Semnalele parfumului feminin sporesc rezistența șoarecilor masculi la gripă

Laboratorul de afiliere pentru adaptarea fiziologică a animalelor, Institutul de sistematică și ecologie a animalelor, filiala siberiană, Academia Rusă de Științe, Novosibirsk, Rusia

Laboratorul de afiliere a biochimiei acizilor nucleici, Institutul de biologie chimică și medicină fundamentală, filiala siberiană, Academia Rusă de Științe, Novosibirsk, Rusia

Departamentul de afiliere histologie, Institutul de traumatologie Novosibirsk, Novosibirsk, Rusia

Laboratorul de afiliere a biochimiei acizilor nucleici, Institutul de biologie chimică și medicină fundamentală, filiala siberiană, Academia Rusă de Științe, Novosibirsk, Rusia

Laboratorul de adaptare fiziologică a animalelor, Institutul de sistematică și ecologia animalelor, filiala siberiană, Academia rusă de științe, Novosibirsk, Rusia, Departamentul de resurse genetice animale, Institutul de citologie și genetică, filiala siberiană, Academia rusă de științe, Novosibirsk, Rusia

Ekaterina A. Litvinova,
Elena P. Goncharova,
Alla M. Zaydman,
Marina A. Zenkova,
Mihail P. Moshkin

Cifre

Abstract

fundal

Mirosul de la șoarecii receptivi funcționează ca un semnal, care stimulează șoarecii masculi să caute potențiali parteneri de împerechere. Acest comportament de căutare este cuplat cu riscul de infecție datorat adulmecării atât a mirosurilor parfumate, cât și a zonelor nazale și anogenitale ale femelelor, care adăpostesc bacterii și viruși. Luarea în considerare a evoluției gazdei sub presiuni parazitare inevitabile, inclusiv helminthes, bacterii, viruși etc., prezice adaptări care ajută la protejarea gazdelor împotriva paraziților asociați cu împerecherea.

Metode și constatări

Propunem că percepția semnalelor feminine de către șoareci masculi BALB/c duce la o redistribuire adaptivă a apărării imune direcționată către protecția împotriva riscurilor de infecție respiratorie. Rezultatele noastre demonstrează migrarea macrofagelor și neutrofilelor către căile respiratorii superioare la expunerea la stimuli de miros feminin, ceea ce duce la o rezistență crescută a bărbaților la infecția experimentală cu virusul gripal. Această intervenție moderată a leucocitelor nu a avut niciun efect negativ asupra performanței aerobe la șoareci masculi.

Concluzii

Datele noastre oferă prima demonstrație a răspunsului imunologic adaptiv la stimulii mirosului feminin prin inducerea răspunsurilor imune nespecifice în tractul respirator superior.

Citare: Litvinova EA, Goncharova EP, Zaydman AM, Zenkova MA, Moshkin MP (2010) Semnalele parfumului feminin îmbunătățesc rezistența șoarecilor masculi la gripă. PLOS ONE 5 (3): e9473. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009473

Editor: Peter Sommer, Pasteur Institute Korea, Republica Coreea

Primit: 29 septembrie 2009; Admis: 7 februarie 2010; Publicat: 1 martie 2010

Finanțarea: Acest proiect a fost susținut de Fundația Rusă pentru Cercetare de Bază N 08-04-00406a (www.rfbr.ru) și Programul de Studii Interdisciplinare al Filialei Siberiene din RAS N 15, 94 (www.sbras.nsc.ru). Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Mirosul șoarecilor femele ca semnal pentru reproducere stimulează șoarecii masculi să caute un partener de reproducere [1] - [3]. La rândul său, comportamentul de căutare crește riscul de infecții respiratorii la șoareci masculi datorită adulmecării semnelor urinare și fecale contaminate, care adăpostesc mulți agenți de infecție [4] - [6]. Adulmecarea naso-nazală atunci când este localizat partenerul adaugă un risc de infecție cauzat de bacteriile și virusurile aeriene.

Pentru testarea ambelor predicții, am studiat șoarecii masculi păstrați cu sau fără mirosuri feminine. În aceste grupuri de șoareci, am evaluat recrutarea leucocitelor în căile respiratorii superioare prin examinarea histologică a țesutului pulmonar, am estimat rezistența la virusul gripal ca exemplu de infecție respiratorie și am măsurat MOC ca indicator al performanței aerobe. Am folosit virusul gripal A/WSN/33 (H1N1) adaptat la șoarece. Unele tulpini de virusuri gripale derivate de la om s-au reprodus eficient în plămânii de șoarece fără adaptare prealabilă a gazdei [17] - [18]. Gripa nu apare la populațiile sălbatice Mus musculus din cauza virulenței ridicate și a contagiozității scăzute [19] - [20].

