Name: Drosophila melanogaster Protocolo de inyección de larvas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-10-19T14:45:00.000+00:00
Duration: 3 min 16 s
Description: Aprenda la técnica de microinyección en larvas de Drosophila melanogaster para estudios inmunológicos y moleculares. Este método eficiente permite la entrega uniforme de sustancias con resultados consistentes y confiables.

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Agradecemos a los miembros del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad George Washington (GWU) por la lectura crítica del manuscrito. GT fue apoyado a través de una beca de verano Harlan de GWU. Todas las figuras gráficas se hicieron utilizando BioRender.

1. Cría de moscas
NOTA: El ciclo de vida de D. melanogaster se divide en cuatro etapas: embrión, larva, pupa y adulto. El tiempo de generación con condiciones óptimas de cría en el laboratorio (~ 25 ° C, 60% de humedad y suficiente comida) es de aproximadamente 10 días desde el óvulo fertilizado hasta el adulto eclosionado. Las hembras ponen ~ 100 embriones por día, y la embriogénesis dura aproximadamente 24 h22. Las larvas se someten a tres etapas de desarrollo (instars; L1-L3) en ~4 días (L1 y L2: 24 h, y L3: 48 h). Las primeras larvas de instar comienzan a alimentarse inmediatamente en la superficie del medio. Las larvas del segundo instar excavan en el medio, mientras que las larvas del tercer instar abandonan el medio y deambulan por las paredes del vial, buscando un lugar para pupar durante 24-48 h. La línea D. melanogaster utilizada para este protocolo es Oregon R (FBsn0000276).
<ol><li>Agregue los alimentos secos que contengan una dieta a base de harina de maíz y soja a un vial estrecho de poliestireno (25 mm x 95 mm) para aumentar un volumen de 1/5 a 2/5. Luego agregue 9 ml de agua y deje que el vial repose durante 1 minuto hasta que la dieta esté completamente hidratada.</li>
	<li>Agregue aproximadamente 10 gránulos de levadura de panadería seca al vial y coloque una mezcla de al menos 20 moscas adultas macho y hembra recién emergidas.</li>
	<li>Incubar el vial a 25 °C sobre una luz de 12:12 h: ciclo fotoperiódico oscuro.</li>
	<li>Para garantizar la progresión del ciclo de vida, revise los viales de mosca diariamente y registre las etapas iniciales de desarrollo.</li>
</ol>2. Selección de larvas para la infección
<ol><li>Seleccione las larvas con un pincel fino (el pelo de camello es el mejor) una vez que alcancen la tercera etapa errante en el día en que se llevará a cabo la infección (Figura 1).</li>
	<li>Lavar las larvas seleccionadas con la solución de Ringer (100 mM NaCl, 1,8 mM KCl, 2 mM CaCl2, 1 mM MgCl2, 5 mM HEPES pH 6,9) en una pequeña placa de Petri (60 mm x 15 mm) al retirarlas de su vial original23.</li>
	<li>Coloque las larvas en papel de filtro (150 mm de diámetro) que esté ligeramente humedecido con alrededor de 5 ml de solución de Ringer en una placa de Petri (100 mm x 15 mm) (Figura 2A).</li>
	<li>Agregue ~ 1 ml de solución de Ringer diariamente al papel de filtro según sea necesario para evitar la sequedad y la desecación larvaria.</li>
</ol>3. Preparación bacteriana
<ol><li>Cultivo de la bacteria P. asymbiotica en medios de agar Luria Bertani (LB) a 28 °C durante 48 h.</li>
	<li>Utilice un gabinete de nivel 2 de bioseguridad para transferir una sola colonia de P. asymbiotica para inocular un cultivo líquido en 10 ml de lb medios.</li>
	<li>Incubar el cultivo líquido de P. asymbiotica durante la noche a 28 °C en un agitador rotativo a 220 rpm.</li>
	<li>Cultiva la bacteria E. coli de manera similar, pero lleva a cabo el crecimiento inicial en medios de agar e incubación de cultivo líquido a 37 °C durante la noche.</li>
	<li>Centrifugar cada cultivo bacteriano durante la noche durante 3 min a 13.000 x g y 4 °C.</li>
	<li>Deseche el sobrenadante y lave los gránulos bacterianos resultantes tres veces con 10 ml de PBS estéril.</li>
	<li>Centrifugar los pellets de nuevo durante 3 min a 13.000 x g y 4 °C.</li>
	<li>Diluir cada pellet con PBS estéril para ajustar las concentraciones bacterianas a la densidad óptica (600 nm) de 0,25 para P. asimbiótica y 0,015 para E. coli, que corresponden a 100-300 unidades formadoras de colonias por larva de cada preparación bacteriana, utilizando un espectrofotómetro.</li>
</ol>4. Preparación del inyector
<ol><li>Prepare los capilares utilizando tubos capilares de vidrio de 3.5 "y un extractor de micropipetas. Ajuste el instrumento de la siguiente manera: calor: 580; tirón: 143; velocidad: 25; retraso: 1; presión: 500.</li>
	<li>Use pinzas de punto medio dentadas rectas para abrir el capilar de vidrio en el grado que permita la entrega de los tratamientos experimentales mientras causa un daño mínimo a las larvas (Figura 2B). Para optimizar este procedimiento mientras se practican las inyecciones, use la solución de Trypan Blue (diluya el stock 0.4% con PBS a 0.2%) para rastrear fácilmente las fugas durante la inyección y la supervivencia de las larvas azules.</li>
	<li>Llene el capilar con aceite mineral con una jeringa plástica desechable de 20 ml con una aguja hipodérmica (22 G, 25 mm de longitud).</li>
	<li>Configure el inyector de nanolitros y expulse el aceite fuera del capilar (Figura 2C).</li>
	<li>Llene el capilar con la preparación bacteriana deseada para inyección. Tome la solución de una gota (~ 20 μL) que se coloca en la película para. En este protocolo, se inyectaron 50,2 nL de dos reservas bacterianas.</li>
</ol>5. Inyección de larvas
<ol><li>Anestesiar las larvas de D. melanogaster usando dióxido de carbono durante ~ 2 minutos antes del procedimiento.</li>
	<li>Transfiera suavemente las larvas anestesiadas a un papel de filtro humedecido en la solución de Ringer en preparación para la inyección bajo un estereomicroscopio. Las larvas estarán letárgicas o pasivas en este punto.</li>
	<li>Para inyectar larvas, aplique una presión firme en el lado dorsal del extremo posterior (los espiráculos traqueales son evidentes en el extremo posterior frente a las piezas bucales negras en el extremo anterior) usando fórceps (Figura 2D).</li>
	<li>Inserte la aguja horizontalmente hacia el extremo posterior de las larvas, cerca de la cutícula. Una inyección exitosa no resultará en una fuga de la solución inyectada de las larvas (Figura 3).</li>
	<li>Retire los fórceps que se utilizaron para aplicar presión sobre la cola de las larvas antes de retirar la aguja. Si no se retiran primero, los fórceps pueden forzar la hemolinfa y / o el intestino fuera de las larvas del sitio de la herida.</li>
	<li>Infectar el número apropiado de larvas para el estudio que se está realizando. En este protocolo en particular, se inyectaron 20 larvas para cada condición experimental.</li>
	<li>Usando fórceps, transfiera suavemente las larvas inyectadas a un papel de filtro húmedo separado en una placa de Petri (10 larvas por plato) o un vial de alimentos (dependiendo del propósito del experimento) para permitir la recuperación.</li>
	<li>Coloque las placas de Petri o los viales de alimentos en una incubadora a 25 °C. Si las larvas se mantienen en una placa de Petri, agregue la solución de Ringer según sea necesario para evitar la desecación.</li>
</ol>6. Registro de la supervivencia/mortalidad
<ol><li>Registre el número de larvas de D. melanogaster muertas y vivas de acuerdo con los puntos de tiempo experimentales establecidos. Las larvas vivas continuarán desarrollándose en pupas y adultos.</li>
	<li>Utilice programas estadísticos, como Prism, para ingresar los datos brutos de supervivencia / mortalidad, analizarlos con la prueba log-rank (Mantel-Cox) y representar los resultados en cifras.</li>
</ol>

