Translaatiotutkimus ja soveltava tutkimus: Ihmisen tartuntataudit
Translaatiotutkimus ja soveltava tutkimus: Ihmisen immuunijärjestelmän sairaudet
Hankkeen tavoitteet ja ennakoidut hyödyt
Kuvaa hankkeen tavoitteita (esimerkiksi uuden tieteellisen tiedon hankkiminen tai tieteelliset taikka kliiniset tarpeet).
Leishmaniaasi on ns. unohdettu tai laiminlyöty trooppinen tauti, joka tappaa noin 20 000 ihmistä vuosittain, ja aiheuttaa merkittävää terveystaakkaa erityisesti vähävaraisille yhteisöille. Leishmania-suvun yksisoluiset parasiitit leviävät hietakärpästen pistojen välityksellä, ja aiheuttavat ihmisissä leishmaniaasin, joka voi ilmetä kudosvaurioina iholla, limakalvoilla tai sisäelimissä, ja olla pahimmillaan hengenvaarallinen. Leishmaniaasi on zoonoosi, joka voi vaikuttaa sekä ihmisiin että eläimiin, ja sitä esiintyy laajalti trooppisilla ja subtrooppisilkla alueilla. Eri Leishmanian lajien joukossa Leishmania tarentolae (Ltar) on jäänyt huomiotta, koska sitä ei pidetä patogeenisenä nisäkkäille. Viimeaikaisissa tutkimuksissa Ltar:n DNA:ta on kuitenkin havaittu koirien ja ihmisten veressä, ja piileviä ohimeneviä infektioita nisäkkäillä on raportoitu.
Isännän immuunijärjestelmä on kriittinen Leishmania-infektioiden hallinnassa. Esim. sairauksista tai niiden hoidoista aiheutuva immuunipuutteisuus altistaa vakaville leishmaniaasimuodoille. Tutkimusprojektissamme selvitämme miten isännän immuunipuutteisuus vaikuttaa Ltar-infektioon ja sen etenemiseen/paranemiseen infektion varhaisessa vaiheessa. Mallina käytämme farmakologisesti immuunisuppressoituja hiiriä, joille tehdään Ltar-infektio injektiolla. Parasiitti on geenimuokattu ilmentämään lusiferaasi-entsyymiä, joka tuottaa kuvannettavissa olevaa bioluminesenssia katalysoimalla lusiferiini-substraattia, joka injisoidaan hiirille parasiittialtistuksen yhteydessä.
Mitä mahdollisia hyötyjä tästä hankkeesta todennäköisesti koituu? Kerro, miten hankkeella voidaan edistää tiedettä tai mitä hyötyä hankkeesta voi viime kädessä olla ihmisille, eläimille tai ympäristölle. Erittele tarvittaessa lyhyen aikavälin (hankkeen keston aikaiset) ja pitkän aikavälin hyödyt (joita voi seurata hankkeen päättymisen jälkeen).
HIV-infektiot/AIDS, autoimmuunitautien hoitoon käytettävät laaja-alaiset immunosuppressiiviset terapiat sekä edistyneet syöpähoidot ovat kasvattaneet immuunipuutteiseyn ihmisten määrää maailmanlaajuisesti. Koska immuunipuolustuksen heikkeneminen on merkittävä riskitekijä vakavalle leishmanioosille, on mahdollista että myös Leishmaniasis tarantolae on patogeeninen immuunipuutteisessa isäntäorganismissa. Tieto Leshmaniasis tarantolaen kehityssyklistä, ja sen isäntä- sekä vektoriorganismeista on vielä hyvin puutteellista, ja sen patogeenisuutta immuunipuutteisissa olosuhteissa ei ole tutkittu. Oletetun vaarattomuutensa takia Leishmaniasis tarantolae on kuitenkin myös suosittu työkalu bioteknologian siirtogeenisovelluksissa. Tämä projekti tuottaa tärkeää tietoa siitä, onko Leishmaniasis tarantolaella patogeenista potentiaalia immuunipuutteisissa isännissä, ja selventää myös mahdollisia turvallisuuskysymyksiä parasiitin laajamittaisessa bioteknologisessa käytössä.
