Evidenziare la biologia molecolare come punto focale per la ricerca sulle zanzare

Michael B. Wells

doi:10.3791/64975

Articolo metodologico

Evidenziare la biologia molecolare come punto focale per la ricerca sulle zanzare

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DOI:

10.3791/64975

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20 gennaio 2023

Michael B. Wells¹

¹Department of Biomedical Sciences, Idaho College of Osteopathic Medicine

In questo articolo

Abstract

ARTICOLI DISCUSSI:

Chiu, M. Z., Lannon, S., Luchetti, M., Wells, M. B., Andrew, D. J. Dissezione e immunocolorazione delle ghiandole salivari larvali dalle zanzare Anopheles gambiae. Giornale degli esperimenti visualizzati. (175), E62989 (2021).

Kojin, B. B., Tsujimoto, H., Jakes, E., O'Leary, S., Adelman, Z. N. Rilevamento di Indel a seguito di mutagenesi CRISPR/Cas9 utilizzando l'analisi del fuso ad alta risoluzione nella zanzara Aedes aegypti. Giornale degli esperimenti visualizzati. (175), E63008 (2021).

Kumpitak, C., Nguitragool, W., Cui, L., Sattabongkot, J., Bantuchai, S. Rilevamento di sporozoiti di Plasmodium nelle zanzare Anopheles utilizzando un test di immunoassorbimento enzimatico. Giornale degli esperimenti visualizzati. (175), E63158 (2021).

Taracena, M. et al. Efficace somministrazione di interferenza orale dell'RNA (RNAi) alle zanzare adulte Anopheles gambiae. Giornale degli esperimenti visualizzati. (181), E63266 (2022).

Erlank, E., Venter, N., Koekemoer, L. L. Test standard di alimentazione a membrana per il rilevamento dell'infezione da Plasmodium falciparum nei vettori di zanzare Anopheles. Giornale degli esperimenti visualizzati. (183), E63546 (2022).

Editoriale

La biologia molecolare è alla base di molte delle tecnologie chiave che hanno guidato i progressi scientifici compiuti negli ultimi 40 anni di ricerca genetica. Le zanzare e gli agenti patogeni che trasmettono sono stati studiati in dettaglio per più di 100 anni, in genere attraverso le lenti dell'ecologia, dell'immunologia, della vaccinologia e della biologia dei vettori. La biologia molecolare rimane una disciplina sottoutilizzata per quanto riguarda l'informazione e lo sviluppo di nuovi approcci specifici per prevenire la diffusione della malattia trasmessa dalle zanzare. Questa raccolta di metodi, intitolata "Biologia molecolare nell'intestino medio delle zanzare e nelle ghiandole salivari", evidenzia i metodi chiave applicati ai problemi di biologia dei vettori di zanzara che abbracciano molti aspetti della biologia molecolare e molteplici punti temporali dello sviluppo. La crescita degli sforzi di ricerca nella biologia molecolare delle zanzare è essenziale e dovrebbe facilitare il progresso verso il completamento di compiti complessi come la valutazione della plasticità del genoma, le applicazioni dell'unità genica, l'analisi multi-omica e l'indagine sull'intero genoma della funzione genica all'interno di contesti tessuto-specifici in vivo. Con l'espansione degli sforzi di biologia molecolare nelle zanzare, la rilevanza medica degli interessi di ricerca sulle zanzare per i pazienti con malattie trasmesse dalle zanzare aumenterà a causa dei progressi traslazionali derivanti dall'acquisizione di ulteriori informazioni di ricerca di base specifiche per il contesto.

Chiu et al. forniscono una spiegazione chiara e dettagliata di come sezionare e condurre l'immunocolorazione sulle ghiandole salivari larvali delle zanzare ^larvali1. Storicamente, i SG sono stati considerati come un tessuto difficile da sezionare in massa, limitando così l'ambito dell'analisi. A seguito di vari perfezionamenti negli studi SG sulle zanzare adulte ^2,3,4, questo gruppo di ricerca ha sviluppato un potente mezzo per visualizzare il precursore larvale¹ del tessuto adulto e ha ulteriormente confermato che il metodo può essere applicato a più specie di Anopheles. Gli usi futuri di questa tecnica includono la valutazione di strategie molecolari, genetiche e farmacologiche volte a disabilitare lo sviluppo o la funzione della zanzara SG.

Kojin et al. forniscono un metodo succinto per il rilevamento di indel mediante analisi del fuso ad alta risoluzione dopo l'editing genetico delle zanzare Aedes aegypti ⁵. È importante sottolineare che il test non richiede il sacrificio della zanzara⁵. Ciò facilita un'ampia applicazione della tecnica alla generazione di qualsiasi ceppo di zanzara mutante, poiché gli stessi individui rimangono disponibili per successivi incroci genetici e/o saggi fenotipici.

