<i>Galleria mellonella</i> as an Antimicrobial Screening Model

Thomas E. Barton; Liberty Duignan; Aras Kadioglu; Joanne L. Fothergill; Daniel R. Neill

doi:10.3791/67210

Galleria mellonella comme modèle de dépistage antimicrobien

JoVE Journal
Biology

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JoVE Journal Biology

Galleria mellonella as an Antimicrobial Screening Model

Galleria mellonella comme modèle de dépistage antimicrobien

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October 11, 2024

DOI: 10.3791/67210-v

Thomas E. Barton¹, Liberty Duignan², Aras Kadioglu², Joanne L. Fothergill², Daniel R. Neill¹

¹Division of Molecular Microbiology, School of Life Sciences,University of Dundee, ²Department of Clinical Infection, Microbiology and Immunology,University of Liverpool

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Overview

This study aims to optimize Galleria mellonella infection models for preclinical antimicrobial assessments. By standardizing the framework, the researchers seek to enhance the reliability of these models and reduce the chance of ineffective compounds entering clinical trials.

Key Study Components

Research Area

Preclinical antimicrobial development
Infection modeling
Chronic respiratory infections

Background

Importance of studying bacterial responses in human airways
Challenges posed by cystic fibrosis on bacterial virulence and resistance
Complexities in current preclinical drug screens for chronic lung infections

Methods Used

Galleria mellonella larvae infection models
Use of air-liquid interface cell cultures
High-throughput transcriptomic analysis

Main Results

Standardized protocols for infection and treatment
Varied effective dosages of tobramycin based on bacterial strains
Significant survival rates observed post-treatment with proper timing

Conclusions

The study demonstrates the potential of G. mellonella models in optimizing preclinical antimicrobial assessments.
This approach could significantly impact the development of new treatments for chronic respiratory infections.

Frequently Asked Questions

What is the significance of using Galleria mellonella for infection modeling?

Galleria mellonella serves as a cost-effective and ethical alternative to mammalian models, allowing researchers to study bacterial infections in a controlled environment.

How does this study address the limitations of current preclinical models?

It provides a standardized framework that tailors infection models more closely to human airway conditions, improving the relevance of findings.

What impact could this research have on chronic respiratory disease treatment?

By refining preclinical assessments, it aims to accelerate the discovery and development of effective antimicrobial agents for chronic respiratory conditions.

What was observed regarding tobramycin effectiveness?

The effectiveness varied by bacterial strain, with specific dosages yielding significant survival rates for infected larvae.

Why is it important to monitor larval survival post-infection?

Monitoring survival helps evaluate the efficacy of antimicrobial treatments and understand their potential pharmacodynamics.

How does cystic fibrosis complicate bacterial infection treatment?

Cystic fibrosis alters bacterial behavior and resistance, necessitating specialized models for effective antimicrobial testing.

Cette étude présente un cadre normalisé pour l’optimisation des modèles d’infection à G. mellonella en vue de leur utilisation dans l’évaluation préclinique des antimicrobiens. L’application d’un modèle de G. mellonella dans le cadre d’un pipeline de développement préclinique d’antimicrobiens pourrait réduire le nombre de composés inefficaces progressant vers les essais cliniques.

Notre laboratoire cherche à comprendre comment les bactéries détectent et réagissent à l’environnement dans les voies respiratoires humaines. Nous caractérisons l’environnement des voies respiratoires et utilisons les informations obtenues dans la conception de nouveaux modèles pour l’étude de la physiologie bactérienne lors d’une infection des voies respiratoires et dans l’identification de nouveaux agents antimicrobiens. Les thérapies par modulateur de CFTR ont considérablement amélioré la fonction pulmonaire et la qualité de vie des personnes atteintes de fibrose kystique.

Cette amélioration peut entraîner des changements dans l’expression bactérienne et les facteurs impliqués à la fois dans la virulence et la résistance aux antimicrobiens, ce qui peut poser des défis dans l’adaptation des modèles d’infection précliniques actuels. Le développement de modèles de culture cellulaire robustes a été accéléré grâce à l’utilisation de cultures de cellules épithéliales à interface air-liquide, qui étaient disponibles à la fois dans les variantes de la fibrose kystique et des variantes non fibro-kystiques. Dans le même temps, l’utilisation d’approches à haut débit comme la transcriptomique pour comprendre la physiologie bactérienne dans des conditions liées à l’infection nous a aidés à comprendre si les modèles récapitulent les scénarios d’infection.

La mise au point de nouveaux agents antimicrobiens pour traiter les infections respiratoires chroniques est un défi. La plupart des processus précliniques de dépistage de médicaments ne tiennent pas pleinement compte des défis uniques liés au traitement des infections dans l’environnement complexe et difficile d’accès du poumon infecté de manière chronique. Nous travaillons avec un réseau de collaborateurs pour tenter de normaliser un cadre préclinique pour le développement de nouveaux agents antimicrobiens pour le traitement des infections respiratoires chroniques.

Notre objectif est d’utiliser les modèles générés pour accélérer la découverte de médicaments et pour mieux comprendre la pathogenèse microbienne dans un environnement des voies respiratoires.