Metode

Animale și condiții de adăpostire

Am obținut șoareci BALB/c consangvinizați de 8-10 săptămâni din stocul Institutului de Imunologie Clinică (Filiala Siberiană, Academia Rusă de Științe Medicale, Novosibirsk, Rusia). Toți șoarecii masculi (n = 106) și femele (n = 25) au fost găzduiți (4-6 săptămâni) în grupuri de un singur sex de cinci sau șase animale, cu excepția a 15 minute necesare pentru testarea performanței aerobe maxime. Am menținut grupurile masculine și feminine în cuști standard din plastic (35 × 21 × 9 cm) cu rumeguș (fulgi de lemn) ca material de cuibărit. Am furnizat pelete alimentare (BioPro, Novosibirsk) și apă ad libitum. Șoarecii au fost menținuți la 22-24 ° C sub un ciclu de lumină-întuneric 12-12 cu luminile stinse la 1400 ore.

În fiecare cușcă, masculii au fost marcați individual prin lovituri pe coadă făcute cu markeri chirurgicali ai pielii. La fiecare 5 zile, animalele erau plasate într-o cușcă curată cu rumeguș proaspăt. Șoarecii au fost folosiți în experimente în decurs de 2 săptămâni de la sosire. Am împărțit aleatoriu șoarecii masculi în două grupuri: bărbații expuși la parfum feminin (n = 52) și masculii izolați de semnalele chimice feminine (n = 54). Șoarecii femele și două grupuri de masculi au fost ținute în camere separate pentru animale, cu ventilație independentă.

Tratament de pat pentru femei

Așternutul (fulgi de lemn) din cuști cu femele BALB/c mature a fost folosit pentru expunerea masculilor la mirosurile feminine, deoarece este cel mai natural semnal sexual pentru șoareci. Folosind cinci cuști cu cinci femele pe cușcă, am colectat așternuturi feminine murdare în ultimele 5 zile, expunând masculii la o nouă porție (5 ml) de așternut femelă murdară în fiecare zi. Bărbații din tratamentul fără expunere la femei au primit un eșantion similar de așternut curat. Am adăugat porțiuni noi de așternut zilnic cu aproximativ 1 oră înainte de stingerea luminilor.

Conform recomandării lui Vandenberg [21], am furnizat șoarecilor femele 2-3 g de așternut murdar din cuști masculine pentru a-și regulariza ciclurile de estru. Examinarea frotiurilor vaginale la 2 săptămâni după tratamentul cu parfum a demonstrat că cel puțin 30% dintre șoarecii femele se aflau în est. Astfel, fiecare probă de așternut de 5 zile din cuștile feminine a fost contaminată cu urină și fecale de șoareci receptivi.

Infecția cu virusul gripal

Am utilizat șoareci masculi BALB/c în experiment ca una dintre tulpinile de șoarece consangvinizate cele mai susceptibile la virusul gripal A/WSN/33 (H1N1). Virusul a fost obținut din colecția Institutului de Virologie Ivanovsky (Academia Rusă de Științe Medicale, Moscova, Rusia). Virusul gripal uman A/WSN/33 (H1N1), care prezintă o modificare specifică a proteinei M1, provoacă pneumonie letală la șoarecii BALB/c [19]. Virusul a fost crescut în ouă de pui embrionare. Am recoltat lichid alantoic, conținând virusul și l-am depozitat în alicote la –80 ° C. Înainte de aplicare, stocul de virus (5 × 107 FFU (unități de formare a focalizării)/ml) a fost diluat în serie de zece ori cu soluție salină tamponată cu fosfat rece (PBS). Bărbații au fost infectați intranazal (sub anestezie cu eter) cu virusul gripal A/WSN/33 (H1N1) în 50 pl de PBS. Am folosit cinci doze diluate în serie care conțineau de la 2,5 × 10 1 la 2,5 × 105 FFU. Șoarecii au fost cântăriți la fiecare două zile timp de 10 zile după infectarea cu virusul gripal. Cazurile de mortalitate au fost înregistrate zilnic cu 1 oră înainte de stingerea luminilor în 3 săptămâni până la recuperarea completă a șoarecilor masculi supraviețuitori. Pentru o săptămână înainte de infecția experimentală și timp de 3 săptămâni după infecție, bărbații BALB/c au fost expuși fie la așternuturi murdare pentru femei (n = 41), fie la fulgi de lemn proaspeți (n = 41).