Uso della mellonella Invertebrate Galleria come modello di infezione per studiare il complesso di tubercolosi Mycobacterium

Masanori Asai; Yanwen Li; Jasmeet Singh Khara; Camilla A. Gladstone; Brian  D. Robertson; Paul R. Langford; Sandra M. Newton

doi:10.3791/59703

È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.

Articolo metodologico

Uso della mellonella Invertebrate Galleria come modello di infezione per studiare il complesso di tubercolosi Mycobacterium

11.3K visualizzazioni

⸱

DOI:

10.3791/59703

⸱

30 giugno 2019

Masanori Asai^*¹ , Yanwen Li^*¹ , Jasmeet Singh Khara¹^,² , Camilla A. Gladstone¹ , Brian D. Robertson³ , Paul R. Langford^*¹ , Sandra M. Newton^*¹

¹Section of Pediatric Infectious Diseases and Allergy, Department of Medicine, Imperial College London, ²Department of Pharmacy, National University of Singapore, ³MRC Centre for Molecular Bacteriology and Infection, Department of Medicine, Imperial College London

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Galleria mellonella è stata recentemente fondata come un modello di infezione riproducibile, economico ed eticamente accettabile per il complesso della tubercolosi Mycobacterium. Qui descriviamo e dimostriamo i passi compiuti per stabilire l'infezione di successo di G. mellonella con Mycobacterium bovis BCG lux bioluminescente.

Abstract

La tubercolosi è la principale causa globale di mortalità per malattie infettive e si ritiene che circa un quarto della popolazione mondiale sia infettata da Mycobacterium tuberculosis. Nonostante decenni di ricerca, molti dei meccanismi alla base del successo di M. tuberculosis come organismo patogeno rimangono da studiare, e lo sviluppo di farmaci antimicobatterici più sicuri e più efficaci sono urgentemente necessari per affrontare l'ascesa e diffusione della tubercolosi farmacoresistente. Tuttavia, la progressione della ricerca sulla tubercolosi è collodiata dai modelli di infezione tradizionale dei mammiferi che sono costosi, dispendiosi in termini di tempo e eticamente impegnativi. In precedenza abbiamo stabilito le larve dell'insetto Galleria mellonella (maggiore falena di cera) come un nuovo modello di infezione riproducibile, a basso costo, ad alto consumo e eticamente accettabile per i membri del complesso M. tuberculosis. Qui descriviamo la manutenzione, la preparazione e l'infezione di G. mellonella con Mycobacterium bovis BCG lux bioluminescente. Utilizzando questo modello di infezione, si può osservare la virulenza dipendente dalla dose micobatterica e una rapida lettura del carico micobatterico in vivo utilizzando le misurazioni della bioluminescenza è facilmente realizzabile e riproducibile. Sebbene esistano limitazioni, come la mancanza di un genoma completamente annotato per l'analisi trascrittomica, è possibile effettuare analisi ontologiche contro gli insetti geneticamente simili. Come modello a basso costo, rapido ed eticamente accettabile per la tubercolosi, G. mellonella può essere utilizzato come pre-schermo per determinare l'efficacia e la tossicità del farmaco e per determinare la virulenza micobatterica comparativa prima dell'uso di mammiferi convenzionali Modelli. L'uso del modello G. mellonella-mycobacteria porterà a una riduzione del numero sostanziale di animali attualmente utilizzati nella ricerca sulla tubercolosi.

Introduzione

La tubercolosi (TB) è una grave minaccia per la salute pubblica globale, con 9 milioni di nuovi casi all'anno e 1,5 milioni di decessi¹. Inoltre, si stima che un quarto della popolazione mondiale sia infettato dall'agente causale della malattia, Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Tra la popolazione infetta, il 5-10% svilupperà una malattia da TB attiva nel corso della loro vita. Inoltre, l'emergere e la diffusione di Mtb multifarmacoresistenti (MDR) e ampiamente resistenti ai farmaci (XDR) rappresenta una grave minaccia per il controllo delle malattie, con 123 paesi che riportano almeno un caso XDR¹....