Le protocole présenté peut déterminer la compétence vectorielle des populations de moustiques Aedes aegypti pour un virus donné, tel que Zika, dans un contexte de confinement.
Article de méthode
Le protocole présenté peut déterminer la compétence vectorielle des populations de moustiques Aedes aegypti pour un virus donné, tel que Zika, dans un contexte de confinement.
Les procédures présentées décrivent une méthodologie généralisée pour infecter les moustiques Aedes aegypti avec le virus Zika dans des conditions de laboratoire afin de déterminer le taux d’infection, d’infection disséminée et de transmission potentielle du virus dans la population de moustiques en question. Ces procédures sont largement utilisées avec diverses modifications dans les évaluations des compétences vectorielles à l’échelle mondiale. Ils sont importants pour déterminer le rôle potentiel qu’un moustique donné (c.-à-d. espèce, population, individu) peut jouer dans la transmission d’un agent donné.
La compétence vectorielle est définie comme la capacité au niveau de l’espèce, de la population, et même d’un individu, d’un arthropode donné tel qu’un moustique, une tique ou une phlébotomine, d’acquérir et de transmettre biologiquement un agent avec réplication ou développement chez l’arthropode1,2. En ce qui concerne les moustiques et les virus transmis par les arthropodes (c.-à-d. les arbovirus), l’agent est absorbé d’un hôte virémique par un moustique femelle. Après l’ingestion, le virus doit infecter de manière productive l’une des petites populations de cellules épithéliales de l’intestin moyen3,en surmontant divers obstacles physiologiques tels que la dégradation protéolytique par les enzymes digestives, la présence du microbiote (barrière d’infection de l’intestin moyen, ou MIB) et la matrice péritrophique sécrétée. L’infection de l’épithélium de l’intestin moyen doit être suivie d’une réplication du virus et d’une éventuelle fuite de l’intestin moyen dans le système circulatoire ouvert du moustique, ou hémolymphe, qui représente l’apparition d’une infection disséminée surmontant la barrière d’échappement de l’intestin moyen (MEB). À ce stade, le virus peut établir des infections de tissus secondaires (par exemple, les nerfs, les muscles et les corps gras) et continuer à se répliquer, bien qu’une telle réplication secondaire puisse ne pas être strictement nécessaire pour que le virus infecte les cellules acineuses des glandes salivaires (en surmontant la barrière d’infection des glandes salivaires). La sortie des cellules acineuses des glandes salivaires dans leurs cavités apicales, puis le mouvement dans le canal salivaire permettent l’inoculation du virus dans les hôtes ultérieurs lors de la morsure et complètent le cycle de transmission1,2,4,5,6,7.
Compte tenu de ce mécanisme de propagation bien caractérisé et généralement conservé au sein d’un moustique vecteur, les évaluations des compétences des vecteurs de laboratoire sont souvent méthodologiquement similaires, bien qu’il existe des différences dans les protocoles1,2. Généralement, après une exposition au virus oral, les moustiques sont disséqués de sorte que les tissus individuels tels que l’intestin moyen, les jambes, les ovaires ou les glandes salivaires peuvent être testés pour l’infection virale, l’infection disséminée, l’infection disséminée / transmission transovarienne potentielle et l’infection disséminée / la compétence de transmission potentielle, respectivement8. La simple présence d’un virus dans les glandes salivaires, cependant, n’est pas une preuve définitive de la capacité de transmission, étant donné la preuve d’une barrière d’échappement/ sortie des glandes salivaires (SGEB) dans certaines combinaisons vecteur/virus1,2,4,5,7,9. La méthode standard pour prouver la compétence de transmission reste la transmission par les moustiques à un animal sensible10,11,12. Cependant, étant donné que pour de nombreux arbovirus, cela nécessite l’utilisation de modèles murins immunodéprimés13,14,15,16, cette méthode est souvent prohibitive. Une alternative couramment utilisée est la collecte de la salive du moustique, qui peut être analysée par réaction en chaîne par transcription inverse-polymérase (RT-PCR) ou un test infectieux pour démontrer la présence du génome viral ou de particules infectieuses, respectivement. Il convient de noter que de telles méthodes de collecte de salive in vitro peuvent surestimer12 ou sous-estimer17 la quantité de virus déposée lors de l’alimentation in vivo, ce qui indique que ces données doivent être interprétées avec prudence. Néanmoins, la méthode in vitro est très précieuse lorsqu’elle est analysée du point de vue de la simple présence de virus dans la salive, indiquant un potentiel de transmission.
