntemi belirsiz

• Hayvan çalışmaları ışık tutabilir (Örn: VEGF).

• Tamamına yakını farelerde

• Atimik nude fare kullanılır:

• bunların immüniteleri malign hücreleri temizleyemez

Ölçülen Parametreler

• Kilo kaybı ve sürvi en sık

• efüzyonun miktarı,
• tümörün boyutu ve ağırlığı
• uzak metastazların varlığı

• Plevra sıvısı ve doku plevral metastazda rol oynayan mediyatörlerin araştırılması için çok faydalı örneklerdir.

Kullanılan Kanser Hücreleri

• Farklı tümör hücreleri kullanılabilir

• En etkin yayılım sağlayan adenokanser

• İnsanlardan alınan adenokanser hücreleri kullanılabilir

• Ticari kanser hücreleri (A549, Lewis Cancer Cell Lines) standardize

Tümör Hücrelerinin İmplantasyonu

• Malign hücreler plevraya (105-106) IP verilir

• Direk cerrahi veya plevral injeksiyon

• Intraplevral en uygun injeksiyon yeri:

• Sol lateral subdiafragmatik
• En ince (28 G) enjektör iğnesi

• Yetişkin bir fareye 1.0 mL sıvı enjekte edilebilir.

• İntratorasik enjeksiyon yeterli mi?

• göğüs kafesi ekspanse olması
• oluşan dispne ile anlaşılabilir

Tümör Hücrelerinin İmplantasyonu

• 1-2 hf mediasten, akciğerler diafragma lokal invazyon görülür

• Plevral efüzyon genellikle 3 hafta sonra gelişir

• Çoğu fare zamanla kaşeksi ve uzak metaztazlar nedeniyle ölür

• Çoğu çalışmalarda bu model kullanılarak çeşitli antikanser tedavilerin etkinliği araştırılmıştır

• (IL-12, IL-15 ve VEGF inhibitörleri).

Tüberküloz Plörezi Modelleri

• Tüberküloz efüzyonlar halen sık

• Patogenezin anlaşılması ve tedavide halen sıkıntılar mevcuttur

• İlk olarak 1917 de Patterson guinea pigleri kullanmıştı

• Sonrasında tavşan ve fareler kullanıldı

Tüberküloz Plörezi Modelleri

• Bu model insanlarda oluşan tbc plöritisi çok iyi temsil eder:

• Plevra sıvısında sırasıyla nötrofil, makrofajlar,lenfositler toplanır
• Hücreler insanlardakine benzer başlıca CD2+T hücrelerdir
• Plevral sıvı pH ve glukoz düşmez
• Plevranın histopatolojik incelemesinde:
• kazifiye granulom, multinükleer dev hücreler ve zamanla fibrozis

Basilin plevraya verilişi

• M. Tuberculosis veya BCG İP enjekte edilir

• Ucu künt bir iğne (20 G) ile transdiafragmatik yaklaşım

• Guinea Pig:

• Önce BCG ile aşılanır
• 10-15 hf.sonra BCG veya M.tuberculosis

• Tavşanlarda BCG ile aşılamaya gerek yok

• BCG ye duyarlı basile dirençli

• Tavşanlarda immun deprese hayvanlarda tbc plörezi modeli: nitrojen mustard - nötropeni

Tüberküloz Plörezi Modelleri

• Farelerde (BALB/c veya C57B1/6 strs) intratorasik BCG injeksiyonu ile tbc plöritisin erken inflamatuar etkileri araştırılabilir.

• Fare çalışmalarında önceden aşılamaya gerek yoktur.

• Hücresel özellikler insanlardakine benzer

• Farelerde histolojik özellikler tanımlanmadı

Tüberküloz Plörezi Modellerinin Dezavantajları

• En önemli kısıtlılık: tbc direk İP veriliyor

• İnsanlarda akciğer enfeksiyonunun lokal veya hematojen yayılımı

• BCG ile oluşturulan modellerde patogenez konusunda yararlı bilgiler edinilmesi olası

• Tedavi araştırmalarında basil verilerek oluşturulan model daha uygundur.

Asbest Maruziyetine Bağlı Plevral Hastalık Modelleri

• Asbest maruziyetine bağlı:

• plevral kalınlaşma,
• bening asbest plörezisi,
• round atelektazi,
• malignant mezotelyoma

• MM ile ilgili çok sayıda hayvan çalışması yapılmış olmasına rağmen diğer patolojiler nadiren araştırılmıştır

• MM patogenezi, tedavisi problem

Asbestin Veriliş Yolları

• Asbest hayvanlara inhalasyon yoluyla veya direk İP enjeksiyonla ulaştırılabilir.

• İnhalasyon yoluyla: plevral patolojinin oluşması için uzun zaman (aylar, yıllar )

• İP verildiğinde hemen akut etki elde edilebilir:

• bu insanlardaki asbestin doğal yolla alınımını tam olarak temsil etmez

• İP verildiğinde daha çok plevral mezotelyoma

• İnhalasyonla akciğer kanseri daha sık görülür

Hangi Hayvan?

• En sık:sıçanlar, fareler ve hamsterler

• Hayvan cinsleri arasında ve kendi içlerinde asbeste duyarlıklık açısından farklılıklar vardır.

• Farelerin asbeste olan duyarlılığı strainlere göre farklıdır:
• C56BL/6 türü 129 dan daha duyarlıdır

• Sıçanlar insanları temsil etmesi açısından daha uygun bulunmuştur

Asbest Türü

• Asbest türleri arasında da farklılıklar vardır

• Chrosotile, crocidolite ve amosite en sık kullanılan asbest türleridir.

• Son zamanlarda fiberglas gibi insan yapımı liflerin

• Nanopartiküllerin etkileri de araştırılmaktadır.

• Bu araştırmalarda:

• farklı liflerin güvenlikleri
• güvenli dozları
• terapotik girişimlerin etkileri

Sonuç ve Özet

• Plevra Hastalıkları ile ilgili hayvan çalışmalarına halen gerek var

• Fare, tavşan, sıçan en sık kullanılan

• Plöredezis ve akciğer kanseri en sık kullanılan modeller

• Hayvan seçimi, sayısı, yapılacak çalışmanın detayları (kitler vs.) dikkatli belirlenmeli

• Yeni modellere ihtiyaç var:

• Farelerde plöredezis
• Tavşanlarda malign efüzyon
• Nanopartikül çalışmaları