Ennakoidut haitat
Millaisia toimenpiteitä eläimille yleensä tehdään (annetaanko niille esimerkiksi injektioita vai tehdäänkö niille kirurgisia toimenpiteitä)? Ilmoita näiden toimenpiteiden lukumäärä ja kesto.
Koe kestää enimmillään 15 päivää. Eläimille tehdään lääkkeellinen immuunisuppressio sekä Leishmania tarantolae - parasiitti-infektio. Immuunisuppression ja infektion etenemistä seurataan ottamalla verinäytteitä (max 2/hiiri, reiden laskimo tai häntälaskimo), sekä kuvantamalla hiiriä isofluraanikaasuanestesiassa. Lääkkeiden, parasiitin ja fluoresenssi/bioluminesenssi-kuvantamisreagenssien annosteluun käytetään injektioita vatsaonteloon tai häntälaskimoon (tilavuus 100 mikrolitraa). Enimmillään yhdelle hiirelle tehdään 15 päivän aikana 12 isofluraanianestesiaa (yhtenä päivänä 2, muut peräkkäisinä päivinä ); 7 laskimoinjektiota; 10 vatsaonteloinjektiota; 11 injektiota ihon alle; sekä 2 verinäytettä (verinäytteiden väli 7 päivää, tehdään anestesian aikana). Yhden päivän aikana tehdään maksimissaan 4 injektiota/3 injektiota + verinäyte, ja myös injektioista suurin osa tehdään anestesian aikana.
Millaisia ovat ennakoitavissa olevat eläimiin kohdistuvat vaikutukset/haittavaikutukset (esimerkiksi kipu, painonlasku, passiivisuus tai vähentynyt liikkuminen, stressi tai poikkeava käyttäytyminen) ja kauanko nämä vaikutukset kestävät?
Immuunisuppressioprotokollan haittavaikutuksena on aiemmin havaittu 5 - 10 % painon lasku. Päivittäin toistuvat anestesiat voivat aiheuttaa väsymystä, joka voi johtaa esim. vähentyneeseen liikkumiseen tai ruokahaluttomuuteen. Ilman anestesiaa annetut injektiot aiheuttavat lievää kipua ja stressiä.
Mitä lajeja ja montaako eläintä on määrä käyttää? Ilmoittakaa käytettävät eläinlajit ja eläinten lukumäärät sekä ennakoidut vakavuudet ja eläinten määrä kussakin vakavuusluokassa lajeittain.
Laji
Yhteensä
Arvioidut määrät vakavuusluokkaa kohti
Ei toipumista
Lievä
Kohtalainen
Vakava
Hiiret (Mus musculus)
50
0
5
45
0
Jos eläimet jätetään henkiin toimenpiteen päätyttyä, mitä näille tapahtuu?
Laji
Niiden eläinten arvioitu määrä, jotka käytetään uudelleen, palautetaan elinympäristöön tai hoitojärjestelmään tai luovutetaan yksityishenkilön hoitoon.
Uudelleenkäyttö
Palautettu
Luovutettu yksityishenkilöiden hoitoon
Perustele edellisen kohdan suunnitelmat eläinten kohtaloon liittyen.
Ei hengissä pidettyjä eläimiä
Kolmen perusperiaatteen (3R) soveltaminen
1. Korvaaminen
Kerro, mitä vaihtoehtoisia menetelmiä, joissa ei käytetä eläviä eläimiä, on käytettävissä tällä alalla ja miksei niitä voida käyttää tässä hankkeessa.
Leishmania-infektioita tutkitaan keräämällä näytteitä ihmisistä ja eläimistä infektioiden levinneisyysalueilla, ja parasiittien biologiaa on tutkittu myös soluviljelmissä. Soluviljelmissä ei kuitenkaan pystytä tutkimaan kuinka infektio ja sen immuunivaste etenevät isäntäorganismissa, varsinkin kun Leishmania – infektiot vaikuttavat vaihtelevasti useisiin solu- ja kudostyyppeihin. Soluviljelmissä tehtyjen kokeiden tulokset ovat osoittaneet, että on aiheellista tutkia Leishmania tarantolae-virusinfektiota myös koko organismin tasolla, koska ei ole selvää kuinka tehokkaasti immuunivaste pystyy torjumaan infektion.