<ol><li>Takehana, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overexpression+of+a+pattern-recognition+receptor%2C+peptidoglycan-recognition+protein-LE%2C+activates+imd%2Frelish-mediated+antibacterial+defense+and+the+prophenoloxidase+cascade+in+Drosophila+larvae%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Overexpression of a pattern-recognition receptor, peptidoglycan-recognition protein-LE, activates imd/relish-mediated antibacterial defense and the prophenoloxidase cascade in Drosophila larvae.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (21), 13705-13710 (2002).</li>
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<li>Kenney, E., Hawdon, J. M., O'Halloran, D. M., Eleftherianos, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secreted+virulence+factors+from+Heterorhabditis+bacteriophora+highlight+its+utility+as+a+model+parasite+among+Clade+V+nematodes%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+for+Parasitology%22%5BJournal%5D)">Secreted virulence factors from Heterorhabditis bacteriophora highlight its utility as a model parasite among Clade V nematodes.</a> International Journal for Parasitology. 51 (5), 321-325 (2021).</li>
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<li>Tomoyasu, Y., Denell, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Larval+RNAi+in+Tribolium+%28Coleoptera%29+for+analyzing+adult+development%5BTitle%5D)+AND+%22Development+Genes+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">Larval RNAi in Tribolium (Coleoptera) for analyzing adult development.</a> Development Genes and Evolution. 214 (11), 575-578 (2004).</li>
</ol>

Los autores no declaran intereses contrapuestos.

