El protocolo presentado puede determinar la competencia vectorial de las poblaciones de mosquitos Aedes aegypti para un virus determinado, como el Zika, en un entorno de contención.
Artículo de método
El protocolo presentado puede determinar la competencia vectorial de las poblaciones de mosquitos Aedes aegypti para un virus determinado, como el Zika, en un entorno de contención.
Los procedimientos presentados describen una metodología generalizada para infectar a los mosquitos Aedes aegypti con el virus del Zika en condiciones de laboratorio para determinar la tasa de infección, la infección diseminada y la posible transmisión del virus en la población de mosquitos en cuestión. Estos procedimientos se utilizan ampliamente con diversas modificaciones en las evaluaciones de competencias vectoriales a nivel mundial. Son importantes para determinar el papel potencial que un mosquito dado (es decir, especie, población, individuo) puede desempeñar en la transmisión de un agente determinado.
La competencia vectorial se define como la capacidad a nivel de especie, población, e incluso un individuo, de un artrópodo dado, como un mosquito, garrapata o flebotomina, para adquirir y transmitir un agente biológicamente con replicación o desarrollo en el artrópodo1,2. Con respecto a los mosquitos y los virus transmitidos por artrópodos (es decir, arbovirus), el agente es absorbido de un huésped virémico por un mosquito hembra. Después de la ingestión, el virus debe infectar productivamente a una de una pequeña población de células epiteliales del intestino medio3,superando diversos obstáculos fisiológicos como la degradación proteolítica por enzimas digestivas, la presencia de la microbiota (barrera de infección del intestino medio, o MIB) y la matriz peritrófica secretada. La infección del epitelio del intestino medio debe ser seguida por la replicación del virus y el eventual escape del intestino medio al sistema circulatorio abierto del mosquito, o hemolinfa, que representa el inicio de una infección diseminada que supera la barrera de escape del intestino medio (MEB). En este punto, el virus puede establecer infecciones de tejidos secundarios (por ejemplo, nervios, músculos y cuerpos grasos) y continuar replicándose, aunque dicha replicación secundaria puede no ser estrictamente necesaria para que el virus infecte las células acinares de las glándulas salivales (superando la barrera de infección de las glándulas salivales). La salida de las células acinares de la glándula salival en sus cavidades apicales y luego el movimiento hacia el conducto salival permite la inoculación del virus en huéspedes posteriores al morder, y completa el ciclo de transmisión1,2,4,5,6,7.
Dado este mecanismo de propagación bien caracterizado y generalmente conservado dentro de un mosquito vector, las evaluaciones de competencia de vector de laboratorio son a menudo metodológicamente similares, aunque existen diferencias en los protocolos1,2. En general, después de la exposición oral al virus, los mosquitos se diseccionan para que los tejidos individuales como el intestino medio, las piernas, los ovarios o las glándulas salivales puedan ser evaluados para detectar infección viral, infección diseminada, infección diseminada / transmisión transovarial potencial e infección diseminada / competencia de transmisión potencial, respectivamente8. La mera presencia de un virus en las glándulas salivales, sin embargo, no es evidencia definitiva de capacidad de transmisión, dada la evidencia de una barrera de escape/salida de glándulas salivales (SGEB) en algunas combinaciones vector/virus1,2,4,5,7,9. El método estándar para demostrar la competencia de transmisión sigue siendo la transmisión de mosquitos a un animal susceptible10,11,12. Sin embargo, dado que para muchos arbovirus esto requiere el uso de modelos murinos inmunocomprometidos13,14,15,16, este método es a menudo prohibitivo. Una alternativa de uso común es la recolección de la saliva del mosquito, que puede analizarse mediante reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR) o un ensayo infeccioso para demostrar la presencia del genoma viral o partículas infecciosas, respectivamente. Vale la pena señalar que tales métodos de recolección de saliva in vitro pueden sobreestimar12 o subestimar17 la cantidad de virus depositado durante la alimentación in vivo, lo que indica que dichos datos deben interpretarse con precaución. Sin embargo, el método in vitro es muy valioso cuando se analiza desde la perspectiva de la mera presencia de virus en la saliva, lo que indica un potencial de transmisión.