Deux approches majeures existent pour déterminer le rôle des moustiques vecteurs dans les épidémies de maladies arbovirales. La première méthode implique une surveillance sur le terrain, dans laquelle les moustiques sont collectés dans le cadre de la transmission active18,19,20,21,22,23,24. Cependant, étant donné que les taux d’infection sont généralement assez faibles (p. ex., le taux d’infection estimé à 0,061 % des moustiques dans les zones de circulation active du virus Zika (ZIKV) aux États-Unis21), l’incrimination des espèces vecteurs potentielles peut être fortement biaisée par la méthode de piégeage25,26 et le hasard aléatoire (p. ex., échantillonnage d’une personne infectée sur 1 600 non infectées)21 . Compte tenu de cela, une étude donnée peut ne pas acquérir suffisamment de moustiques en nombre brut ou en diversité d’espèces pour échantillonner avec précision les moustiques impliqués dans la transmission. En revanche, les analyses de compétence vectorielle sont effectuées en laboratoire, ce qui permet un contrôle strict de paramètres tels que la dose orale. Bien qu’elles ne soient pas entièrement capables de représenter la véritable complexité de l’infection par les moustiques et de la capacité de transmission sur le terrain, ces évaluations en laboratoire demeurent des outils puissants dans le domaine de l’arbovirologie.
Sur la base de diverses analyses de compétence vectorielle avec ZIKV chez plusieurs espèces, populations et méthodes de moustiques27,28,29,30,31,32, ainsi que d’un examen récent des évaluations de compétence vectorielle1, nous décrivons ici plusieurs des protocoles associés à un flux de travail de compétence vectorielle typique. Dans ces expériences, trois populations d’Ae. aegypti des Amériques (la ville de Salvador, Brésil; République dominicaine; et la basse vallée du Rio Grande, TX, États-Unis) ont été exposées à une seule souche de ZIKV (Mex 1-7, GenBank Accession: KX247632.1) à des doses de 4, 5 ou 6 log10 unités focalisantes (FFU) / mL au moyen de farines de sang artificielles. Par la suite, ils ont été analysés pour détecter des signes d’infection, d’infection disséminée et de compétence en matière de transmission après diverses périodes d’incubation extrinsèque (2, 4, 7, 10 et 14 jours) au moyen d’une dissection et d’un test infectieux basé sur la culture cellulaire. Bien que le flux de travail et les protocoles actuels soient optimisés pour le ZIKV, de nombreux éléments sont directement transposables à d’autres arbovirus transmis par les moustiques dans les niveaux de confinement et de biosécurité des arthropodes 2 et 3 (ACL/BSL2 ou ACL/BSL3).
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Toutes les procédures effectuées dans le cadre de ces protocoles ont été effectuées en pleine conformité avec les protocoles approuvés par le Comité institutionnel de biosécurité et le Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux de la branche médicale de l’Université du Texas à Galveston.
1. Amplifier le ZIKV dans les cellules Vero
2. Préparation de farines de sang artificielles
3. Contre-titrage des farines de sang/dosage de la plaque
4. Administration de farines sanguines
5. Acquisition et traitement des échantillons
6. Détection du ZIKV par essai infectieux
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Trois populations d’Ae. aegypti des Amériques (Salvador, Brésil; République dominicaine; et la vallée du Rio Grande, TX, États-Unis) ont été exposées à une souche épidémique de ZIKV des Amériques (ZIKV Mex 1-7, État du Chiapas, Mexique, 2015) sur une gamme de titres de farine de sang (4, 5 et 6 log10 FFU / mL) présentés dans une farine de sang artificielle à base d’érythrocytes humains lavés. Aux jours 2, 4, 7, 10 et 14 après l’infection, des sous-ensembles de moustiques ont été traités pour détermine...