Drosophila melanogaster es uno de los modelos manipulados experimentalmente más valiosos utilizados para las investigaciones de la inmunidad innata y la patogénesis de diversas infecciones microbianas. Esto se debe a su ciclo de vida simple y rápido, mantenimiento simple en un laboratorio, genética evolutiva bien establecida y diversa caja de herramientas genéticas. Los métodos anteriores de inyecciones de larvas de D. melanogaster, como el uso de un dispositivo microfluídico híbrido o un micromanipulad...

Drosophila melanogaster ha sido inmensamente utilizado en la investigación biológica y biomédica durante varias décadas, ya que la sofisticada gama de herramientas genéticas y moleculares han evolucionado constantemente para el análisis de una amplia gama de estudios1,2,3,4. Los aspectos evolutivamente conservados del desarrollo, la homeostasis y la inmunidad innata en D. melanogaster lo han convertido en un valioso organismo modelo para el estudio de diversas enfermedades humanas e insectos5,6. En particular, el papel fundamental del modelo de D. melanogaster para estudiar la inmunidad se ha ejemplificado en gran medida en estudios de moscas adultas. Sin embargo, los estudios de larvas de D. melanogaster también han contribuido al conocimiento actual y han explorado principalmente las respuestas inmunes celulares, específicamente para las infecciones por avispas y nematodos que ocurren a través de la cutícula de insectos7,8,9,10. Las larvas de Drosophila melanogaster poseen tres tipos diferentes de células sanguíneas, llamadas colectivamente hemocitos: plasmatocitos, células cristalinas y lamelocitos11,12,13. Estas células pueden montar una serie de respuestas inmunes cuando las larvas de D. melanogaster están infectadas con patógenos como bacterias, hongos, virus y parásitos14,15,16. Las respuestas inmunes celulares incluyen envolvimiento directo (fagocitosis) de moléculas pequeñas o bacterias, melanización, encapsulación de patógenos más grandes como los huevos parasitoides y producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y sintasas de óxido nítrico (NOS)17,18,19.
En contraste, se han publicado menos estudios sobre el uso del modelo larvario de D. melanogaster para analizar las respuestas inmunes humorales. Esto se debe principalmente a la aplicación de ensayos de alimentación para la infección oral de larvas de D. melanogaster y a varios desafíos asociados con las larvas de microinyección, incluido el manejo preciso de las larvas y el uso adecuado de la microaguja, especialmente durante la penetración20,21. Por lo tanto, el conocimiento limitado de la infección larvaria y las dificultades técnicas (es decir, la alta mortalidad) han hecho que el modelo larvario de D. melanogaster sea difícil de usar. Un modelo larvario tendrá el potencial de identificar nuevos mecanismos moleculares que proporcionarán más información sobre las interacciones huésped-patógeno y la inducción de respuestas inmunes innatas específicas del huésped contra infecciones patógenas.
Aquí se describe en detalle un protocolo simple y eficiente que se puede usar para inyectar larvas de D. melanogaster con varios patógenos, como bacterias. En particular, las larvas de D. melanogaster se utilizan para inyecciones con el patógeno humano Photorhabdus asymbiotica y la bacteria no patógena Escherichia coli. Este método se puede utilizar para la manipulación y el análisis de las respuestas inmunes de D. melanogaster a diversas infecciones microbianas.