Existen dos enfoques principales para determinar el papel de los mosquitos vectores en los brotes de enfermedades arbovirales. El primer método implica la vigilancia de campo, en la que los mosquitos se recogen en el contexto de la transmisión activa18,19,20,21,22,23,24. Sin embargo, dado que las tasas de infección suelen ser bastante bajas (por ejemplo, la tasa de infección estimada del 0,061% de mosquitos en áreas de circulación activa del virus del Zika (ZIKV) en los Estados Unidos21), la incriminación de posibles especies de vectores puede estar muy sesgada por la metodología de captura25,26 y el azar aleatorio (por ejemplo, tomar muestras de un individuo infectado de 1,600 no infectados)21 . Teniendo esto en cuenta, un estudio dado puede no adquirir suficientes mosquitos tanto en números brutos como en diversidad de especies para muestrear con precisión los mosquitos involucrados en la transmisión. Por el contrario, los análisis de competencia vectorial se llevan a cabo en un entorno de laboratorio, lo que permite un control estricto de parámetros como la dosis oral. Aunque no son totalmente capaces de representar la verdadera complejidad de la infección por mosquitos y la capacidad de transmisión en un entorno de campo, estas evaluaciones de laboratorio siguen siendo herramientas poderosas en el campo de la arbovirología.
Basándonos en varios análisis de competencia vectorial con ZIKV en varias especies de mosquitos, poblaciones y métodos27,28,29,30, 31,32,así como una revisión reciente de las evaluaciones de competencia vectorial1,describimos aquí varios de los protocolos asociados con un flujo de trabajo típico de competencia vectorial. En estos experimentos, tres poblaciones de Ae. aegypti de las Américas (la ciudad de Salvador, Brasil; la República Dominicana; y el valle inferior del Río Grande, TX, EE. UU.) fueron expuestas a una sola cepa de ZIKV (Mex 1-7, GenBank Accession: KX247632.1) a dosis de 4, 5 o 6 log10 unidades formadoras de enfoque (FFU) / ml por medio de harinas de sangre artificiales. Posteriormente, se analizaron en busca de evidencia de infección, infección diseminada y competencia de transmisión después de varios tiempos de incubación extrínseca (2, 4, 7, 10 y 14 días) mediante disección y un ensayo infeccioso basado en cultivo celular. Aunque el flujo de trabajo / protocolos actuales están optimizados para ZIKV, muchos elementos son directamente traducibles a otros arbovirus transmitidos por mosquitos en los niveles de contención y bioseguridad de artrópodos 2 y 3 (ACL / BSL2 o ACL / BSL3).
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Todos los procedimientos realizados en estos protocolos se realizaron en pleno cumplimiento de los protocolos aprobados por el Comité Institucional de Bioseguridad y el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Rama Médica de la Universidad de Texas en Galveston.
1. Amplificar ZIKV en células Vero
2. Preparación de harinas de sangre artificiales
3. Backtitración de harinas de sangre/ensayo de placa
4. Administración de harinas de sangre
5. Adquisición y procesamiento de muestras
6. Detección de ZIKV por ensayo infeccioso
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Tres poblaciones de Ae. aegypti de las Américas (Salvador, Brasil; República Dominicana; y el Valle del Río Grande, TX, EE.UU.) estuvieron expuestas a una cepa de brote de ZIKV de las Américas (ZIKV Mex 1-7, Estado de Chiapas, México, 2015) en un rango de títulos de harina de sangre (4, 5 y 6 log10 FFU / ml) presentados en una harina artificial de sangre a base de eritrocitos humanos lavados. En los días 2, 4, 7, 10 y 14 después de la infección, se procesaron subconjuntos de mosquitos para determinar ...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Los métodos descritos aquí proporcionan un flujo de trabajo generalizado para realizar análisis de competencia vectorial. Como marco general, muchas de estas metodologías se conservan a lo largo de la literatura. Sin embargo, hay un espacio sustancial para las modificaciones (revisado en Azar y Weaver1). Se sabe que el virus (por ejemplo, el linaje viral, el almacenamiento del virus de desafío, la historia del paso viral), la entomología (por ejemplo, la colonización de laboratorio de las poblacio...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Los autores no tienen nada que revelar.
