Hier wordt aangetoond dat G. mellonella is een geschikte, gemakkelijk te gebruiken model om L. te studeren pneumophila infectie. Eerder is aangetoond dat L. pneumophila virulentie in macrofagen, amoeben en zoogdiermodellen is afhankelijk van de aanwezigheid van de Dot / Icm secretiesysteem 41-43. G. mellonella larven geïnfecteerd zoals hierboven beschreven en de virulentie van het wildtype (WT) en een Dot / Icm-deficiënte stam vergeleken. Infectie met 10 7 CFU van L. pneumophila stam 130b resulteerde in 100% sterfte binnen 24 uur bericht infectie (pi). De L. pneumophila Δ DOTA-stam, die geen functioneel Dot / Icm T4SS secretiesysteem heeft, is avirulent in dit assay (figuur 1). Dit toont aan dat L. pneumophila virulentie in G. mellonella hangt af van de translocatie van Dot / Icm effectoren, waardoor dit model geschikt voor de karakterisering vande functie van deze eiwitten.
Recent werd aangetoond dat remming van fagocytose door cytochalasine behandeling verhoogde de susceptibly van de larven infectie door de gist Candida albicans 6. Zoals L. pneumophila is een intracellulaire pathogeen, werd besloten om te bepalen of de opname van de bacterie is cruciaal in de pathogenese van dit model. Larven werden voorbehandeld met 10 ul van 100 uM cytochalasine D (CyD) gedurende 4 uur bij 37 ° C, vervolgens geïnfecteerd met 10 7 CFU WT L. pneumophila 130b en mortaliteit gecontroleerd 24 uur pi behandeling met de remmer alleen had geen invloed larvale overleving. Echter, voorbehandeld, geïnfecteerde larven weergegeven significant grotere overleving (p = 0,0066, ongepaarde t-toets) vergeleken met DMSO behandelde, geïnfecteerde insecten (figuur 2). Het effect van CyD behandeling werd afgeschaft 48 uur pi (resultaten niet getoond), dit kan te wijten zijn aan de halfwaardetijd van het geneesmiddel in G.mellonella. Dit toont aan dat opname van L. pneumophila in G. mellonella hemocytes is een cruciaal aspect van bacteriële virulentie.
Om expressie te valideren en bepalen de subcellulaire lokalisatie van een effector eiwit in G. mellonella, hemocytes werden geëxtraheerd en verwerkt voor immunofluorescentie microscopie. Larven werden geïnfecteerd met WT en Δ DOTA L. pneumophila 130b expressie brengen van een fragment van de goed gedefinieerde T4SS effector, SIDC 41-918, gefuseerd tot 4 N-terminale HA markeringen. Deze effector werd aangetoond dat de LCV binden via een fosfoinositide-4-fosfaat-bindende domein 44. Het gebruik van anti-HA (rood) en anti-legionella (groen) antilichamen, 4HA-SIDC 41-918 gelokaliseerd in het LCV in geïnfecteerde hemocytes (figuur 3). Deze aanwijzing is eerder in de amoeben Dictyostelium discoideum en in zoogdierlijke macrofagen 44,45 bevestiging van de comparability van dit model.
Het belang van eiwitten voor virulentie wordt gewoonlijk bepaald door de kinetica van wildtype en mutante bacteriën. Om de bacteriële replicatie kinetiek in de loop van de infectie te volgen werden drie larven gedood op elk tijdstip (0, 5, 18 en 24 uur pi), de hemolymfe verzameld en samengevoegd en de CFU/0.1g onttrokken hemolymfe bepaald. Na een duik in 5 uur pi, de CFU van de WT bacteriën toeneemt tot 24 uur pi echter de Δ DOTA stam ondergaat geen replicatie en verwijdering op 18 uur pi (figuur 4).
Het vermogen van L. pneumophila lysis van macrofagen veroorzaken een T4SS afhankelijke wijze al lang gedocumenteerd 46 echter geen soortgelijke studies uitgevoerd in vivo. De concentratie van circulerende hemocytes werd bij 5, 18 en 24 uur pi Larven werden geïnfecteerd met WT of Δ DOTA L. pneumophila 130b, hemocytes geëxtraheerd uit geïnfecteerde insecten en levensvatbare cellen geteld met behulp van de trypanblauwexclusie methode. Op 5 uur pi geen verschil in hemocyte tellingen tussen de stammen te zien (Figuur 5). Echter, op 18 uur pi was er een significante daling hemocyte concentratie WT, maar niet Δ DOTA geïnfecteerde larven. Dit verschil bleef na 24 uur pi De daling hemocyte nummer, samen met de aanwezigheid van intracellulaire bacteriën zoals gezien door immunofluorescentie, stelt L. pneumophila repliceert binnen hemocytes dan lyseert hen, waardoor de bacteriën om een aantal rondes van replicatie ondergaan.

