Opisana tutaj procedura daje rygorystyczne i wysokiej jakości zakażenie Drosophila melanogaster. Zilustrowane przykłady koncentrowały się przede wszystkim na zakażeniu Providencia rettgeri i E. coli, ale protokół jest wysoce elastyczny i może być stosowany do zakażeń różnymi bakteriami w różnych warunkach hodowli i utrzymania gospodarza.
Szczegóły optymalnego podejścia eksperymentalnego będą zależeć od bakterii użytej do infekcji, genotypu gospodarza i ogólnych warunków eksperymentalnych. Zdecydowanie zaleca się przeprowadzenie testów pilotażowych wszelkich nowych warunków eksperymentalnych przed rozpoczęciem bardziej ambitnych projektów. Dobrym punktem wyjścia jest przetestowanie trzech dawek infekcji w 100-krotnym zakresie. Wysoce zjadliwe patogeny są często najlepiej wprowadzane w bardzo niskich dawkach zakaźnych, rzędu 10 - 100 komórek bakteryjnych na muchę. Bardziej umiarkowane patogeny mogą być wstrzykiwane w wyższych dawkach około 1000 bakterii na muchę, a niepatogeny mogą być wstrzykiwane w dawkach nawet 10 000 bakterii na muchę. Często pouczające jest zdefiniowanie kinetyki nowych infekcji poprzez śledzenie obciążenia patogenami, śmiertelności gospodarza i aktywności układu odpornościowego w podłużnych szeregach czasowych. Ponieważ pomiar obciążenia patogenem i ekspresji genów gospodarza są testami destrukcyjnymi, konieczne jest zakażenie odrębnych much na początku eksperymentu dla każdego punktu czasowego, który ma być mierzony.
Podejmując decyzję, czy zastosować iniekcję szpilkową, czy mikrokapilę, należy pamiętać, że każde podejście ma zalety i ograniczenia. Wstrzyknięcie kapilarne wprowadza do muchy objętość cieczy, która zarówno nieznacznie zwiększa ciśnienie turgoru, jak i wprowadza sole lub inne cząsteczki, które są zawieszone lub rozpuszczone w nośniku. Iniekcja kapilarna wymaga również dostępu do zakładu iniekcyjnego lub zakupu wymaganego sprzętu. Szpilka septyczna nie wymaga specjalnego sprzętu i wprowadza znikome podłoże do muchy i jest zazwyczaj bardziej skuteczna w infekowaniu dużej liczby much. Jednak infekcje po ukłuciu szpilkami nie pozwalają na precyzyjną kontrolę dawki infekcji, którą można osiągnąć za pomocą iniekcji kapilarnej. Obecny protokół koncentrował się na aparacie iniekcyjnym, który mechanicznie reguluje objętość wtrysku, ale istnieją również systemy iniekcyjne oparte na dyskretnych impulsach sprężonego powietrza. 20,21 Są one zazwyczaj droższe niż przedstawione tutaj urządzenia i wymagają kalibracji impulsu powietrza do każdej igły w celu zapewnienia stałych objętości wstrzyknięć.
Toczy się poważna dyskusja, ale bardzo mało danych na temat tego, w jaki sposób muchy stają się ogólnoustrojowo zakażone bakteriami na wolności. Niektórzy badacze twierdzą, że większość naturalnych infekcji występuje, gdy Drosophila połyka bakterie chorobotwórcze, a bakterie są następnie w stanie uciec z jelit, aby wywołać infekcję ogólnoustrojową. Jednak istnieje bardzo niewiele bakterii, o których wiadomo, że są w stanie przekroczyć jelito D. melanogaster, a te, które mają tę zdolność, są wysoce śmiertelne dla much22,23. Alternatywną teorią jest to, że muchy regularnie doznają uszkodzeń kutykularnych poprzez ucieczkę przed nieudanymi próbami drapieżnictwa lub atak roztoczy ektorazytów. Hipoteza ta jest wspierana przez częste zbieranie dzikich D. melanogaster zawierających plamy melanizacji, które wskazują na zagojone rany (obserwacje niepublikowane). Wykazano, że roztocza przenoszą infekcje bakteryjne u Drosophila24 , a rany pozostawione przez roztocza mogą być wtórnie zakażone przez bakterie u pszczół miodnych25. Jednak częstość występowania zakażenia D. melanogaster przez roztocza lub w inny sposób oportunistycznego poprzez naruszenie naskórka nie jest znana. Opisany tutaj protokół pozwala na wprowadzenie bakterii bezpośrednio do hemolimfy poprzez ilościowe wstrzyknięcie, które omija wszelkie bariery nabłonkowe lub odporność behawioralną. Metody podawania bakterii chorobotwórczych do D. melanogaster opisano w Vodovar i wsp.22 oraz Nehme i wsp.Lokal mieszkalny 23.
Wiele bakterii entomopatogenicznych stanowi niewielkie lub żadne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, co pozwala naukowcom na wygodną pracę z nimi. Co więcej, bardzo niewiele bakterii ma zdolność do zakażania Drosophila w kontakcie bez interwencji eksperymentalnej, więc ryzyko "epidemicznego" rozprzestrzeniania się infekcji bakteryjnej w laboratorium za pośrednictwem skażonych powierzchni lub zbiegłych much jest na ogół bardzo niskie. Niemniej jednak wskazane jest zapewnienie odpowiednich środków ograniczających rozprzestrzenianie się wirusa, aby zapobiec ucieczce zakażonych much i odłowieniu wszelkich zbiegłych much. Laboratorium powinno być wyposażone w poziom bezpieczeństwa biologicznego współmierny do poziomu stosowanych czynników chorobotwórczych oraz powinny być stosowane standardowe najlepsze praktyki w dziedzinie mikrobiologii.
Opisana tutaj eksperymentalna metoda infekcji pozwala na zakażenie Drosophila melanogaster dowolną dawką dowolnej bakterii. Po ustaleniu infekcji łatwo jest zmierzyć kinetykę namnażania się lub usuwania bakterii, śledzić śmiertelność gospodarza i testować indukcję układu odpornościowego gospodarza. Zakażone muchy mogą być łatwo poddane innym testom fenotypowym, w tym testom funkcji fizjologicznych, które mogą kształtować się lub być kształtowane przez infekcję. Opisane procedury są niedrogie, wymagają stosunkowo niewielkiego specjalistycznego sprzętu i są łatwe do nauczenia, dzięki czemu można je stosować w różnych projektach w różnych laboratoriach badawczych i dydaktycznych.