Het hier beschreven infectiemodel is gunstig voor het analyseren van de immuunresponsen van de gastheer, interacties tussen gastheer en pathogene ziekteverwekkers en schimmelpathogenese12,13,14,15. Deze informatie kan worden afgeleid uit de hoge resolutie beeldvorming van fluorescerende pathogenen en gastheercellen13,larvale overleving en CFU persistentie in de loop van de tijd.
De micro-injectietechniek is van cruciaal belang voor het succes van dit protocol en moet mogelijk worden aangepast bij het gebruik van verschillende micro-injectieapparatuur en -opstellingen. In het bijzonder zijn de druk en het tijdstip van injectie twee belangrijke variabelen en kunnen worden aangepast om ervoor te zorgen dat het volume dat door de naald wordt uitgeworpen ~ 3 nL is. De grootte van de naald zoals bepaald door het te knippen met een tang reguleert ook het aantal sporen dat wordt geïnjecteerd; hoewel een grotere opening weefselschade aan de larve kan veroorzaken. Aan de andere kant zal een te kleine opening de relatief grote sporen (>2 μm) niet naar buiten laten en kan leiden tot naaldverstopping. Als dit gebeurt, kan de naald opnieuw worden vastgeklemd om een iets grotere opening te hebben.
Andere protocollen voor micro-injection van bacteriën gebruiken PVP-40 om te helpen handhaven van een homogene injectie mengsel, maar we hebben geen voordeel gevonden in het gebruik van deze drager met Aspergillus sporen. Verstopping van de naald kan worden verholpen door het schimmelpreparaat grondig te vortexen om eventuele klonten te breken voordat de naald wordt geladen. Soms kan een verstopping in de naald ook worden losgemaakt door de druk of injectietijd tijdelijk te verhogen en de micro-injector te activeren terwijl de naald zich in de vloeistof rond de larven bevindt. De druk en injectietijd moeten dan opnieuw worden verlaagd tot eerdere niveaus. In andere gevallen kan een verstopping niet worden verwijderd en moet een nieuwe naald worden geladen en opnieuw worden gekalibreerd.
Dit protocol is ontworpen om ~30-70 sporen per larve te injecteren. Het is bekend dat op basis van de concentratie van het sporenpreparaat en het geïnjecteerde volume, dit aantal vrij laag is. Er is echter empirisch vastgesteld dat dit het aantal sporen is dat onder deze omstandigheden wordt geïnjecteerd. Waarom dit verschil optreedt is onbekend, maar het kan te wijten zijn aan sporen die in de naald klonteren. Onze eigen pogingen om grotere aantallen sporen te injecteren zijn grotendeels mislukt.
Om ervoor te zorgen dat ongeveer 30-70 sporen worden geïnjecteerd en de consistentie van de injecties in alle larven te behouden, controleert u het aantal sporen door te injecteren op de E3 rond de larven. Herhaal dit elke vijf tot zes larven tijdens alle injecties. Als het aantal sporen lijkt te veranderen, kan de druk en/of injectietijd worden aangepast om een consistent aantal sporen over meerdere larven te injecteren. Er moet echter voor worden gezorgd dat de injectiedosis voornamelijk in de achterhersenen blijft en de middenhersenen en voorhersenen niet vult.
Om een gelokaliseerde infectie te garanderen, moet de sporensuspensie in de ventrikel van de achterhersenen worden opgenomen. Dit kan worden gevisualiseerd door de fenolrode kleuring net na de injectie, hoewel de rode kleur met de tijd verspreidt. Voor injecties wordt het gebied rond het blaasje gebruikt om de ventrikel onder een hoek van 45°–65° door te prikken en te bereiken. Dit gebied heeft geen hoofdbloedvaten, veroorzaakt minder weefselschade en geneest onmiddellijk. Als de huid over de ventrikel wordt doorboord, kan de sporensuspensie worden uitgelekt, omdat de naald die moet worden gebruikt voor Aspergillus-sporeninjecties groter is dan die wordt gebruikt voor bacteriële suspensus. Tevergeefs geïnjecteerde of per ongeluk beschadigde larven kunnen worden gemarkeerd door een paar keer in de dooier te injecteren om een rode markering te creëren of door de larve met de naald uit de rij te slepen. Nadat een set injecties is voltooid, moeten deze larven worden verwijderd en verwijderd voordat de rest van de plaat wordt gewassen. E3 zonder methyleenblauw wordt gebruikt om larven voorafgaand aan de injectie te verdoven en ook de larve na de injecties te houden, omdat methyleenblauw antischimmel is.
Op het moment van injectie vertegenwoordigen CFU-tellingen het aantal levensvatbare sporen in de geïnfecteerde gastheer. Als de sporen echter ontkiemen tot hyphae, kunnen deze tijdens homogenisatie worden opgesplitst in afzonderlijke levensvatbare "schimmeleenheden" en kunnen ze aanleiding geven tot meerdere kolonies. Of een ononderbroken meercellige hypha kan aanleiding geven tot een enkele kolonie, wat resulteert in een gemiddelde, maar onnauwkeurige weergave van de schimmellast. Dit kan worden verzacht door de CFU-tellingen te combineren met longitudinale microscopie van individuele larven, die visuele gegevens biedt over het lot van geïnjecteerde sporen.
In vergelijking met het zoogdiersysteem is het infectiemodel van de zebravislarve bijzonder belangrijk vanwege de optische toegankelijkheid. De rekrutering en respons van aangeboren immuuncellen kan worden gevisualiseerd in een levende intacte gastheer. Dit kan worden opgenomen met genetische of chemische remming van moleculaire doelen om te analyseren hoe elk doelwit de macrofaag of neutrofiele reactie tegen Aspergillus-sporen bij een levend dier beïnvloedt.
Terwijl de zebravis larve Aspergillus infectie model blijft instrumenteel in het beschrijven van verschillende aspecten van IA12,13,14,15,16,17,18,19,20,22, er zijn andere gebieden van uitbreiding. Vanaf de gastheerzijde wordt het gebruikt om immuunresponsen op cellulair niveau te beschrijven, maar dit kan worden uitgebreid om immuunmechanismen op moleculair niveau te analyseren door het te combineren met gerichte morfolino, CRISPR, stabiele mutantlijnen of chemische blootstelling. Een kanttekening is dat homologues voor alle bekende aangeboren immuunwegcomponenten van zoogdieren niet zijn geïdentificeerd bij zebravissen.
Van de pathogene kant is virulentie van verschillende soorten en stammen beschreven. Een veelbelovende manier van toekomstig onderzoek is het gebruik van mutante Aspergillus stammen om te testen hoe specifieke genen of eiwitten bijdragen als virulentie factoren. Daardoor kunnen nieuwe antischimmelmiddelen worden ontwikkeld om deze eiwitten aan te pakken. Huidige antischimmelmiddelen hebben een lage werkzaamheid bij menselijke patiënten en er is een groeiende resistentie tegen deze geneesmiddelen bij schimmels28. Dit in vivo model kan worden gebruikt om te onderzoeken waarom deze geneesmiddelen falen en als tussenmodel om de werkzaamheid van nieuwe antischimmelmiddelen te testen. Over het algemeen kunnen de bevindingen die met behulp van dit model worden ontdekt, de toekomstige ontwikkeling van effectieve behandelingen voor met Aspergillusgeïnfecteerde patiënten vergemakkelijken.