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Les méthodes décrites ici fournissent un flux de travail généralisé pour effectuer des analyses de compétences vectorielles. En tant que cadre général, bon nombre de ces méthodologies sont conservées dans toute la littérature. Cependant, il y a une marge de manœuvre substantielle pour des modifications (examinées dans Azar et Weaver1). On sait que les virus (p. ex., lignée virale, entreposage du virus de provocation, antécédents de passage viral), l’entomologie (p. ex., colonisation en laboratoire...
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Nous remercions le personnel du Centre mondial de référence pour les virus et arbovirus émergents (WRCEVA) : Dr Robert Tesh, Hilda Guzman, Dr Kenneth Plante, Dr Jessica Plante, Dionna Scharton et Divya Mirchandani, pour leur travail inlassable dans la conservation et la fourniture de nombreuses souches virales utilisées pour nos expériences de compétence vectorielle et celles d’autres groupes. Le travail présenté a été financé par le McLaughlin Fellowship Fund (SRA) et les subventions des NIH AI120942 et AI121452.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Réservoir standard de 3 ml | R37P30 | Hemotek Ltd | Équipement d’insectarium |
| 7/32" Acier inoxydable 440 Grade C Boules | 4RJH9 | Grainger Média de broyage | |
| Acétone, qualité histologique, Fisher Chemicals, Bouteille en polyéthylène, 4L, 4/caisse | A16-P4 | FisherScientific | Fixateur |
| d’adénosine 5'-triphospate hydrat de sel disodique, microbien, Bioréactif, adapté pour la cellule culture | A6419-1G | MilliporeSigma | Réactif |
| Antigène du groupe Flavivirus Anticorps, clone D1-4G2-4-15 | MAB10216 | MilliporeSigma | Anticorps primaire pour le test de formation de foyer |
| Anticorps anti-IgG (H+L) de souris, sérum humain adsorbé et marqué à la peroxydase, 1,0 mL/bouteille | 5450-0011 | KPL/Seracare | Anticorps secondaire pour le test de formation de foyer |
| Eau de Javel | NC0427256 | FisherScientific | Décontamination |
| Corning, Fioles traitées pour culture cellulaire, 150cm2, capuchon ventilé, caisse de 50 | 10-126-34 | FisherScientific | Consommable pour culture cellulaire |
| Costar Plaques de culture cellulaire, 24 puits, 5/sac, 100/caisse, Corning | 07-200-740 | FisherScientific | Consommable pour culture cellulaire |
| Costar Plaques de culture cellulaire, 96 puits, 5/sac, 100/caisse, Corning | 07-200-91 | FisherScientific | Consommable de culture cellulaire |
| Crystal Violet | C0775-100G | MilliporeSigma | Stain |
| Eppendorf Snap Cap Microcentrifugeuse Safe-Lock 2mL Tubes, 500/caisse | 05-402-7 | FisherScientific | Consommable en plastique |
| Falcon 15mL Tubes centrigues coniques | 14-959-70C | FisherScientific | Consommable en plastique |
| Falcon 50mL Tubes centrigues coniques | 14-959-49A | Consommable en plastique | FisherScientific |
| Falcon Pipettes sérologiques sérologiques jetables en polystyrène de 10 ml, 200/caisse | 13-675-20 | Consommable en plastique | FisherScientific |
| Pipettes sérologiques jetables en polystyrène Falcon de 1 mL, 1000/caisse | 13-675-15B | Consommable | plastique |
| Pipettes sérologiques jetables en polystyrène Falcon de 25 ml, 200/caisse | 13-675-30 | FisherScientific | Consommable en plastique |
| Falcon Pipettes sérologiques sérologiques jetables en polystyrène de 5 ml, 200/caisse | 13-675-22 | FisherScientific | Consommable en plastique |
| Falcon Standard Tissue Culture Dishes | 08-772B | FisherScientific | Consommable en plastique |
| Sérum de veau fœtal-Premium, 500 mL | S11150 | Atlanta Biologicals | Réactif |