<table><tbody><tr><td>Fly Food B (Receta de Bloomington)</td><td>LabExpress</td><td>7001-NV</td><td>Food B, en viales estrechos, 100 viales/bandeja</td></tr><tr><td>100 x 15, Placas de Petri mono totalmente apilables</td><td>VWR</td><td>25384-342</td><td>Diámetro 100 x 15 mm</td></tr><tr><td>60 x 15, Placas de Petri mono totalmente apilables</td><td>VWR</td><td>25384-092</td><td>Diámetro 60 x 15 mm</td></tr><tr><td>Capilares de vidrio</td><td>VWR</td><td>53440-186</td><td></td></tr><tr><td>Papel de filtro cualitativo de grado 1 de grado estándar, círculo</td><td>VWR</td><td>28450-150</td><td>Diámetro 150 mm</td></tr><tr><td>Cultivo de laboratorio Clase II Tipo A2 Cabina de seguridad de bioseguridad</td><td>ESCO</td><td>LA2-4A2-E</td><td></td></tr><tr><td>LB Agar</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1425-500</td><td>LB agar miller en polvo 500 g</td></tr><tr><td>LB Caldo</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1426-500</td><td>LB caldo miller en polvo 500 g</td></tr><tr><td>Aceite</td> <td>mineralAlfa Aesar, Thermo Fisher Scientific</td><td>31911-A1</td><td></td></tr><tr><td>NanoDrop 2000/2000C Espectrofotómetro</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>ND-2000C</td><td></td></tr><tr><td>Nanoject III Inyector de nanolitros programable</td><td>Drummond</td><td>3-000-207</td><td></td></tr><tr><td>Viales estrechos de Drosophila, poliestireno</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-109</td><td></td></tr><tr><td>Agujas, hipodérmicas</td><td>VWR</td><td>89219-316</td><td>22 g, </td></tr><tr><td>Extractor de micropipetas de última generación</td> de 25 mm <td>World Precision Instruments</td><td>SU-P1000</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>VWR</td><td>97062-732</td><td>Buffer PBS tabletas de grado biotecnológico 200tab</td></tr><tr><td>Prisma</td><td>GraphPad</td><td>versión 8</td><td></td></tr><tr><td>Jeringas - plástico, desechables</td><td>VWR</td><td>76124-652</td><td>20 mL</td></tr><tr><td>Trypan Blue</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8154</td><td></td></tr></tbody></table>

drosophila melanogaster protocolo de inyección de larvas

Drosophila melanogaster Larva Injection Protocol

El uso de modelos no convencionales para estudiar la inmunidad innata y la virulencia de los patógenos proporciona una alternativa valiosa a los modelos de mamíferos, que puede ser costosa y plantear problemas éticos. Los modelos no convencionales son notoriamente baratos, fáciles de manejar y cultivar, y no ocupan mucho espacio. Son genéticamente susceptibles y poseen secuencias completas del genoma, y su uso no presenta consideraciones éticas. La mosca de la fruta Drosophila melanogaster, por ejemplo, ha proporcionado grandes conocimientos sobre una variedad de investigaciones sobre el comportamiento, el desarrollo, el metabolismo y la inmunidad. Más específicamente, las moscas y larvas adultas de D. melanogaster poseen varias reacciones de defensa innatas que se comparten con los animales vertebrados. Los mecanismos que regulan las respuestas inmunes se han revelado principalmente a través de estudios genéticos y moleculares en el modelo de D. melanogaster . Aquí se proporciona una nueva técnica de inyección larvaria, que promoverá aún más las investigaciones de los procesos inmunes innatos en larvas de D. melanogaster y explorará la patogénesis de una amplia gama de infecciones microbianas.

Cuando se realizan correctamente, las inyecciones de larvas de D. melanogaster muestran un efecto específico de la bacteria. Los datos de supervivencia se recogieron en varios puntos temporales tras las infecciones por P. asymbiotica (cepa ATCC43943), E. coli (cepa K12) y PBS (Figura 4). Mientras que las larvas de D. melanogaster son susceptibles a P. asymbiotica, que compromete la supervivencia rápidamente, las larvas inyectadas con controles...

Las moscas adultas de Drosophila melanogaster se han utilizado ampliamente como organismos modelo para investigar los mecanismos moleculares subyacentes a las respuestas inmunes innatas antimicrobianas del huésped y las estrategias de infección microbiana. Para promover la etapa de larva de D. melanogaster como un sistema modelo adicional o alternativo, se describe una técnica de inyección larvaria.

Drosophila melanogaster Protocolo de inyección de larvas

The use of unconventional models to study innate immunity and pathogen virulence provides a valuable alternative to mammalian models, which can be costly ...

Este protocolo aborda las dificultades y desafíos con la larva microinyectante al describir un método preciso que permitirá el uso de la larva Drosophila melanogaster como modelo para diversos estudios inmunológicos y moleculares. Esta es una técnica de inyección simple que presenta un método eficiente, rentable y rápido para administrar repetidamente una variedad de sustancias de manera uniforme, lo que permite resultados consistentes y confiables. Comience seleccionando las larvas de la tercera etapa instar y lavándolas con la solución de Ringer en una pequeña placa de Petri.Coloque un papel de filtro en una placa de Petri y humedézcalo con 5 ml de solución de Ringer. Luego coloque las larvas en el papel de filtro. Prepare los capilares utilizando tubos capilares de vidrio de 3.5 "en un extractor de micropipetas.Abra el capilar de vidrio con la ayuda de pinzas de punto medio dentadas rectas. Llene el capilar abierto con aceite mineral con una jeringa desechable de plástico. Luego, expulse el aceite fuera del tubo capilar con un inyector de nanolitros.Llene el capilar con la preparación bacteriana deseada para inyección. Transfiera las larvas anestesiadas a un papel de filtro hume

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Research

Investigación

JoVE Journal

Immunology and Infection

Inmunología e Infección

Este protocolo describe el uso de la microinyección y la imagen de alta resolución en...

