2010-TTD-İstanbul 1

PLEVRAL HAYVAN MODELLERİ

Dr. Öner DikensoyGaziantep Ünv. Tıp Fak. Göğüs Hast. AD.

dikensoy@yahoo.com

2

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

3

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

4

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

5

Optimum Sayı

6

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.

7

Hayvan Seçerken

• Büyüklük• Plevra Anatomileri• Maliyetleri• Bulunabilirlikleri • Analizler için kullanılacak kit vs. hayvana

uygun olması, • Genetik manüplasyon ihtimali

8

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

9

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.

10

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

11

Plevraya Giriş

1. Direk: Enjektör ile direk girmek2. İndirek:

1. Tüp yardımıyla 1. Tekrarlayan enjeksiyonlar2. Sıvı toplanmasında avantajlı

2. Torakotomi

12

Plevral Hastalık Modelleri

1. Plevral fibrozis/ Plöredezis2. Malign Efüzyon3. Plevral İnflamasyon4. Eozinofilik plöritis5. Plevral infeksiyon6. TBC Plörezi7. Mezotelyoma

13

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

14

• 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.

Plöredezis

15

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.

16

Plöredezis Skorlama Şeması

17

Plöredezis

18

Plöredezis

19

Plöredezis

20

Plöredezis

21

Plöredezis Modeli ile İlgiliSorunlar

• 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.

22

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

23

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.

24

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

25

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

26

• 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).

Tümör Hücrelerinin İmplantasyonu

27

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

28

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

29

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

30

• 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 Modelleri

31

• 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.

Tüberküloz Plörezi Modellerinin Dezavantajları

32

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

33

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

34

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

35

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

36

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