Kumpitak et al. 2021 offrono una strategia intelligente per il rilevamento degli sporozoiti di Plasmodium nelle zanzare Anopheles utilizzando un ELISA⁶. Questo metodo presenta vantaggi distinti rispetto alla microscopia e può essere applicato ampiamente a tutti i sottotipi di parassiti. Questo metodo è stato utilizzato per studiare la dinamica dell'infezione da zanzare attraverso le stagioni e tra le specie di vettori della malaria.

Taracena et al. documentano progressi di grande impatto nell'alimentazione di batteri produttori di dsRNA alle zanzare Anopheles per un robusto knockdown genico, anche in un tessuto con bassi livelli di attività endogena dell'RNAi, le ghiandole salivari⁷. Questa tecnica si è dimostrata costantemente efficace in tutti i geni bersaglio candidati testati, i risultati erano validi in più letture di test e il metodo richiedeva poca esperienza e uno sforzo minimo. Con questo potente metodo ora disponibile, una serie di ricercatori dovrebbe essere completamente attrezzata per iniziare studi di genetica inversa sulla funzione genica della zanzara.

Erlank et al. descrivono attentamente l'applicazione di un test standard di alimentazione a membrana alle zanzare Anopheles per il rilevamento e lo screening delle oocisti dell'intestino medio di Plasmodium falciparum dopo il trattamento con piccole molecole e la colorazione con mercurocromo⁸. Nel loro studio, viene prestata molta attenzione alle considerazioni necessarie per il successo, ai limiti di un basso tasso di alimentazione, nonché all'ampia applicabilità di questo test⁸.

Questa raccolta di metodi mostra le numerose opportunità disponibili per applicare gli approcci di biologia molecolare in modi all'avanguardia e rilevanti dal punto di vista medico per supportare lo sviluppo della prossima generazione di misure di controllo dei vettori. Gli articoli all'interno sono più rilevanti per i ricercatori alle prime armi e per coloro che si sono recentemente uniti al campo della biologia dei vettori da altre aree. L'autore spera che questi articoli facilitino la pianificazione di nuovi esperimenti e approcci volti a comprendere meglio la biologia dei vettori e a prevenire la trasmissione di malattie trasmesse dalle zanzare. C'è un grande potenziale per l'espansione degli approcci di biologia molecolare delle zanzare e dei loro usi, quindi questa collezione può anche servire come faro per attirare l'attenzione e l'interesse del settore su quest'area. Con articoli che trattano argomenti come la convalida dell'editing genetico delle zanzare e approcci efficaci per l'RNAi, questi studi rimarranno molto rilevanti in futuro.

Dichiarazioni

L'autore non ha nulla da rivelare.

Ringraziamenti

L'autore desidera ringraziare gli autori che hanno contribuito agli articoli contenuti in questa raccolta.

Riferimenti

Chiu, M. Z., Lannon, S., Luchetti, M., Wells, M. B., Andrew, D. J. Dissection and immunostaining of larval salivary glands from Anopheles gambiae mosquitoes. Journal of Visualized Experiments. (175), e62989(2021).
Wells, M. B., Andrew, D. J. Salivary gland cellular architecture in the Asian malaria vector mosquito Anopheles stephensi. Parasites & Vectors. 8, 617(2015).
Wells, M. B., Villamor, J., Andrew, D. J. Salivary gland maturation and duct formation in the African malaria mosquito Anopheles gambiae. Scientific Reports. 7, 601(2017).
Wells, M. B., Andrew, D. J. Anopheles salivary gland architecture shapes Plasmodium sporozoite availability for transmission. mBio. 10 (4), 01238(2019).
Kojin, B. B., Tsujimoto, H., Jakes, E., O'Leary, S., Adelman, Z. N. Indel detection following CRISPR/Cas9 mutagenesis using high-resolution melt analysis in the mosquito Aedes aegypti. Journal of Visualized Experiments. (175), e63008(2021).
Kumpitak, C., Nguitragool, W., Cui, L., Sattabongkot, J., Bantuchai, S. Detection of Plasmodium sporozoites in Anopheles mosquitoes using an enzyme-linked immunosorbent assay. Journal of Visualized Experiments. (175), e63158(2021).
Taracena, M., et al. Effective oral RNA interference (RNAi) administration to adult Anopheles gambiae mosquitoes. Journal of Visualized Experiments. (181), e63266(2022).
Erlank, E., Venter, N., Koekemoer, L. L. Standard membrane feeding assay for the detection of Plasmodium falciparum infection in Anopheles mosquito vectors. Journal of Visualized Experiments. (183), e6354(2022).

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