Reconocemos al personal del Centro de Referencia Mundial para Virus Emergentes y Arbovirus (WRCEVA): Dr. Robert Tesh, Hilda Guzmán, Dr. Kenneth Plante, Dra. Jessica Plante, Dionna Scharton y Divya Mirchandani, por su incansable trabajo en la curaduría y provisión de muchas de las cepas virales utilizadas para nuestros experimentos de competencia vectorial y de otros grupos. El trabajo presentado fue financiado por el McLaughlin Fellowship Fund (SRA) y las subvenciones de los NIH AI120942 y AI121452.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Depósito estándar de 3 ml | R37P30 | Hemotek Ltd | Equipo de insectario |
| Acero inoxidable de 7/32" 440 bolas de grado C | 4RJH9 | Grainger | Medios de molienda |
| acetona, grado histológico, Fisher Chemicals, botella de polietileno, 4L, 4/caja | A16-P4 | FisherScientific | Fijador |
| Adenosina 5'-trifosfato hidrato de sal disódica, microbiano, bioreactivo, apto para célula cultivo | A6419-1G | MilliporeSigma | Reactivo |
| Anticuerpo antiantígeno del grupo Flavivirus, clon D1-4G2-4-15 | MAB10216 | MilliporeSigma | Anticuerpo primario para |
| formador de foco Anticuerpo anti-ratón IgG (H+L), suero humano adsorbido y marcado con peroxidasa, 1,0 mL/frasco | 5450-0011 | KPL/Seracare | Anticuerpo secundario para ensayo formador de foco |
| Bleach | NC0427256 | FisherScientific | Descontaminación |
| Corning, Matraces tratados para cultivo celular, 150 cm2, tapón ventilado, caja de 50 | 10-126-34 | FisherScientific | Consumible para cultivo celular |
| Placas de cultivo celular Costar, 24 pocillos, 5/bolsa, 100/caja, Corning | 07-200-740 | FisherScientific | Consumible para cultivo celular |
| Placas de cultivo celular Costar, 96 pocillos, 5/bolsa, 100/caja, Corning | 07-200-91 | FisherScientific | Consumible para cultivo celular |
| Crystal Violet | C0775-100G | MilliporeSigma | |
| Stain Eppendorf Snap Cap Microcentrífuga Safe-Lock 2mL Tubos, 500/Caja | 05-402-7 | FisherScientific | Plástico consumible |
| Falcon 15mL Tubos de centrífuga cónicos | 14-959-70C | FisherScientific | Plástico consumible |
| Falcon 50mL Tubos de centrífuga cónicos | 14-959-49A | FisherScientific | Plástico consumible |
| Falcon Pipetas serológicas de poliestireno desechables de 10 ml, 200/caja | 13-675-20 | FisherScientific | Pipetas |
| serológicas de poliestireno desechables de poliestireno de plástico Falcon, 1000/caja | 13-675-15B | FisherScientific | Pipetas |
| serológicas de poliestireno desechables de plástico Falcon, 200/caja | 13-675-30 | FisherScientific | Plástico consumible |
| Falcon Poliestireno desechable Pipetas serológicas de 5 ml, 200/caja | 13-675-22 | FisherScientific | Plástico consumible |
| Falcon Platos de cultivo de tejidos estándar | 08-772B | FisherScientific | Plástico consumible |
| Suero fetal bovino-Premium, 500 ml | S11150 | Atlanta Biologicals | Reactivo |
| de cultivo celularPortaobjetos de microscopio de vidrio liso Fisherbrand Economy | 12-550-A3 | FisherScientific | Inmovilización de mosquitos |
| FU1 Alimentador | FU1-0 | Hemotek Ltd | Equipos de insectario; unidades |
| de alimentación Gibco DPBS con Calcio y Magnesio, 10 botellas de 500 ml 140-040-182 | FisherScientific | Reactivo de cultivo celular | |