| de culture cellulaireFisherbrand Economy Lames de microscope en verre ordinaire | 12-550-A3 | FisherScientific | Immobilisation des moustiques |
| FU1 Feeder | FU1-0 | Hemotek Ltd | Insectary Equipment ; unités d’alimentation |
| Gibco DPBS avec calcium et magnésium, 10 bouteilles de 500mL | 140-040-182 | FisherScientific | Réactif de culture cellulaire |
| Gibco Fungizone, amphotéricine B, 250&mu ; g/mL, 50 ml/bouteille | 15-290-026 | Fisher Scientific | Réactif de culture cellulaire |
| Gibco Pénicilline-Streptomycine (10 000 U/mL), 100 ml/bouteille, 20 bouteilles/caisse | 15-140-163 | FisherScientific | Réactif de culture cellulaire |
| Gibco, tryptsine-EDTA (.25 %), rouge de phénol, 20 bouteilles de 100 ml | 25-200-114 | FisherScientific | Réactif de culture cellulaire |
| Gibcom DMEM, hyperglucose, 10 bouteilles | de 500 ml11-965-118 | FisherScientific | Réactif de culture cellulaire |
| Sang humain, sexe non spécifié, Na-Citrate, 1 unité | 7203706 | Lampire | Préparation de repas de sang |
| InsectaVac Aspirator | 2809B | Bioquip | Insectary |
| Equipment Méthanol, certifié ACS, Fisher Chemicals, Bouteille en verre ambré, 4L, 4/caisse | A412-4 | FisherScientific | Fixateur |
| Méthylcellulose, viscosité : 3 500-5 600 cP, 2 % dans l’eau (20 ° ; C), 250g/Bouteille | M0512-250G | MilliporeSigma | Réactif de culture cellulaire |
| Micro-chem Plus Détergent désinfectant | C849T34 | Thomas Scientific | Décontamination ; dilution de travail de l’huile minérale d’ammonium quaternaire double |
| , BioReagent, pour la biologie moléculaire | M5904-5X5ML | MilliporeSigma | Immobilisation des moustiques |
| Joints toriques | OR37-25 | Hemotek Ltd | Équipement d’insecticulture |
| Bouchons en plastique | PP5-250 | Hemotek Ltd | Équipement d’insectarium |
| PS6 Unité d’alimentation (110-120V) | PS6120 | Hemotek Ltd | Équipement d’insectarium ; source d’alimentation |
| Pinces Rubis, Lames décalées, pointes superfines | 4525 | Bioquip | Équipement d’insectarium |
| Sarstedt Inc, Microtube à bouchon à vis 2mL, fond conique, capuchon à joint torique, stérile, 1000/caisse | 50-809-242 | FisherScientific | Consommable en plastique |
| Saccharose, BioUltra, pour la biologie moléculaire | 84097-250G | MilliporeSigma | |
| Réactif ThermoScientific, ART Barrier Low Retention 1000&mu ; L Pointes de pipette, 100 pointes/Rack, 8 Racks/Pack, 4 Packs/Caisse | 21-402-487 | FisherScientific | Consommable en plastique |
| ThermoScientific, ART Barrier Low Retention 200&mu ; L Pointes de pipette, 96 pointes/Rack, 10 Racks/Paquet, 5 Packs/Caisse | 21-402-486 | FisherScientific | Consommable |
| en plastique ThermoScientific, ART Barrier Low Retention 20&mu ; L Pointes de pipette, 96 pointes/rack, 10 racks/paquet, 5 paquets/caisse | 21-402-484 | FisherScientific Consommable en plastique | |
| ThermoScientific, barrière ART à faible rétention, portée étendue 10&mu ; L Pointes de pipette, 96 pointes/Rack, 10 Racks/Paquet, 5 Paquets/Caisse | 21-402-482 | FisherScientific Consommable en plastique | |
| TissueLyser II | 85300 | QIAGEN | Homogénéisation |
| TrueBlue Peroxidase Substrate Kit, 200mL | 5510-0030 | Seracare | Solution de développement pour le test de formation de focalisation |
| Vero | CCL-81 | American Type Culture Collection | Lignée cellulaire de mammifère pour amplifier le virus et effectuer un test infectieux |
| Vero C1008 [Vero 76, clone E6, Vero E6] | CRL-1586 | Collection de culture de type américain | Lignée cellulaire de mammifère pour amplifier le virus et effectuer un test infectieux |
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