2. Vähentäminen
Selosta, miten tässä hankkeessa käytettävään eläinmäärään on päädytty. Kerro, kuinka käytettävien eläinten määrää on voitu vähentää sekä koesuunnittelussa noudatetut periaatteet. Kuvaa hankkeen aikana noudatettavat eläinten vähentämisen keinot, joita voidaan soveltaa vaarantamatta tieteellisiä tavoitteita. Näitä keinoja voivat olla esimerkiksi pilottitutkimukset, tietokonemallintaminen sekä kudosten jakaminen ja uudelleenkäyttö.
Eläinten käytön tarve tässä projektissa on minimoitu suunnittelemalla kokeet siten, että käytettävistä eläimistä saadaan mahdollisimman paljon tietoa. Tutkimuksen tärkein metodi on ei-invasiivinen in vivo-kuvantaminen, joka mahdollistaa infektion etenemisen tiheän seurannan samoissa yksilöissä eläimiä lopettamatta, ja täten pienentää tarvittavaa eläinmäärää. Kuvantamisessa hyödynnetään kahta eri reagenssia joiden avulla voidaan saada tietoa sekä parasiitti-infektion että immuunivasteen etenemisestä, ja kerätään monipuoliset näytteet kokeeseen käytetyistä eläimistä jatkoanalyyseja varten.
3. Parantaminen
Anna esimerkkejä toimenpiteissä toteutettavista toimista, joilla minimoidaan eläinten hyvinvoinnille aiheutuvat haitat (esimerkiksi tehostettu seuranta, leikkauksenjälkeinen hoito, kivunhoito, eläinten koulutus). Kerro, miten hankkeessa varmistetaan esiin tulleiden uusien parantamiskeinojen käyttöönotto hankkeen aikana.
Tutkimus on suunniteltu siten, että jokaiseen hiireen kohdistuu minimimäärä toimenpiteitä joilla voidaan saada tutkimuskysymyksiin vastaamiseen riittävä tieto - esimerkiksi verinäytteitä otetaan vain osasta eläimiä, ja eri aikapisteissä käytetään eri eläinryhmiä. Kokeen alkupäiviä lukuunottamatta hiirille tehdään kuvantamistutkimus päivittäin isofluraanianestesiassa, jolloin myös päivittäin toistuvat injektiot ja punnitukset voidaan suurimmaksi osaksi tehdä anestesian aikana. Nukutukseen voi syntyä aversioreaktio. Tämän vuoksi energian ja nesteen saantia turvataan tarjoamalla hiirille kostutettua rehua häkin pohjalla, ja hiiret pidetään aina lämpiminä kuvantamisen sekä heräämisen aikana.
Perustele käytettävät eläinlajit sekä käytettävien eläinten ikä ja kehitysvaihe
Kokeeseen käytetään sisäsiittoisen BALB/cByJ-kannan uroshiiriä (Mus musculus). Tämä hiirilinja on valittu, koska se on erittäin hyvin tunnettu ja karakterisoitu, ja sitä on käytetty paljon saman tyyppisessä tutkimuksessa. Hiirten ikä kokeen alkaessa on noin 6-7 viikkoa, koska parasiitti-infektion on todettu aiemmissa kokeissa olevan tehokkain nuorissa hiirissä.
Takautuvaan arviointiin valittu hanke
TA:han valittu hanke?
ei
TA:n määräaika
Takautuvan arvioinnin perusteet
Sisältää vakavia toimenpiteitä
Käytetään apinoita
Muu syy
Muita perusteita takautuvalle arvioinnille
Lisäkentät
Kansallinen kenttä 1
Tätä kenttää ei julkaista
Kansallinen kenttä 2
Tätä kenttää ei julkaista
Kansallinen kenttä 3
Tätä kenttää ei julkaista
Kansallinen kenttä 4
Tätä kenttää ei julkaista
Kansallinen kenttä 5
Tätä kenttää ei julkaista
Hankkeen aloituspäivä
Tätä kenttää ei julkaista
Hankkeen päättymispäivä
Tätä kenttää ei julkaista
Hankkeen hyväksymispäivä
Tätä kenttää ei julkaista
ICD-tunnus 1
Tätä kenttää ei julkaista
ICD-tunnus 2
Tätä kenttää ei julkaista
ICD-tunnus 3
Tätä kenttää ei julkaista
Linkki aikaisempaan YTT-versioon, joka ei kuulu EY:n järjestelmään