| Gibco Fungizone, Anfotericina B, 250μ g/mL, 50mL/Frasco | 15-290-026 | Fisher Scientific | Reactivo de cultivo celular |
| Gibco Penicilina-estreptomicina (10,000 U/mL), 100 mL/Frasco, 20 Frascos/Caja | 15-140-163 | FisherScientific | Reactivo de cultivo celular |
| Gibco, tripsina-EDTA (.25%), rojo de fenol, 20 botellas de 100 ml | 25-200-114 | FisherScientific | Reactivo de cultivo celular |
| Gibcom DMEM, alto contenido de glucosa, 10 botellas de | 500 ml11-965-118 | FisherScientific | Reactivo de cultivo celular |
| Sangre humana, género no especificado, Na-Citrato, 1 unidad | 7203706 | Lampire | Preparación de harina de sangre |
| Aspirador InsectaVac | 2809B | Bioquip | Equipo de insectario |
| Metanol, certificado ACS, Fisher Chemicals, Botella de vidrio ámbar, 4L, 4/caja | A412-4 | Fijador | |
| FisherScientificMetilcelulosa, viscosidad: 3.500-5.600 cP, 2 % en agua (20 ° C), 250 g/botella | M0512-250 g | MilliporeSigma | Reactivo de cultivo celular |
| Micro-chem Plus Detergente desinfectante | C849T34 | Thomas Scientific | Descontaminación; dilución de trabajo de amonio cuaternario dual |
| Aceite mineral, biorreactivo, para biología molecular | M5904-5X5ML | MilliporeSigma | Inmovilización de mosquitos |
| Juntas tóricas | OR37-25 | Hemotek Ltd | Equipo de insectario |
| Tapones de plástico | PP5-250 | Hemotek Ltd | Equipo de insectario |
| PS6 Unidad de potencia (110-120V) | PS6120 | Hemotek Ltd | Equipo de insectario; fuente de alimentación |
| Pinzas Rubis, Cuchillas desplazadas, puntos superfinos | 4525 | Bioquip | Equipo de insectario |
| Sarstedt Inc, 2mL Tapón de rosca Microtubo, Fondo Cónico, Tapa de junta tórica, Estéril, 1000/Caja | 50-809-242 | FisherScientific | Plástico consumible |
| Sacarosa, BioUltra, para biología molecular | 84097-250G | MilliporeSigma | Reactivo |
| ThermoScientific, ART Barrier Low Retention 1000μ L Puntas de pipeta, 100 puntas/gradilla, 8 gradillas/paquete, 4 paquetes/caja | 21-402-487 | FisherScientific | Consumible de plástico |
| ThermoScientific, barrera ART de baja retención 200μ L Puntas de pipeta, 96 puntas/gradilla, 10 gradillas/paquete, 5 paquetes/caja | 21-402-486 | FisherScientific | Consumible de plástico |
| ThermoScientific, ART Barrier Low Retention 20μ L Puntas de pipeta, 96 puntas/gradilla, 10 gradillas/paquete, 5 paquetes/caja | 21-402-484 | FisherScientific | Consumible de plástico |
| ThermoScientific, barrera ART de baja retención, alcance extendido 10μ L Puntas de pipeta, 96 puntas/gradilla, 10 gradillas/paquete, 5 paquetes/caja | 21-402-482 | FisherScientific | Tissue consumible de |
| plásticoLyser II | 85300 | QIAGEN | Homogeneization |
| TrueBlue Peroxidasa Substrate Kit, 200mL | 5510-0030 | Seracare | Solución de desarrollo para el ensayo de formación de foco |
| Vero | CCL-81 | Colección | de cultivos tipo americanoLínea celular de mamífero para amplificar virus y realizar ensayos infecciosos |
| Vero C1008 [Vero 76, clon E6, Vero E6] | CRL-1586 | American Type Culture Collection Línea | celular de mamíferos para amplificar virus y realizar ensayos infecciosos |
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este artículo de JoVE
Solicitar permiso