Figuur 1. Infectie met L. pneumophila induceert Dot / Icm-afhankelijke larvale mortaliteit. 10 larven besmet waren met PBS alleen of 10 7 CFU van wild-type (WT) of Δ Dota L. pneumophila 130b, geïncubeerd bij 37 ° C gedurende 72 uur en het tijdstip van overlijden van de larven opgenomen. Alle larven besmet met het WT bezweken aan een infectie binnen 24 uur na infectie (pi), echter geen mortaliteit werd gezien bij larven ingeënt met PBS alleen of de Δ DotA stam. Resultaten zijn het gemiddelde van drie afzonderlijke experimenten ± standaardafwijking.

Figuur 2. Sterfte is afhankelijk van bacteriële internalisatie. 10 L. pneumophila larven werden voorbehandeld met 10 ul van 100 uM cytochalasine D (CyD) gedurende 4 uur bij 37 ° C vervolgens geïnfecteerd met 10 7 WT en mortaliteit gecontroleerd 24 uur pi voorbehandeld larven aangetoond significant (P = 0,0066, ongepaarde T-test) verminderde sterfte. Resultaten vormen de mean van de vier onafhankelijke experimenten ± standaarddeviatie met 10 larven per conditie.

Figuur 3. Immunofluorescentie beeldvorming van effector-eiwitten in uitgepakt hemocytes. Hemocytes werden geëxtraheerd uit larven besmet met L. pneumophila 130b WT of Δ DOTA uiten 4HA-SIDC 41-918 op 5 uur pi Cellen werden gekleurd met behulp van anti-HA (rood) en anti-legionella (groen) antilichamen en DAPI DNA vlek (blauw) om de kernen te visualiseren. 4HA-SIDC 41-918 werd waargenomen rondom WT, maar niet Δ Dota, bacteriën. Schaalbalk 5 micrometer.

Figuur 4. L. pneumophila repliceert binnen G. mellonella in Dot / Icm-afhankelijke wijze. Larven werden geïnfecteerd met WT of Δ DOTA L. pneumophila en bij 0, 5, 18 en 24 uur pi de hemolymfe uit drie geïnfecteerde insecten samengevoegd, uitgeplaat op CYE platen en de CFU bepaald en genormaliseerd naar het inoculum en het gewicht van hemolymfe geëxtraheerd. WT L. pneumophila gerepliceerd in de loop van het experiment terwijl Δ DOTA ras binnen 18 uur pi resultaten is gewist zijn het gemiddelde van drie afzonderlijke experimenten ± standaardafwijking.

Figuur 5. Infectie met WT L. pneumophila resulteert in aanzienlijke hemocyte vernietiging. hemocytes werden geëxtraheerd op 5, 18 en 24 uur pi van larven met WT of Δ DOTA L. pneumophila en levensvatbare cellen geteld met een hemocytometer geïnfecteerd. Geen verschil in deaantal cellen werd in 5 uur pi tussen de stammen gezien echter op 18 uur pi slechts ongeveer 15% van hemocytes blijven larven geïnfecteerd met WT-stam vergeleken met de Δ DotA stam. Resultaten zijn het gemiddelde van drie afzonderlijke experimenten ± standaardafwijking.