Técnicas de microinyección para el estudio de la mitosis en el Drosophila melanogaster Embrión sincitial

ARN de interferencia se ha demostrado muy eficaz para analizar la función del gen...

RNAi interferencia por inyección de dsRNA en Drosophila Los embriones

Señalización de la insulina conserva las vías se encuentran en la mosca de la...

Inyección de insulina y extracción hemolinfa para medir la sensibilidad a la insulina en adultos Drosophila melanogaster</em

Para comprender un enlace entre la respuesta inmunitaria y el comportamiento, se describe un método para medir el comportamiento locomotor...

Medición cuantitativa de la respuesta inmune y del sueño en<em&gt; Drosophila</em

Este video describe cómo realizar una inyección de moscas adultas vivas e incluye un protocolo de ejemplo en el que se inyectan partículas marcadas y azul de tripano en el abdomen de las moscas para analizar la fagocitosis.

Inyección de moscas Drosophila adultas: un método de administración de compuestos o etiquetas

Este video describe cómo realizar microinyecciones que administran reactivos en embriones vivos de Drosophila. Los investigadores pueden utilizar este método para introducir compuestos exógenos como ácidos nucleicos y proteínas durante las primeras etapas del desarrollo embrionario. El protocolo presentado demuestra cómo configurar y realizar el procedimiento para la inyección de cualquier reactivo soluble, en este caso, una proteína fluorescente para experimentos de imágenes en vivo.

Microinyección de embriones vivos de Drosophila: entrega temprana de reactivos al embrión en desarrollo

Drosophila melanogaster es un organismo modelo excepcional para estudiar el sistema inmune innato y las consecuencias fisiológicas de la infección y la enfermedad. Este protocolo describe cómo administrar infecciones bacterianas robustas y cuantitativamente repetibles a D. melanogaster, y cómo medir posteriormente la gravedad de la infección y cuantificar la respuesta inmunitaria del huésped.

La infección bacteriana sistémica y Defensa Inmune fenotipos en<em&gt; Drosophila melanogaster</em

La mosca mediterránea de la fruta (mosca del mediterráneo) Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae) es una plaga mundial de la agricultura. Una comprensión más profunda de su biología es clave para controlar las poblaciones de moscamed y, por lo tanto, reducir el impacto económico. La microinyección embrionaria es una herramienta fundamental que permite tanto la transformación de la línea germinal como los estudios de genética inversa en esta especie.

Entrega de ácidos nucleicos mediante microinyección de embriones en el Mundial de la Agricultura de plagas de insectos,<em&gt; Ceratitis capitata</em

Se describe un protocolo para la disección, la fijación y la inmunotinción de órganos androgénica en Drosophila larvas y adultos hembras para estudiar la biosíntesis de hormonas esteroideas y su mecanismo de regulación. Además de los órganos androgénica, visualizamos la inervación de los órganos androgénica, así como células diana androgénica, tales como las células madre de línea germinal.

Protocolos para la visualización androgénica, órganos y sus órganos interactivos con inmunotinción en la mosca de la fruta<em&gt; Drosophila melanogaster</em

La integridad de la barrera hematoencefálica es fundamental para la función del sistema nervioso. En Drosophila melanogaster, la barrera hematoencefálica se forma por células gliales durante la embriogénesis tardía. Este protocolo describe los métodos para el ensayo para la formación y el mantenimiento de barreras hematoencefálicas en embriones D. melanogaster y larvas de tercera estrella.

Ensayo para la integridad de la barrera hematoencefálica en Drosophila melanogaster

Este artículo toma como ejemplo la transgénesis mediada por la integrasa phiC31 en Drosophila y presenta un protocolo optimizado para la microinyección de embriones, un paso crucial para la creación de moscas transgénicas.

Microinyección embrionaria para la transgénesis en Drosophila

Aprenda la técnica de microinyección en larvas de Drosophila melanogaster para estudios inmunológicos y moleculares. Este método eficiente permite la entrega uniforme de sustancias con resultados consistentes y confiables.

Drosophila melanogaster Protocolo de inyección de larvas

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